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영어

This study aimed to evaluate the optimal ratio of moderating and absorbing materials for neutron shielding garments using Monte Carlo simulations. Polyethylene (PE), which has a high hydrogen content, was selected as the moderator, and boron carbide (B4C) was chosen as the absorber. The shielding structure was designed as a 10 mm-thick double layer, with each material ranging from 1 ～ 9 mm in complementary configurations. Simulations were conducted using an adult phantom to calculate the average shielding effectiveness. The results showed that increasing the proportion of PE led to higher shielding efficiency, with the combination of 9 mm PE and 1 mm B4C achieving the highest average shielding effectiveness of 50.31%. These findings indicate that neutron shielding can be maximized by first slowing down neutrons with the moderator and then absorbing them with the absorber. The study suggests that increasing the moderator ratio in shielding garments is both efficient and cost-effective, providing practical guidance for the design of neutron protective clothing.

한국어

본 연구에서는 중성자 차폐복 제작을 위한 감속재와 흡수재의 적절한 비율을 평가하고자 몬테카를로 전 산모사를 활용하여 실험을 진행하였다. 차폐복의 재료로는 수소 함량이 높은 폴리에틸렌(PE)을 감속재로, 보론카 바이드(B4C)를 흡수재로 선정하였으며, 총 두께 10 mm의 이중 층 구조를 각각 1 ～ 9 mm 범위로 하여 상호 보 완적으로 설계하였다. 시뮬레이션에서는 성인 모의피폭체를 대상으로 평균 차폐율을 산출하였다. 실험 결과, PE의 비율이 증가할수록 차폐율이 상승하였으며, PE 9 mm와 B4C 1 mm의 조합에서 평균 50.31%의 가장 높은 차폐 율을 보였다. 이는 감속재를 통해 중성자의 속도를 효과적으로 낮춘 후 흡수재와 반응한다면 중성자 차폐 성능을 극대화할 수 있음을 시사한다. 본 연구 결과는 중성자 차폐복 설계 시 감속재 비율을 높이는 것이 효율적이며, 경 제성과 실용성을 동시에 확보할 수 있음을 제시한다.