A Scheme of Better Utilization of PWR Spent Fuels

가압경수로 사용후핵연료 이용확대 방안연구

The recycle of PWR spent fuels in a CANDU reactor, so called the tandem fuel cycle is Investigated in this study. This scheme of utilizing Pm spent fuels will ease the shortage of spent fuel storage capacity as well as will improve the use of uranium resources. The minimum modification to the design of present CANDU reactor is seeked in the recycle. Nine different fuel types are considered in this work and are classified into two categories： refabrication and reconfiguration For refabrication, PWR spent fuels are processed and refabricated into the present 37 rod lattice structure of fuel bundle, and for reconfiguration, meanwhile, spent fuels are simply disassembled and rods are cut to fit into the present grid configuration of fuel bundle without refabrication. For each fuel option, the neutronics calculation of lattice was conducted to evaluate the allowable burnup and power distribution. The fuel cycle cost of each option was also computed to assess the economic justification. The result show that most tandem fuel cycle options considered in this study are technically feasible as well as economically viable.

가압경수로의 사용후핵연료를 CANDU 원자로에 재순환시키는, 이른바, 탄뎀 핵연료주기가 본 연구에서 다루어졌다. 이러한 방식으로 가압경수로의 사용후핵연료를 활용하는 것은 우라늄자원의 이용을 개선시킬뿐만 아니라 사용후핵연료 저장능력의 부족도 다소 해결할 수 있을 것이다. 핵연료를 재순환 시키는데 있어서는 CANDU 원자로의 수정을 최소화하는 방향으로 연구가 진행되었으며 본 연구에서는 9종의 핵연료가 고려되었다. 탄뎀 핵연료는 크게 핵연료재가공과 노심재구성의 두 분야로 나뉘어지는데, 핵연료 재가공의 경우, 가압경수로의 사용후핵연료는 처리되고 현재의 37 봉형 격자구조인 핵연료 다발에 맞도록 다시 성형가공되며 노심재구성의 경우, 가압경수로 사용후핵연료는 단지 격자 구조를 해체하고 CANDU의 격자길이에 맞춰 재구성만 된다. 각 탄뎀 핵연료 옵션에 대하여, 허용연소도와 출력분포를 계산하기 위해 노심연소계산이 수행되었다. 또한 경제성에 대한 접근으로 각 핵연료 옵션에 대한 핵주기비가 계산되었다. 그 결과 본 연구에서 다루어진 대부분의 탄뎀 핵연료 옵션이 경제성이 있었을 뿐만 아니라 기술적인 타당성이 있었다.