사용후핵연료의 저장 및 이송시 핵임계 안전성 확보를 위하여 연소도를 정확히 결정할 필요가 있다. 특히, 정확한 연소도 결정을 위해서 핵연료 축방향 연소도 분포를 정확하게 측정할 필요가 있다. 본 연구에서는 사용후핵연료 제어봉 안내관에 삽입하여 축방향 감마선 선량 분포를 측정하기 위하여 이온 챔버를 개발하였다. 이온 챔버는 유도부, 가스주입부, 센서부 세 부분으로 구성되었다. 센서부 전극은 cathode와 anode 두 전극만을 가지도록 설계되었으며, 제어봉 안내관에 원할한 삽입을 위하여 guard 전극은 사용하지 않았다. 이온 챔버 내부에 불활성 기체를 충진하고 누설 전류와 포화곡선을 측정하였다. 한국원자력 연구원의 저준위 조사 시설을 이용하여 선량 변화에 따른 이온 챔버 전류 변화를 측정하여 5% 이내의 선형성을 확보하였다. 제작된 이온 챔버는 추가적인 성능 평가를 통하여 한국원자력연구원내 조사후 시험시설에 있는 사용후핵연료 집합체의 연소도분포 측정에 적용될 예정이다.
Burnup of spent fuel should be determined accurately for the safety control of spent fuel. Especially, it is necessary to measure the burnup profile along the nuclear fuel axis. In the present work, an ionization chamber was designed and fabricated to measure the gamma ray profile inside the guide tube of spent fuel. The ionization chamber was composed of three parts; induction part, gas-inlet part, and sensor part. The sensor part had two electrodes; cathode and anode. A guide electrode was considered in the ionization chamber design to make the ionization chamber to be inserted easily into the guide tube. Pure gas (argon and xenon) was inserted into the ionization chamber, and the leakage current and saturation curve were measured to determine the operation characteristics of the ionization chamber. The gamma ray radiation was also measured in relatively high dose environment. The gamma ray profile of the spent fuel will be measured with the ionization chamber.
