• Geomechanics and Engineering
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• 제38권5호
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• pp.529-539
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• 2024

A high-level nuclear waste (HLW) repository is designed for the long-term disposal of high-level waste. Positioned at depths of 500-1000 meters, it offers an alternative to the insufficient storage space for spent fuels, providing a long-term solution. High-level waste emits heat and radiation, causing structural deterioration, including strength reduction and cracks. Therefore, the use of piezoelectric sensors for structural health monitoring is essential for evaluating the safety of the structure over time. Unlike other structures, the HLW repository restricts human access after the disposal of HLW, rendering sensor replacement impossible. Therefore, it is necessary to assess both the lifespan and suitability of sensors under the disposal conditions in the HLW repository. This study employed an accelerated life test (ALT) to assess the sensor's lifespan under disposal conditions. Failure modes, failure mechanisms, and operational limits were analyzed through accelerated stress test (AST). Additionally, the parameters of the Weibull life probability distribution and the Arrhenius accelerated life model were estimated through statistical methods, including the likelihood ratio test, maximum likelihood estimation, and hypothesis testing. Results confirmed that the sensor's lifespan decreases significantly with the increase in the temperature limit of the HLW repository. The findings of this study can be used for improving sensor lifespan through shielding, development of alternative sensors, or lifespan evaluation of alternative monitoring sensors.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권4호
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• pp.403-409
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• 2017

원자력발전소내 습식저장중인 사용후핵연료의 건식저장을 위해서는 캐니스터 내부에 사용후핵연료를 옮겨 담은 이후, 건식저장 캐니스터 내장품이나 사용후핵연료 다발의 부식방지 및 피복관의 열화방지를 위해 모든 수분은 제거해야 한다. 캐니스터 내부의 수분을 제거하는데 사용할 수 있는 기체강제순환 건조시스템 개발을 위한 연구개발이 진행중이다. 본 연구에서는 기체강제순환 건조시스템 설계, 제작을 위한 예비설계를 수행하였다. 예비설계에는 캐니스터 내부 잔존수분 제거를 위한 건조사례조사, 건조관련 규격이나 표준, 건조합격기준, 건조장치구성, 현장요구분석, 습식저장중인 사용후핵연료 특성을 포함하였다. 예비설계를 통하여 기체강제순환 건조시스템의 설계 개념도와 P&ID를 도출하였고, 이를 활용하여 건조시스템 제작을 위한 상세설계를 수행할 것이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권1호
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• pp.49-56
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• 2010

Pyroprocessing에 의한 사용후핵연료 처리 과정에서 방사성 희토류 염화물이 포함된 폐용융염이 발생된다. 이러한 폐 용융염 내에 존재하는 방사성 희토류 염화물을 산화물로 침전시켜 회수함으로서 용융염을 재생할 수 있다. 최종적으로 발생되는 방사성 희토류 산화물의 저장과 처분에 적합한 monolithic 고화체를 제조하기 위한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 고상 소결에 의해 붕규산 유리에 의한 고화체 제조, 희토류 산화물을 모나자이트로 합성한 후 붕규산 유리에 의한 고화체 제조를 수행하였다. 또한 zinc titanate 세라믹이 주요성분인 고화 매질(ZIT)을 개발하여 고화체를 제조하였으며 각각의 고화체에 대한 침출 및 물리화학적 특성을 비교 평가하였다. 고상 소결에 의해 제조된 ZIT 매질 고화체는 내 침출성이 크며 밀도가 크고 열전도도가 우수한 특성을 나타내었다.

• 한국포장학회지
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• 제29권3호
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• pp.203-209
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• 2023

The increasing saturation challenges in storage facilities for Low- and Intermediate-Level Radioactive Waste call for a more efficient storage approach. Consequently, we have developed a square-structured container that features a storage capacity approximately 20% greater than that of conventional drum-type containers. Considering the need to contain various radioactive wastes from nuclear power usage securely until they no longer pose a threat to human health or the environment, this study focuses on evaluating the sealing efficacy of the newly designed rectangular container using finite element analysis. Since radioactive waste containers typically do not experience external forces except under special circumstances, our analysis simulated the impact of an external force, assuming a fall scenario. After fastening the bolts, we examined the vertical stress distribution on the container by applying the calculated external force. The analysis confirms the container's stable seal.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권2_spc호
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• pp.237-245
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• 2020

사용후핵연료를 저장하는 볼트체결 저장용기의 격납경계를 형성하는 주된 구성요소는 금속 밀봉재이다. 이러한 금속 밀봉재는 열과 방사선에 의해 그 성질이 저하된다. 또한, 금속 밀봉재가 강한 열에 장기간 노출되면 크리프 현상이 발생한다. 이러한 크리프는 밀봉시스템에 응력 이완을 가져와서, 결국 밀봉재의 건전성을 해치게 된다. 이러한 응력 이완은 금속 밀봉재의 밀봉성능 저하로 이어지며, 저하의 정도에 따라 저장용기의 누설을 야기할 수 있다. 또한, 볼트 체결력의 감소도 밀봉성능 저하에 영향을 미친다. 본 논문에서는 금속 밀봉재의 격납건전성과 볼트체결력 감소를 평가하기 위해 수행한 가속화 시험의 결과에 대하여 기술한다. 전 시험기간 동안 각 시편에서의 누설률, 볼트 변형률, 금속 밀봉재 주변 온도를 계측하여 분석하였고, 금속 밀봉재는 저장기간 50년 동안 격납건전성을 유지함을 입증하였다. 또한, 가속화 시험의 타당성에 대해서 기술하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권2호
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• pp.93-98
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• 2011

염분분위기에서의 부식은 사용후핵연료의 중간저장 기간동안 304 스테인레스 강재 건식저장용기의 주 열화기구들 중 하나다. 본 연구에서는 감소정도가 서로 다른 냉연 304 스테인레스 강 시편들에 0.5wt.%의 염화나트륨 연무를 분사시키면서 느린 변형속도시험(SSRT)과 중성염 분사시험(NSS)을 $85^{\circ}C$와 $200^{\circ}C$ 에서 수행하였다. $85^{\circ}C$에서 2000 시간 동안 시험한 NSS시편의 무게 변화는 $200^{\circ}C$에서 시험한 시편의 무게 변화와 크게 달랐다. NSS 시편의 $85^{\circ}C$에서 무게 감량은 미미하였지만, 냉연 감소율이 증가함에 따라서 무게 변화는 점진적으로 감소하였다. $85^{\circ}C$와 $200^{\circ}C$에서 그리고 염분분사 환경에서 가볍게 냉연 가공된 시편의 SSRT 시험으로부터 얻은 항복강도와 극한 인장응력의 값은 공기 중의 값보다 약간 낮았다. 그러나 염분 분위기에서 부식으로 인한 20% 감소 냉연시편의 강도는 더 이상 변화하지 않았다. 예비결과는 냉연 304 스테인레스 강의 질과 성능이 건식저장용기의 제작을 위한 조건에 맞는다는 것을 증명하였다. 그러나 냉연 스테인레스 강의 장기적인 성능을 더 잘 이해하기 위해서는 염분분위기에서 이 재질의 부식거동에 관한 더 많은 연구가 필요하다.

• 대한인간공학회지
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• 제24권2호
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• pp.71-77
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• 2005

In spite of the importance of nuclear power as one of major electric energies in Korea, the nuclear safety has become the most serious social issue in the operation of the nuclear power plant. In this paper, a virtual work simulation program was developed to predict exposure dose during radiation work in radwaste storage. The work simulation program was developed. using $Java ^{TM}$applet and VRML-virtual reality modeling language. A numerical algorithm to find the optimal work path which minimize exposure dose during the given work, was developed and exposure dose on the optimal work path was compared with that on the shortest path. Comparing with the shortest path for the given work, the predicted optimal path consumed longer work time by II% but reduced total exposure dose by 46%. The simulation result showed that the exposure dose depended on not only work time, but also the distance between the worker and the radiation source. The developed simulation program could be a useful tool for the planning of radioactive waste work to increase the radiation safety of workers.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권2호
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• pp.113-118
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• 2020

An options study was performed for the treatment of residual elemental sodium in driver plenums following the chopping operation during the pyroprocessing of used nuclear fuel. Given the pending availability of a multi-function furnace for distillation and consolidation operations in the Fuel Conditioning Facility, the furnace was considered for the processing of driver plenums. Although two options (oxidation and distillation) could be performed in the multi-function furnace, neither option has been developed sufficiently to date to warrant the use of the furnace for treatment operations. Thus, it was decided to defer the treatment of elemental sodium from driver plenums in the multi-function furnace until more developed technologies and/or furnaces become available. In the interim, storage of the plenums and characterization efforts are recommended.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권3호
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• pp.315-330
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• 2018

미임계 시설은 정상 또는 사고상태에서 핵임계안전성이 확보되어야 한다. 이를 위해선 계산된 임계도가 바이어스와 불확실도로 결정된 미임계상한치(USL)를 초과하지 않는다는 것을 검증하는 절차가 반드시 필요하다. 하지만 핵임계안전성 검증방법론은 여러 가지가 존재하며, 방법론이 달라지면 USL도 달라지므로 가장 적절한 한가지의 방법론으로 평가하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 핵임계안전성 검증 방법론이 기술된 두 개의 문서를 비교 분석하여 한 가지 방법론으로 정립하였고, SCALE6.1 코드를 이용한 용기 설계에서의 미임계상한치 결정에 적용하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 추계 학술대회 논문집
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• pp.237-246
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• 2005

고연소도 PWR 사용후연료 건식저장용기의 전복사고조건에 대한 해석 검증을 위한 1/3 축소모델의 시험을 실시하였다. 전복해석은 전각각도에 따른 위치에너지와 동일한 운동에너지를 가지는 초기각속도를 이용하여 결정된 각 점에서의 속도를 충돌직전 모델에 대한 초기경계값으로 입력하여 해석하였다. 전복각도 $50^{\circ}$에 대한 l/3 시험모델 전복시험를 실시하였다. 전복시험에 따른 캐니스터의 구조적 건전성을 확인하기 위하여 육안검사 및 비파괴검사를 실시하였다 시험에서 취득한 변형률과 가속도를 해석결과와 비교하여 해석에 대한 검증을 실시하였다. 전복충격에 의하여 저장용기의 뚜껑에 변형이 발생되었지만 캐니스터의 구조적 건전성의 손상은 없었다. 전복해석은 보수적인 결과를 보여줌을 알 수 있었다.