바카라 필승법 기본 핵 데이터베이스최신 버전 출시됨
-미래의 "신바카라 필승법력"을 위한 세계 최고 수준의 신뢰성과 완성도를 갖춘 데이터 제공-

[요약]

바카라 커뮤니티 원자력 공학 연구 센터 핵 데이터 연구 그룹 그룹 리더 이와모토 오사무가 이끄는 JENDL 개발 팀(회장: 고다마 토시오, 이하 '바카라 커뮤니티')이것은 다양한 방사선과 바카라 필승법핵 사이의 반응과 바카라 필승법핵의 붕괴에 대한 기본 데이터베이스입니다핵 데이터 라이브러리¹⁾JENDL-5²⁾그렇습니다

바카라 필승법로 및 가속기의 개발, 운영 및 활용에 관한 다양한 분야1592_1602수치 시뮬레이션의 신뢰성 향상1645_1697J-PARC 등의 최신 측정 데이터그리고 핵반응과 붕괴이론적 발견통합바카라 필승법로 시뮬레이션에서 중요악티늄족 등데이터 신뢰성 향상타츠,기존 바카라 필승법력 에너지 활용을 넘어서"신바카라 필승법력"³⁾미래사회에 공헌하는 것을 목표로 합니다1997_2003중성자 데이터의 대폭적인 확장또한다양한 유형의 방사선으로 인한 반응 데이터 추가행함으로써데이터 완성도가 크게 향상됨그렇습니다

구체적으로,

① 신규핵종⁴⁾, 중성자 반응기록된 핵종의 수이전 버전에서거의 두 배 증가자연적으로 발생하는 모든 핵종과 많은 방사성 핵종을 포괄하며 다양한 물질을 사용합니다혁신적인 바카라 필승법로 시스템 탐구에 사용할 수 있습니다

②방사성 핵종의 생성 및 붕괴에 관한 완전한 데이터이를 통해 바카라 필승법로 해체 중 상세한 방사능 평가가 가능해졌습니다 이것은해체개혁의 기초바카라 필승법로 시뮬레이션의 핵심인 악티나이드 데이터의 신뢰성을 높이는 것이바카라 필승법력 안전성 추구, 해체, 해체 및 폐기물 처리

③ 신규반응으로 생성된 핵종의 에너지 데이터을 추가하면 이제 재료 손상을 올바르게 평가할 수 있습니다 이는 핵융합로 재료 개발을 위한 고강도 중성자 소스를 설계하는 데 사용될 수 있습니다 게다가양성자,듀테론⁵⁾、알파선⁶⁾와 같은 데이터를 추가하세요이로 인해 다양한 유형의 방사선과 관련된 시뮬레이션의 신뢰성이 향상되었습니다방사선 이용 발전 및 새로운 지식 창출에 기여예상됩니다

미래에또한 수치 시뮬레이션 계산 프로그램에서 직접 사용할 수 있는 형식의 데이터 파일을 제공합니다그럴 계획이에요 결과적으로, 계산 프로그램 사용자는 이 데이터 파일만 지정하면 JENDL-5를 사용할 수 있습니다 일본바카라 필승법력기구에서도 개발 중입니다이 파일은 수치 시뮬레이션 계산 프로그램에도 포함되어 있습니다허락함으로써JENDL-5 사용 촉진나는 그렇게 할 계획입니다

JENDL-5는 다음 JAEA 웹사이트에서 12월 27일에 무료로 출시됩니다:

https://wwwndcjaeagojp/jendl/jendlhtml

[배경 및 역사]

원자로 설계 연구 및 개발과 가속기에서의 방사선 사용에서 수치 시뮬레이션은 중성자와 같은 방사선의 거동을 추정하는 데 널리 사용됩니다 이 수치 시뮬레이션에서는 방사선과 원자핵 사이의 반응 가능성과 같은 데이터가 필수적입니다 바카라 커뮤니티은 원자로 설계에 필요한 중성자와 원자핵 사이의 반응에 대한 기본 데이터베이스인 원자력 데이터 라이브러리 JENDL을 개발했습니다 그러나 신규 원자로 개발, 방사성폐기물의 처리·처분, 가속기 방사선 이용 확대 등 다양한 요구에 대응하기 위해서는 기록된 핵종의 수와 데이터의 종류가 부족한 등의 문제가 있었다

[이 결과]

반세기 이상 동안 국내외적으로 대규모 측정 데이터가 축적되었습니다 우리는 이러한 데이터에 새로운 측정 데이터와 이론적 지식을 추가하여 데이터의 신뢰성을 높였습니다 이전 버전인 JENDL-40에서 데이터의 신뢰성을 향상시키는 것 외에도 개별 목적으로 개발된 방사성 핵종 생성량(활성화) 평가와 관련된 중성자 반응 및 붕괴에 대한 데이터와 양성자, 중수소, 알파선, 감마선에 의한 핵반응 데이터를 수정 추가하여 JENDL-5에 통합하였습니다 이를 통해 데이터의 신뢰성과 완성도가 높아져 미래 '신원전' 추진, 즉 안전성 추구, 혁신형 바카라 필승법로 시스템 탐색, 방사성물질 관리, 해체개량, 고도화/스핀오프, 신지식 창출에 기여할 것으로 기대된다

JENDL-5의 주요 기능은 다음과 같습니다:

〇중성자 데이터의 대폭적인 확장

우리는 기록된 핵종의 수를 확장했으며, 핵종의 수는 JENDL-40의 406개에서 JENDL-5의 795개로 거의 두 배 증가했습니다 JENDL-40에서 누락된 새로운 핵종 데이터를 추가함으로써 이제 자연 발생 핵종 287개를 모두 포함합니다 이를 통해 과거에 많이 사용되지 않은 재료나 미량 함유된 원소 등 다양한 대상에 대한 수치 시뮬레이션을 수행할 수 있습니다 또한, 베타 및 알파 붕괴를 겪는 불안정한 핵종에 대한 데이터가 크게 풍부해졌습니다 표 1과 그림 1은 JENDL과 최신 주요 외국 핵 데이터 라이브러리에 포함된 핵종의 수를 보여줍니다 JENDL-5는 이전 JENDL 및 세계의 핵 데이터 라이브러리보다 훨씬 더 풍부한 핵종 컬렉션을 보유하고 있음을 알 수 있습니다 이는 다양한 소재를 활용한 혁신적인 바카라 필승법로 시스템 발굴과 바카라 필승법로 해체 촉진을 위한 해체 개혁에 기여할 것입니다

〇바카라 필승법로 수치 시뮬레이션 계산에 중요한 데이터의 신뢰성 향상

바카라 필승법로의 연료인 우라늄(U)과 플루토늄(Pu)과 이러한 연료에서 생성된 넵투늄, 아메리슘과 같은 악티늄화물과 중성자와의 반응에 대한 데이터는 바카라 필승법로의 수치 시뮬레이션을 수행하는 데 매우 중요한 데이터입니다 JENDL-5의 경우 신뢰성을 높이기 위해 J-PARC를 포함한 전 세계 다양한 위치의 새로운 측정 데이터 및 기타 조사 결과를 기반으로 데이터를 수정했습니다 또한, 열 운동을 받는 물질에 의한 저에너지 중성자의 산란(열 중성자 산란 법칙)을 나타내는 데이터는 경수로와 같은 바카라 필승법로의 수치 시뮬레이션 계산에 매우 중요합니다 JENDL-5는 경수, 중수 등 바카라 필승법로에서 중요한 물질에 대한 분자 역학 기반 평가를 통합하여 신뢰성을 향상시킵니다 이러한 개정으로 인해 JENDL-40에서 과대평가된 Pu를 포함하는 코어임계도⁷⁾의 경우 수치 시뮬레이션 계산에 의한 예측 정확도가 향상되었습니다 고속로의 임계도 예측 정확도도 향상되어 경수로부터 고속로까지 다양한 바카라 필승법로에 대해 신뢰성 높은 수치 시뮬레이션이 가능해졌습니다

이러한 바카라 필승법로에 중요한 데이터의 신뢰성 향상은 바카라 필승법력 안전 추구, 해체 및 해체, 폐기물 처리 및 폐기에 기여할 것으로 예상됩니다

〇다양한 종류의 방사선에 따른 반응 데이터가 포함되어 있습니다

수치 바카라 필승법로 시뮬레이션은 일반적으로 최대 20MeV의 중성자와의 반응을 고려합니다 그러나 가속기 및 기타 장치를 사용하여 방사선을 사용하려면 훨씬 더 높은 에너지의 반응이 필요합니다 JENDL-5에는 고에너지 중성자와 양성자와 바카라 필승법핵 사이의 반응에 대한 데이터인 JENDL-40/HE를 추가하고 개별 목적에 맞는 데이터베이스로 개발했으며, 새로운 평가 데이터도 추가해 많은 핵종에 사용할 수 있는 에너지 범위를 200MeV까지 확장했다

또한 방사성 폐기물의 처리 및 처리를 위한 가속기 구동 바카라 필승법로와 핵융합 물질의 조사 시설과 같이 고에너지, 고강도 빔을 사용하는 가속기 시설이 고려되고 있습니다 방사선으로 인한 자재 손상은 이러한 시설의 주요 문제입니다 JENDL-40/HE에는 물적 손상 평가에 필요한 데이터가 부족하여 제대로 평가할 수 없었습니다 JENDL-5에서는 이러한 평가에 필요한 핵반응에 의해 생성된 바카라 필승법핵에 전달되는 에너지에 대한 데이터를 정확하게 계산하는 방법을 개발하고 새로운 데이터를 추가했습니다 그림 2는 철에 중성자를 조사할 때 물질 손상 평가에 필요한 바카라 필승법 방출 가능성을 핵 데이터 라이브러리에서 계산한 것입니다 JENDL-40/HE에서는 필요한 데이터가 없어서 20MeV보다 1/6 정도로 값이 작았지만, JENDL-5에서는 20MeV의 상위 레벨과 하위 레벨의 연결이 개선되어 이 점이 크게 개선되었습니다

이러한 데이터는 물질적 손상뿐만 아니라 입자빔 치료, 붕소 중성자 포획 치료 등 최첨단 방사선 치료의 정교함을 향상시키고 우주선으로 인한 위성 및 통신 장비의 고장 빈도를 추정하는 등 방사선이 인체 및 반도체에 미치는 영향을 평가하는 데 널리 사용될 수 있습니다

바카라 필승법로의 사용후 연료에서는 우라늄이 중성자를 흡수할 때 중악티나이드가 생성됩니다 일부 악티늄족에는 다량의 알파 입자를 방출하는 핵종이 포함되어 있습니다 방출된 알파선은 연료에 존재하는 경핵과 반응하여 중성자를 생성합니다 따라서 사용후핵연료의 처리를 고려할 때 알파선에 의한 중성자 발생을 추정할 필요가 있다 JENDL-5에서는 지금까지 개발한 핵반응 이론계산 프로그램을 활용하였고, 기존에 개인용 데이터베이스로 개발되었던 알파선 반응 데이터를 담고 있는 JENDL/AN-2005를 검토하였다 도 3은 일반적인 바카라 필승법로 연료인 이산화우라늄에 알파선이 입사할 때 발생하는 중성자의 에너지 분포를 수치해석한 결과와 실험값을 비교한 것이다 알파선이 시료 내 산소와 반응할 때 중성자가 생성되는데, JENDL-5를 이용하여 시뮬레이션 계산을 수행함으로써 실험값의 재현성이 크게 향상되었음을 알 수 있다

JENDL-5에는 중성자 이외의 방사선에 의한 반응 데이터가 풍부해지며, 기존에 부족했던 데이터를 채워 우주, 의학 등 다양한 분야에서 방사선의 영향을 평가하는 데 활용될 것으로 기대된다 이는 '신바카라 필승법력' 구상이 추진하고 있는 방사선 이용의 진보와 새로운 지식 창출에 기여할 것입니다

[미래 전망]

향후에는 개발된 핵 데이터 라이브러리 JENDL-5를 기반으로 개별 수치 시뮬레이션 계산 프로그램과 호환되는 데이터 파일을 제공할 계획입니다 이를 통해 각 계산 프로그램 사용자는 데이터베이스 사양만 변경하면 최신 데이터베이스를 사용할 수 있습니다 또한 일본바카라 필승법력기구가 개발 중인 수치모의 계산 프로그램에 이 파일을 첨부하여 JENDL-5의 활용을 촉진할 계획이다

[JENDL 개발팀]

 

[용어 설명]

1) 핵 데이터 라이브러리

반응의 용이성, 방출된 입자의 에너지 분포, 각도 분포 등 핵반응과 관련된 다양한 수량(핵반응 데이터)과 베타붕괴, 알파붕괴 등 핵붕괴와 관련된 데이터를 종합한 데이터베이스입니다 수치 시뮬레이션 프로그램 내에서 사용할 수 있도록 일정한 형식으로 생성됩니다 핵반응 데이터는 충돌하는 입자의 종류와 에너지, 표적 핵의 종류에 따라 달라집니다 수치 시뮬레이션에 필요한 데이터의 대부분은 실험 데이터와 이론적 계산을 기반으로 평가되었으며 데이터베이스로 유지되었습니다

2) JENDL-5

이것은 일본에서 개발 중인 핵 데이터 라이브러리의 최신 버전이며 "일본 평가 핵 데이터 라이브러리 버전 5"의 약어입니다 중성자 핵반응과 관련하여 첫 번째 버전인 JENDL-1이 1977년에 출시되었고 이전 버전인 JENDL-40이 2010년에 출시되었습니다 JENDL은 중성자 외에도 양성자, 감마선 및 기타 핵반응에 대한 핵반응 데이터베이스를 다양한 목적으로 개발했습니다 JENDL은 IAEA 주도 하에 개발된 바카라 필승법력 데이터 라이브러리를 비롯해 미국과 유럽의 바카라 필승법력 데이터 라이브러리에 다수의 데이터가 채택되는 등 국제적으로 높은 평가를 받고 있으며 전 세계 바카라 필승법력 연구에 크게 기여하고 있다

3) 새로운 바카라 필승법력

이것은 일본 바카라 필승법력 기구가 미래 비전 "JAEA 2050+"에서 설정한 목표입니다 기존의 노력을 넘어 미래 사회에 공헌하는 것을 목표로 6가지 테마(안전 추구, 혁신적인 바카라 필승법로 시스템 탐색, 방사성 물질 관리, 해체 개혁, 고도화/분할, 신지식 창출)를 추진해 나갈 것입니다

4) 핵종

바카라 필승법핵의 유형을 나타냅니다 핵의 양성자와 중성자의 수 외에도 준안정 핵 이성질체는 여기 에너지가 다릅니다

5) 듀테론

수소의 동위원소인 중수소의 핵입니다 수소의 핵은 하나의 양성자를 갖고 있는 반면, 중수소는 하나의 양성자와 하나의 중성자로 구성됩니다

6) 알파선

알파 붕괴에 의해 방출되는 방사선의 근원이자 He-4의 핵인 입자입니다

7) 중요도

바카라 필승법로 내부에서 발생하는 중성자 연쇄 반응에서 중성자가 얼마나 증가하는지 나타내는 수량입니다 1이면 연쇄반응이 계속되는 임계상태이고, 1보다 작으면 아임계, 1보다 크면 초임계라고 합니다