• 방사성폐기물학회지
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• 제9권4호
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• pp.219-230
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• 2011

핵연료주기 분석 연구는 핵연료주기 단계에서 기술들을 분석하고 요건들을 도출하여 국가적 핵연료주기 정책 설정 및 추진을 체계적으로 수행하기 위한 연구이다. 시스템 분석 기술은 대상 시스템의 비교 분석 평가에 활용되며 핵연료주기를 대상으로 하는 경우 각 국가 또는 관심 범위에 따라 다양한 방법이 사용된다. 본 연구에서는 국내 선진 핵연료주기 개발을 위해 필요한 핵연료주기 분석 전략과 함께 이를 위해 사용될 수 있는 분석 기술들을 제시하였다. 핵연료주기 분석은 전략적으로 기술적 분석, 국내외 이해관계, 국가 에너지 프로그램과 연계되어야 한다. 이를 위해 다양한 핵연료주기를 비교하여 제시된 평가 지표에 따라 분석하는 연구는 트레이드 연구 방법을 적용하여 수행할 수 있다. 본 연구를 통한 조사 분석 결과 핵연료주기 분석 전략과 함께 방법적 측면에서 트레이드 연구가 선진 핵연료주기 도출에 활용될 수 있을 것으로 파악되었다. 트레이드 연구에 필수적인 평가지표를 선정하고 각 지표별 핵연료주기에 대한 정보를 얻기 위해서는 기술성숙도 분석 방법과 핵연료주기 시뮬레이터를 활용할 수 있을 것으로 제시하였다. 이들은 핵연료주기의 기술성, 경제성, 환경영향성 등을 비교 평가하여 기술개발을 위한 방향을 제시하고 체계적인 선진 핵연료주기 도출 및 실현에 기여할 것이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권4호
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• pp.269-277
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• 2010

원자력의 중흥기를 맞이하여 민감한 핵연료주기 기술의 무분별한 확장을 억제하고자 다양한 핵연료주기 다자 방안이 제시되고 있다. 현재 원자력 공급국 위주의 핵연료주기 다자화가 추진되고 있는 실정에서 후행 핵연료주기 기술의 다자화 추진 추이를 파악하고자 사용후핵연료 공동 관리 시설에 대한 분석 결과를 검토하였다. 또한 후행 핵연료주기 연구개발 시설의 다자화를 제안하고 기대효과와 문제점을 검토한 후 이를 실현하기 위한 추진방안을 도출하였다.

• 원자력산업
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• 제4권6호통권22호
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• pp.19-23
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• 1984

현재 우리나라에는 3기의 원전이 운전중에 있으며 6기가 건설중에 있다. 즉, 2기의 가압경수로(PWR)의 1기의 가압중수로(HWR)가 운전중에 있으며 건설중인 것은 모두 PWR이다. 현재 추진되고 있는 원전계획을 수행하면, 1990년에는 사용후핵연료가 년간 약200톤씩 방출될 것이며, 2000년에는 500톤 정도가 방출되게 된다. 이와 같은 핵사용후연료는 현재 소내저장하고 있으나 '90년대 중반 부터는 소내저장용량이 한계에 달하게 될 것으로 전망되고 있다. 따라서 본교에서의 이와 같은 소내저장 한계성에 대처할 수 있는 가능한 방안을 검토하고, 이를 경제성 측면에서 분석하고자 하였다. 사용후핵연료의 관리방안에 대한 경제성 분석을 위해서는 장래의 원전계획, 원자로형 및 핵연료주기방식 등에 대한 여러 가지 가정이 필요하게 된다. 원전계획은 정부에서 발표한 $\ulcorner$5차5개년 수정계획$\lrcorner$에 의거하여 원전시설용량은 현재의 2GWe에서 2000년에는 22GWe로, 2025년에는 44GWe로 늘어나는 것으로 보았다. 이와 같은 원전계획을 바탕으로 6가지 핵연료주기에 관한 시나리오를 설정하였다. 즉, 사용후핵연료를 비순환방식으로 운영하는 2가지 경우, 순환방식으로 운영되는 3가지 경우 그리고 FBR에 활용하는 1가지의 경우에 대하여 검토하였다. 사용후핵연료의 관리방식에 따른 장기적인 안목에서의 경제성 분석은 핵연료주기비용 뿐만아니라 원전의 투자비도 함께 분석하는 것이 합리적이며, 따라서 본교에서는 계획기간 동안의 6가지 시나리로에 따른 원전 및 핵연료주기에 관한 총 투자비를 비교하였고, 1982년 가격으로 현가화한 단가도 비교${\cdot}$검토 하였다. 이와 같은 6가지 시나리오에 대한 경제성을 비교해 본 결과, 핵연료주기선택의 경제성평가에 큰 영향을 주는 핵연료주기요소는 재처리비, 재처리시 방출되는 폐기물의 처리${\cdot}$처분비 그리고 사용후핵연료 저장방식으로 판명되었으며 6가지 시나리오에 대한 경제성 비교평가 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 단기적인 안목에서는 소내저장용량을 확장하는 방안이 가장 바람직하며, 중기적인 관점에서는 소외집중저장설비가 활발히 수행되는 시점에서는 사용후핵연료를 재처리하여 재활용하는 방안도 강구되어야 할 것이다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.256-262
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• 2014

국내 원자력발전소의 주기길이는 전력회사의 전력수급계획에 따라 결정된다. 주기길이는 노심에 장전할 신연료 다발수와 핵연료 농축도를 조정하여 결정할 수 있다. 전력회사에서는 특정 주기길이를 만족시키기 위한 방법으로 신연료 다발수를 정한 후 핵연료 농축도를 결정하는 방법을 적용하고 있다. 그러나 이 방법의 경우 같은 주기길이를 갖는 다른 신연료 다발수와 핵연료 농축도의 조합들 보다 핵연료 주기비 측면에서 가장 경제적인지 판단할 수가 없다. 따라서 본 분석에서는 상용 노심설계 코드인 CASMO/MASTER 코드를 사용하여 OPR1000(Optimized Power Reactor 1000) 발전소를 대상으로 신연료 다발수와 핵연료 농축도 조합에 대한 노심 연소계산을 수행하여 동일한 주기길이를 갖는 최적의 신연료 다발수와 핵연료 농축도 조합은 무엇인지 분석하였다. 천이노심계산에서 발생할 수 있는 불확실도를 최소화하기 위해 노심 특성인자들이 변하지 않는 평형노심(equilibrium cycle)까지 계산을 수행하여 이때의 계산결과를 핵연료 주기비 계산에 사용하였다. 또한 평준화 핵연료 주기비(levelized fuel cycle cost) 계산에 있어 중요한 인자인 할인율(discount rate)에 대해서 국내뿐만 아니라 다른 나라의 실정에도 적용 가능하도록 민감도 분석을 수행하였다. 평준화 핵연료 주기비(levelized fuel cycle cost) 평가 결과 할인율(discount rate)이 낮은 경우 신연료 다발수는 줄이고 대신 핵연료 농축도를 높이는 조합을 통해 특정 주기길이를 만족시키는 방법이 경제적인 것으로 나타났다. 반면 할인율(discount rate)이 높은 경우는 핵연료 농축도는 낮추고 신연료 다발수를 늘리는 조합을 통해 특정 주기길이를 만족시키는 방법이 경제적인 것으로 나타났다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
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• pp.806-811
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• 1995

DUPIC 핵연료주기에서 기준 핵연료로 설정된 사용후 경수로핵연료, 신 DUPIC 및 사용후 DUPIC핵연료의 핵종별 농도, 방사능, 붕괴열, 위해지수 및 방사선원항을 시간의 함수로 그 변화 특성을 분석하고, 각 인자별로 :-B게 영향을 미치는 주요 핵종의 거동을 물질농도 측면에서 추적하여 분석.평가 하였다. 방사성물질의 농도와 방사능 및 붕괴열 측면에서 모두 사용후 DUPIC핵 연료는 사용후 경수로핵연료에 111해 양적인 감소현상이 뚜렷하게 나타났다. 이는 DUPIC핵 연료주기의 경제적인 이득은 물론 환경 안전성 측면에서 크게 기여할 것임을 시사하고 있다. 한편 섭취 위해지수는 냉각기간에 따라 약간의 차이를 보이나 두 경우 비슷한 것으로 나타났으며, 방사선원 항의 세기에 있어서는 에너지 스펙트럼에 의존하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 향후 전체, DUPIC핵연료주기 평가에 있어서 기본 자료로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.205-212
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• 1996

국내 1000 MWe급 발전소인 영광 3,4호기는 현재 표준주기 (12개월 주기)로 운전되고 있으나 향후 18개월 장주기 운전을 계획하고 있다. 본 연구에서는 영광 3,4호기의 교체노심을 대상으로 표준주기와 장주기에 대한 장기 핵연료관리계획을 수립하고 이들 평형노심에 대하여 핵연료주기비와 발전원가를 중심으로 경제성 분석을 수행하여 상호 비교하였다. 18개월 장주기로 운전할 경우 표준주기에 비하여 핵연료주기비는 약 7% 증가하나 약 4%의 발전소 이용율 향상에 따라 고정비가 약 5% 절감되어 총 발전원가를 약 4% (연간 약 99 억원) 절감할 수 있는 것으로 평가되었다. 또한 선형반응도 모델을 이용하여 핵연료 이용도(Fuel Utilization Curve)를 만들어 발전원가에 영향을 미치는 교체 신연료의 다발수, 농축도, 주기길이, 발전소 평균 부하율 및 재장전 보수기간의 변화에 따른 발전원가의 민감도 분석을 수행하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.1087-1092
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• 1995

MOX 연료는 PWR, BWR, FBR 및 ATR 등과 같은 다양한 노형에서 이용이 가능하다. 이와 같은 MOX 연료는 이미 일부 국가에서 이들 노형에 이용하고 있으며, FBR의 상용화 시기가 다소 지연될 것으로 예상되어 이 분야에 대찬 연구는 더욱 활발히 진행될 전망이다. 여기에서는 이와 같은 현실을 감안하여 MOX 연료를 이용하는 MOX 연료주기와 우라늄 연료만을 이용하는 우라늄 연료주기에 대한 핵연료주기비를 비교·분석하였고, 그 결과 MOX 연료주기와 우라늄 연료주기의 경제성은 거의 대둥한 것으로 평가되었다. 또한 우라늄 가격, 사용후핵연료 처분시기, 처분 비용/재처리비용 등의 주요 변수에 대한 민감도분석을 수행한 결과, MOX 연료주기가 우라늄연료주기에 대해 상당한 경쟁력을 가지고 있는 것으로 분석되었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.64-69
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• 1998

KALMER 우라늄 금속핵연료노심의 평형주기에 대하여 주기길이, 농측도, 중식비의 관점에서 설계인자 변경에 따른 변화를 분석하였다. 유효노심높이, 반경방향 블랑캣의 batch수, 개스팽창모듈(GEM)의 적용성, 노용기내핵 연료저장(IVS)의 사용. 핵연료핀의 직경 증가 둥에 대한 설계 변경이 고려되었다. 본 연구결과를 통하여, 평탄화된 출력분포 및 핵연료의 이용도 향상을 기하면서 설계변경이 타 분야에 미치는 영향을 최소화하고 본래 KALMER의 안전성을 유지하고자 핵연료핀의 직경을 증가시킨 fat pellet 설계방안을 채택하였다

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권4호
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• pp.243-251
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• 2015

국내 원자력발전은 현재 두 번째로 큰 전력 공급 방법이며 원전의 수 역시 증가되는 것으로 계획되어 있다. 그러나, 원자력발전에 의해 발생되는 사용후핵연료에 대해서는 아직 명확한 관리 정책이 확립되어 있지 않다. 원자로 이 후 핵물질 흐름과 관련된 후행 핵연료주기는 사용후핵연료 관리를 위한 기술들의 집합이다. 따라서, 사용후핵연료 관리 정책은 핵연료주기 선택과 함께한다. 핵연료주기 선택의 중요 항목은 경제성으로 이는 사적비용과 함께 외부비용을 더해 결정되어야 한다. 직접비용 인 사적비용과 달리 간접비용인 외부비용에 대한 연구는 원전에 집중되어 있으며 핵연료주기에 대한 연구는 없는 상황이다. 본 연구에서는 핵연료주기에 적용할 수 있는 외부비용 항목들을 도출하고 정량화를 시도하였다. 핵연료주기 외부비용 평가를 위해 고려될 수 있는 핵연료주기로 OT(직접처분), DUPIC(PWR-CANDU 연결), PWR-MOX(PWR 습식재처리), Pyro-SFR (파이로 처리와 고속로 연계)의 네 가지를 선정하였다. 원자력발전의 외부비용 평가에 고려되었던 항목들을 분석하여 핵연료주기에서 에너지 공급 안보비용, 사고위험비용과 수용성 비용을 외부비용 항목으로 도출하고 추산하였다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 대한방사선방어학회 2011년도 추계 학술발표회 및 심포지엄
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• pp.380-381
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• 2011