• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1996.05c
• /
• pp.341-346
• /
• 1996

사용후핵연료에 대한 장기건식저장과 관련하여 원자로에서 조사된 사용후 핵연료피복관에 대한 산화시험을 공기분위기에서 수행하였다. 피복관 시료의 50$0^{\circ}C$ 공기중 산화시험 결과 산화 초기에 급격한 산화율을 보였으며, 이 후 천이점까지 느리게 산화가 진행되다가 천이 후에는 선형적으로 급격히 무게가 증가하는 지르코늄 합금의 수증기 및 공기중에서의 전형적인 산화양상을 나타내었다. 시편별로는 가장 두꺼운 노내 산화막을 가진 시편이 가장 높은 산화율을 나타내었으며, 노내 산화시 천이점에 근접한 시편들이 가장 낮은 산화율을 보였다. 산화율이 가장 높은 시편의 천이후 영역에서의 산화율은 $\Delta$W ＝ 0.74 t ＋ 38.61과 같은 관계식으로 표현될 수 있었다. 이 때 $\Delta$W는 무게이득(mg/dm$^2$)이고 t는 산화시간(h)을 나타낸다. 시험에 사용된 피복관의 단위 산화막두께(l$\mu$m)에 대한 산화무게증가량은 약 13.4mg/dm$^2$으로 나타났다. 이러한 결과들은 사용후핵연료 중간저장 시설 및 저장캐스크의 설계 전산코드 작성 및 저장시설의 운영에 관련되어 기반자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
• /
• v.7 no.4
• /
• pp.229-236
• /
• 2009

There are two types of spent fuels generated from nuclear power plants, CANDU type and PWR type. PWR spent fuels which include a lot of reusable material can be considered to be recycled. CANDU spent fuels are considered to directly disposed in deep geological formation, since they have little reusable material. In this study, based on the Korean Reference spent fuel disposal System(KRS) which is to dispose both PWR and CANDU spent fuels, the more effective CANDU spent fuel disposal systems have been developed. To do this, the disposal canister has been modified to hold the storage basket which can load 60 spent fuel bundles. From these modified disposal canisters, the disposal systems to meet the thermal requirement for which the temperature of the buffer materials should not be over $100^{\circ}C$ have been proposed. These new disposals have made it possible to introduce the concept of long tenn storage and retrievabililty and that of the two-layered disposal canister emplacement in one disposal hole. These disposal concepts have been compared and analyzed with the KRS CANDU spent fuel disposal system in terms of disposal effectiveness. New CANDU spent fuel disposal concepts obtained in this study seem to improve thermal effectiveness, U-density, disposal area, excavation volume, and closure material volume up to 30 - 40 %.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.21 no.1
• /
• pp.48-55
• /
• 1989

In this study, simple functional forms which could predict decay heat are referred to and modified in order to analyse more easily long-term behavior of decay heat generated from domestic PWR and CANDU spent fuel. To reduce the difference between the predicted data by functional forms and ORIGEN 2 results and to predict the decay heat under the important parameter(s), sensitivity analysis is performed. By introducing the identified hey parameter, turnup, into the functional forms, the decay heat of spent fuels within a limited rangs of cooling time(3~500 years) becomes predictable for various turnup rates. The predicted decay heat of spent fuels with representative turnup rates such as 33, 37 and 40 GWD/MTU by the functional forms is in so good agreement with ORIGEN 2 results within $\pm$10% difference over the cooling time from 1 to 10$^{5}$ years that the functional forms presented here may be used for engineering purposes such as the thermal design and assessment of the facilities associated with spent fuel management.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1998.05a
• /
• pp.46-51
• /
• 1998

토륨핵연료를 이용한 플루토늄 소모에 대한 연구를 목적으로 조직된 IAEA CRP(Coordinated Research Program) 업무의 일환으로, 농축우라늄 및 플루토늄을 seed로한 토륨핵연료를 국내의 900MWe 가압경수로에 이용하였을 경우에 플루토늄을 비롯한 heavy isotope의 원소량 변화, 사용 후 핵연료로부터의 방사능 준위, 노심의 반응도 특성을 분석하여 혼합핵연료 노심과 비교하였다. (Th+Pu)O$_2$,는 혼합핵연료 보다 플루토늄의 소모량이 약 2.4배 많으며, fissile 플루토늄 원소의 존재비율은 10% 정도 더 감소하는 것으로 나타나 플루토늄 소모의 특성이 유리하고 핵비확산 성격이 강한 것으로 나타났다 사용후 핵연료의 방사능은, 핵연료가 노심에서 바로 인출된 시점에서 는 (Th+Pu)O$_2$,가 가장 낮으나, 그 이후로는 (Th+Pu)O$_2$와 혼합핵연료의 방사능은 비슷한 반면, (Th+U)O$_2$,의 방사능이 가장 낮은 것으로 나타나 장기적으로는 (Th+U)O$_2$가 가장 유리하다. 대략적인 전환비는 (Th+Pu)O$_2$노심이 약 0.56, (Th+U)O$_2$ 노심은 약 0.63, 혼합핵연료 노심은 약 0.61 정도로 추정되었다. 토륨핵연료의 연소도에 따른 반응도 변화, 가돌리니아봉의 중성자 횹수 성질 및 반응도 특성 등 노심특성은 seed 물질의 특성과 함량에 따라 좌우되는 것으로 나타났다.

• Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping
• /
• v.18 no.2
• /
• pp.43-49
• /
• 2022

The purpose of this study is to evaluate the radiation effect on damage when the external shield of the spent nuclear fuel transport cask is damaged due to impact as the cause of an unexpected accident. The neutron and gamma-ray intensities and spectra are calculated using the ORIGEN-Arp module in the SCALE 6.2.4 code package⁽¹⁾ and then using MCNP6.2⁽²⁾ code calculate the dose rate. In order to evaluate the radiation dose according to the size of damage caused by external impact, various sized holes of 0.3~13.7% are assumed in the outer shield of the cask to evaluate the sensitivity to the dose. In the case of radiation source leakage, damage to the nuclear fuel assembly is assumed to be up to 6% based on overseas test cases. When only the outer shield is damaged, the maximum surface dose is calculated as 3.12E+03 mSv/hr. However, if the radiation source is leaked due to damage to the nuclear fuel assembly, it becomes 7.00E+05 mSv/hr which is about 200 times greater than the former case.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
• /
• v.15 no.2
• /
• pp.135-149
• /
• 2017

Demonstration programs for spent nuclear fuel dry storage have been carried out to produce important and confirmatory data to support safety of dry storage systems and integrity of spent nuclear fuel stored in dry condition. The US initiated the dry storage of spent nuclear fuel and has strict and explicit regulatory stipulations on the integrity of spent nuclear fuel in dry storage. The US has carried out several notable demonstration programs for the initiation and license extension of dry storage. At the very early stage of dry storage, the demonstration programs were focused on proof of the safety of dry storage systems and a demonstration project called the dry cask storage characterization project was performed for the license extension of low burn-up fuel dry storage. Currently, a demonstration program for the license extension of high burn-up fuel dry storage is under way and is expected to continue for at least 10 years. Korea has not yet begun the dry storage of PWR fuel and the US programs can be a good reference and can provide lessons to safely begin and operate dry storage in Korea. In this paper, past and current demonstration programs of the US are analyzed and several recommendations are provided for demonstration programs for the dry storage of spent nuclear fuel in Korea.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1996.05d
• /
• pp.289-294
• /
• 1996

핵연료를 고밀도로 저장하고 수송하기 위한 핵연료저장대 및 수송용기등에 중성자흡수재로 사용되는 Borated Stainless Steel (BSS)의 기계적 특성에 대해 검토하였다. BSS는 사용후연료의 저장 및 수송시 중성자흡수재로서 뿐만 아니라 구조재로 사용되기 때문에 구조물의 건전성측면에서 기계적 특성은 중요하다. 본 논문에서는 BSS의 기계적 특성 중에서 붕소농도 증가 및 중성자 조사전후 재료의 인장강도 및 항복강도, 충격에너지 및 경도 등에 대해 검토하였다. BSS는 원자력 부품용 지지구조물의 구조재로서 ASME 코드화되는 경우 핵연료 저장 및 수송용기등에 널리 활용될 것으로 판단된다. 검토된 자료는 BSS를 사용하는 핵연료 저장대의 구조설계에 활용될 것이다.

• Nuclear industry
• /
• v.34 no.3
• /
• pp.39-43
• /
• 2014

한국원자력연구원에서는 사용후핵연료 관리 방안의 일환으로 파이로 공정 기술을 개발하고 있다. 파이로 기술은 PWR 사용후핵연료를 처리함으로써 사용후핵연료의 부피, 방사성 독성, 열부하 및 처분장 면적 등을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, TRU 핵종들을 함께 회수하여 소듐냉각고속로의 금속 연료로 제공이 가능하므로 핵저항성과 핵연료의 재활용률을 증대시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 한국원자력연구원에서 개발되고 있는 파이로 공정 기술에 대해 전처리 공정에서부터 마지막 폐기물 처리 공정에 이르기까지의 공정 기술에 대해 설명하고 이와 관련된 연구 시설인 DFDF 시설과 ACPF 시설, 그리고 공학 규모 파이로 일관 공정 시험 시설인 PRIDE 3) 시설의 개발 현황을 설명하고자 한다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
• /
• v.17 no.3
• /
• pp.339-346
• /
• 2019

Based on the $8^{th}$ Basic Plan for Electric Power Demand and Supply, an estimation has been made for inventories and characteristics of spent fuel (SF) to be generated from existing and planned nuclear power plants. The characteristics under consideration in this study are dimensions, fuel array, $^{235}U$ enrichment, discharge burnup, and cooling time for each fuel assembly. These are essentially needed for designing a disposal facility for SFs. It appears that the anticipated quantity by the end of 2082 is about 62,500 assemblies for PWR SFs. The inventories of Westinghouse-type and Korean-type SFs were revealed to be 60% and 40%, respectively as of the end of 2018. The proportion of SFs with initial $^{235}U$ enrichment below 4.5 weight percent (wt%) was shown to be approximately 90% in total as of the end of 2018. As of 2077, more than 97% of SFs generated from Westinghouse-type nuclear reactors were shown to have cooling time of over 50 years. As of 2125, more than 98% of SFs generated from Korean-type nuclear reactors were shown to have cooling time of over 45 years. Based on these results, for the efficient design of a disposal system, it is reasonable to adopt two types of reference spent fuel. SF of KSFA with $^{235}U$ enrichment of 4.5 wt%, discharge burnup of 55 GWd/tU, and cooling time of 50 years was determined as reference fuel for Westinghouse-type SFs; SF of PLUS7 with $^{235}U$ enrichment of 4.5 wt%, discharge burnup of 55 GWd/tU, and cooling time of 45 years was determined as reference fuel for Korean-type SFs.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.475-476
• /
• 2009

CFD 방법을 이용하여 건식저장 용기내 사용후핵연료 열전달 해석을 수행한 결과 연료봉의 붕괴열에 의한 내부 유체의 자연대류 현상과 상세 핵연료 온도분포를 예측할 수 있음을 확인하였다. 향후에는 다양한 시험조건에서 복사열전달을 포함한 정밀한 CFD 계산을 수행하여 피복관 온도분포의 예측치를 실험결과와 비교할 예정이다.