합성 고분자 화합물 및 탄화붕소 혼입에 따른 모르타르의 중성자 차폐성능 분석

민지영; 이빛나; 이종석; 이장화

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자료유형: 학술저널

저자정보: 민지영 (한국건설기술연구원) 이빛나 (한국건설기술연구원) 이종석 (한국건설기술연구원) 이장화 (한국건설기술연구원)

저널정보: 한국콘크리트학회 콘크리트학회 논문집 콘크리트학회 논문집 제28권 제2호

발행연도: 2016.4

수록면: 197 - 204 (8page)

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본 논문에서는 타 재료에 비해 수소 원소 함유량이 높아 고속 중성자 차폐에 유리한 합성 고분자 화합물과 중성자 포획단면적이 큰 붕소화합물을 각각 혼입한 모르타르를 대상으로 중성자 차폐성능을 분석하였다. 합성 고분자 화합물의 종류, 형상, 크기, 함량 및 붕소화합물의 함량에 따라 총 16개 모르타르 배합을 설계하였으며, 각 배합의 슬럼프 플로우, 28일 압축 및 인장강도를 측정하고, 고속 중성자 및 열중성자에 대한 차폐실험을 수행하였다. 합성 고분자 화합물의 선량 투과율은 모르타르 대비 최대 38.5%까지 감소하였으며, 공기 중 선량의 26.3%까지 차폐하였다. 붕소화합물을 혼입한 모르타르의 열중성자 차폐율은 최대 90.3%로 대부분의 열중성자를 차폐하였다. 비록 화합물 혼입에 의해 모르타르의 기본 특성은 저하되었으나, 표면 개질, 특수 혼화제 첨가 등 지속적인 연구를 통하여 성능 저하를 최소화할 수 있을 것으로 판단되며, 중성자 투과성능 역시 다양한 타입의 시험체 조합을 통한 레이어 시스템 도입 등으로 다양한 투과성능에 따른 맞춤형 설계를 제공할 수 있을 것이다.

#neutron shielding #low-activation #synthetic high polymers #boron carbide #mortar #중성자 차폐 #저방사화 #합성 고분자 화합물 #탄화붕소 #모르타르

참고문헌 (15)

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Akkurt, I., Basyigit, C., Kilincarslan, S., Mavi, B., and Akkurt, A., “Radiation Shielding of Concretes Containing Different Aggregates”, Cement and Concrete Composites, Vol.28, Issue 2, 2006, pp.153-157.

Basyigit, C., Uysal, V., Kilinçarslan, Ş., Mavi, B., Günoğlu, K., Akkurt, I., and Akkaş, A., “Investigating Radiation Shielding Properties of Different Mineral Origin Heavyweight Concretes”, AIP conference proceedings, Vol.1400, 2011, pp.232-235.

Lee, J. Y., “Development and Application of Low-Activation Cement”, Cement, Vol.188, 2010, pp.27-37.

Halverson, D. C., Pysik, A. J., Aksay, I. A., and Snowden, W. E., “Processing of boron carbide-aluminum composites”, Journal of the American Ceramic Society, Vol.72, 1989, pp.775-780.

Sandia Laboratories Transportation Technology Center, “Development of Boron Carbide-Copper Cermets: Status Report”, Department of Energy, Report SAND-78-2317, 1979, p.58.

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