연구실 소개


『원자로해석 및 입자수송연구실』에서는 중성자 및 방사선입자의 물질내에서의 핵 반응과 수송현상을 연구한다. 이의 주요 응용분야로서 원자력발전소의 핵심부분인 원자로 노심에서 일어나는 핵분열 반응에 의한 핵에너지 발생과 이에 대한 핵특성 해석을 중점적으로 연구하고 있다. 이를 위해 핵반응 및 원자로물리를 기초로 하여, 중성자와 핵반응 산물의 분포 (공간-에너지-시간) 해석과 원자로 출력분포 및 임계도 해석 등을 통한 원자로 핵설계기술을 연구한다. 이는 정상상태 뿐만 아니라 원자로의 과도상태를 해석하기 위한 동특성에 관한 연구를 포함한다.

모든 핵장치 (원자로, 플라즈마시스템, 가속기, 핵의학 기기, 동위원소 생산장치 등) 는 근본적으로 방사선이 물질과 상호작용하는 형태와 밀접한 관련이 있다. 이러한 시설의 설계에서 방사선 입자의 수송현상과 방사선량, 차폐해석을 위한 이론 및 수치해법의 개발도 주요 연구 분야중의 하나이다.

『원자로해석 및 입자수송연구실』의 연구방법은 모델링전산이며 최신 컴퓨터아키텍쳐(병렬계산, 분산계산, 클러스터계산)를 주로 사용한다. 주요 연구 분야는 원자로 노심 핵설계 연구분야, 원자로의 동특성 연구분야, 중성자 및 방사선입자 수송 이론 및 응용 연구분야 등 크게 세 부분으로 구분할 수 있다. 아래 표는 연구 분야별 주요 연구 주제와 연구방법 및 주요 연구성과물을 간략히 나타낸 것이다.
 

연구분야

원자로 노심 핵설계 
연구분야

원자로 동특성 연구분야

중성자 및 방사선입자
수송 이론 및 응용 연구 분야


  중성자 확산/수송 방정식의 해법
  원자로 노심내의 핵특성 인자 계산
  핵연료 재장전 모형 선정 및 노심관리
  신형원자로(핵종변환로, 초고온가스 냉각로,  의학용 소형원자로 등) 노심설계
  병렬컴퓨터 및 병렬 알고리듬 구현

  원자로 동특성 해석
  원자로 시스템의 동특성 모델 개발
  원자로 운전상태의 선형 /비선형 안정영역해석
  원자로 노심상태의 추정 및 최적제어 

  중성자 및 입자 수송이론
  몬테칼로 방법/분자동역학 전산 시뮬레이션
  각종 원자로 및 가속기 등 방사선 기기설비의 핵설계 및 차폐해석
 방사선치료계획 시뮬레이션
  핵탐사 및 의학영상 재구성 등 역(逆) 방사선 수송문제

 

연구방법

수학적 모델링
 수 치 해 석
 고 등 전 산
      -  고등전산 알고리듬
      -  고성능 (병렬,분산,클러스터) 컴퓨터

 

주요 연구성과물

TOPS 초고온가스냉각로 핵설계 전산코드
CMADR 수송계산 가속기법
 CRX 격자계산 전산코드
 ADR 중성자 수송계산 가속기법
 신형 핵연료봉 (gMOX) 및 집합체 설계
 보론 중성자포획 암치료 (BNCT) 의학용 원자로 설계

COREDAX Hex-Z 핵설계 전산코드
 AFENX 핵설계 전산코드
 CRX코드 3차원 전노심계산 확장
 P-CMFD 수송계산 가속기법
 GALAXY Beowulf Cluster 병렬전산기 시스템 구축
 Wavelet 이용 TCT 및 ECT 핵영상처리 기법