초록
최근 국내 원전의 경수로 사용후핵연료 습식 저장시설의 포화시점이 다가옴에 따라 운반 및 저장용기를 이용한 건식저장시스템 개발이 활발하게 수행되고 있다. 일반적으로 사용후핵연료 운반 및 저장용기 설계를 위한 차폐해석 시 장전 가능 연료 중 가장 보수적인 연료를 설계기준연료로 선정하여 해석을 수행한다. 그러나 실제 금속 운반용기에 장전되는 사용후핵연료는 해석평가에 적용된 설계기준연료에 한정되지 않고 다양하기 때문에 초기농축도, 연소도, 최소냉각기간의 특성을 고려한 차폐평가를 통하여 장전가능 여부가 결정된다. 이에 본 연구에서는 금속 겸용용기에 장전 가능한 연료를 대상으로 국내 운반기준을 만족하는 최소냉각기간의 결정을 위한 차폐해석 방법을 기술하였다. 특히 발생량이 많은 초기농축도 3.0~4.5wt%의 사용후핵연료는 차폐해석 구간을 세분화하여 평가하여 연구결과의 활용에 효율성을 높이고자 하였다. 차폐평가를 통해 2008년까지 국내 원전에서 발생한 장전대상연료 중 약 81%의 사용후 핵연료를 금속겸용용기로 운반할 수 있는것으로 평가되었다. 본 연구결과를 통해 금속 겸용용기의 운반조건에 장전 가능한 연료의 특성을 제시함으로써 운반 시 운영절차의 개발을 위한 기술적 근거 수립에 도움이 되고자 한다.
Recently, because the wet pool storage facilities of NPPs in Korea has become saturated, there has been much active R&D on an interim dry storage system using a transportation and storage cask. Generally, the shielding evaluation for the design of a spent fuel transportation and storage cask is performed by the design basis fuel, which selects the most conservative fuel among the fuels to be loaded into the cask. However, the loading of actual spent fuel into the transportation metal cask is not limited to the design basis fuel used in the shielding evaluation; the loading feasibility of actual spent fuel is determined by the shielding evaluation that considers the characteristics of the initial enrichment, the maximum burnup and the minimum cooling period. This study describes a shielding analysis method for determining the minimum cooling period of spent fuel that meets the domestic transportation standard of the dual purpose metal cask. In particular, the spent fuel of 3.0~4.5wt% initial enrichment, which has a large amount of release, was evaluated by segmented shielding calculations for efficient improvement of the results. The shielding evaluation revealed that about 81% of generated spent fuel from the domestic nuclear power plants until 2008 could be transported by the dual purpose metal cask. The results of this study will be helpful in establishing a technical basis for developing operating procedures for transportation of the dual purpose metal cask.
