• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권5호
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• pp.596-607
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• 2015

In this paper, we describe a computer program, iBEST (inverse Burnup ESTimator), that we developed to accurately estimate the burnup histories of spent nuclear fuels based on sample measurement data. The burnup history parameters include initial uranium enrichment, burnup, cooling time after discharge from reactor, and reactor type. The program uses algebraic equations derived using the simplified burnup chains of major actinides for initial estimations of burnup and uranium enrichment, and it uses the ORIGEN-S code to correct its initial estimations for improved accuracy. In addition, we newly developed a stable bisection method coupled with ORIGEN-S to correct burnup and enrichment values and implemented it in iBEST in order to fully take advantage of the new capabilities of ORIGEN-S for improving accuracy. The iBEST program was tested using several problems for verification and well-known realistic problems with measurement data from spent fuel samples from the Mihama-3 reactor for validation. The test results show that iBEST accurately estimates the burnup history parameters for the test problems and gives an acceptable level of accuracy for the realistic Mihama-3 problems.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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• pp.143-148
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• 1998

LCS와 ORIGEN2의 연결 프로그램 MONO를 개발하여 연소시간에 따른 가속기미임계로의 핵특성 변화를 분석할 있는 LCS-MONO-ORIGEN2 코드시스템을 구축하였다. 몇 가지 타입의 미임계로를 대상으로 LCS-MONORIGEN2 코드시스템의 성능시험을 수행하였다. 용융염 핵연료 및 집합체형 핵연료 미임계로에 대한 계산은 문제없이 수행되었다 또한 토륨/우라늄-233 핵연료 미임계로에 대한 연소시간에 따른 Keff 변화는 외국기관의 계산결과와 유사하게 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제21권1호
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• pp.48-55
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• 1989

본 논고에서는 국내의 PWR 및 CANDU 사용후 핵연료로부터 발생하는 붕괴열의 장기적인 거동을 보다 손쉽게 분석하기 위하여 붕귀열을 추정할 수 있는 간단한 근사식을 도출하였다. 근사식의 장기적인 붕괴열 추정에서 ORIGEN 2코드 결과와의 차이를 줄이고 중요한 변수 조건하에서도 붕괴열을 추정할 수 있도록 하기 위하여 민감도 분석을 수행하였다. 그 결과로서 얻어진 근사식은 사용후 핵연료의 이력자료중 중요변수인 연도를 포함함으로써 3~500년정도의 냉각시간 범위내에서는 임의의 연소도를 가진 사용후 핵연료의 붕괴열이라도 추정할 수 있게 되었다. 그리고 대표적으로 30, 37 및 40 GWD/MTU등의 연소도를 갖는 사용후 핵연료의 붕괴열 추정에 있어서는 1년부터 $10^{5}$ 년까지의 냉각시간에 따라 ORIGEN2 ,코드의 결과와 $\pm$10%이내의 차이를 보이고 있어 사용후 핵연료 관리를 위한 관련시설의 열적설계 및 평가 등과 같은 공학적 목적에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제47권2호
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• pp.99-106
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• 2022

Background: The radionuclide inventory calculation codes such as ORIGEN and FISPACT collapse neutron reaction libraries with energy spectra and generate an effective one-group cross-section. Since the nuclear cross-section data, energy group (g) structure, and other input details used by the two codes are different, there may be differences in each code's activation inventory calculation results. In this study, the calculation results of neutron-induced activation inventory using ORIGEN and FISPACT were compared and analyzed regarding radioactive waste classification and worker exposure during nuclear decommissioning. Materials and Methods: Two neutron spectra were used to obtain the comparison results: Watt fission spectrum and thermalized energy spectrum. The effective one-group cross-sections were generated for each type of energy group structure provided in ORIGEN and FISPACT. Then, the effective one-group cross-sections were analyzed by focusing on ⁵⁹Ni, ⁶³Ni, ⁹⁴Nb, ⁶⁰Co, ¹⁵²Eu, and ¹⁵⁴Eu, which are the main radionuclides of stainless steel, carbon steel, zircalloy, and concrete for decommissioning nuclear power plant (NPP). Results and Discussion: As a result of the analysis, ¹⁵⁴Eu and ⁵⁹Ni may be overestimated or underestimated depending on the code selection by up to 30%, because the cross-section library used for each code is different. When ORIGEN-44g, -49g, and -238g structures are selected, the differences of the calculation results of effective one-group cross-section according to group structure selection were less than 1% for the six nuclides applied in this study, and when FISPACT-69g, -172g, and -315g were applied, the difference was less than 1%, too. Conclusion: ORIGEN and FISPACT codes can be applied to activation calculations with their own built-in energy group structures for decommissioning NPP. Since the differences in calculation results may occur depending on the selection of codes and energy group structures, it is appropriate to properly select the energy group structure according to the accuracy required in the calculation and the characteristics of the problem.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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• pp.262-264
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• 2000

원자로 내에서 연소 중인 핵연료나 저장 또는 재처리 중인 사용후핵연료의 성분으로서 시설의 공정설계, 안전성분석 및 차폐설계에 중요한 입력자료가 되는 핵분열생성물질, 방사화생성물 및 악티나이드의 핵종 농도와 이에 대응하는 방사능 강도의 기기 별 시간변 화율을 해석할 수 있는 코드 개발할 목적으로 MULTISAMS 정상 평형상태 모델을 구현하였다. MULTISAMS 코드의 반응공정 모델은 서로 연결되어 있으며 내부에 방사성물질의 혼합유체가 순환하는 세 종류의 반응기(원자로, 열교환기 및 화학반응기) 계통에서 자연적 또는 설계에 의해 일어나는 현상으로서; 반응기 간의 물질 흐름; 각 반응기 내에서 방사성 붕괴, 변환, 이동과 중성자 흡수 및 핵분열; 외부로부터 특정 핵종의 유입혹은 유출을 고려한 시간종속 핵종농도보존방정식 이론에 근거한다. 코드의 유용성 및 신뢰성을 검증하기 위해 현재 개념설계가 진행 중인 AMBIDEXTER원자력 에너지시스템을 대상으로 ORIGEN2 계산과 비교하였다. 두 코드 간의 입력조건과 배경이론차이점 때문에 절대적 비교가 불가능하므로 단순이론의 중간매개코드로서 SAMS를 이용한 2단계 비교방법을 따랐다. 결론은 MULTISAMS는 ORIGEN2 계산의 수렴치와 근사하게 일치하면서 ORIGEN2 가 다룰 수 없는 핵주기 연속후처리공정의 정상가동 시 핵종 평형농도를 기기 별로 계산할 수 있다는 장점을 확인하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2011년도 춘계학술논문요약집
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• pp.93-94
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• 2011

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.509-514
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• 1998

ORIGEN-S 전산코드로 계산된 가압경수로(PWR)사용후핵연료 내에 존재하는 방사성핵종비 $^{134}$ Cs/$^{137}$Cs 및 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs 를 감마선 분광실험으로 측정한 값과 비교하여 핵연료의 연소도를 결정하였다. 고리 1호기 및 2호기 사용후핵연료봉에 대한 감마선 분광실험을 한국원자력연구소 조사재시험시설(IMEF)과 조사후시험시설(PIEF)의 시험기기 및 장치를 이용하여 수행하고 이 결과로부터 $^{134}$ Cs/$^{137}$Cs 와 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs 의 핵종비를 측정하였다. 이와 별도로 사용후핵연료의 연소도, 냉각시간, 초기농축도등에 따른 $^{134}$ Cs/$^{137}$Cs 와 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs의 핵종비를 ORIGEN-S 코드로 계산을 하였으며, 이 핵종비와 연소도 사이의 관계를 회귀분석하여 2차 다항식 함수로 유도하였다 이관계식과 감마선 분광실험으로 측정한 $^{134}$ Cs/$^{137}$Cs와 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs 의 핵종비를 이용하여 각각의 연소도를 결정할 수 있었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제14권1호
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• pp.46-55
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• 1989

사용후 핵연료 용기에 대한 중성자 차폐 해석을 위하여 각분할법 코드인 ONEDANT 및 XSDRN과 몬테칼로 코드인 MCNP를 사용하였다. ORIGEN-S로 부터 결정된 선원항이 ONEDANT및 XSDRN에 각각 이용되었고, MCNP에 입력되는 선원항으로는 ONEDANT와 XSDRN으로 부터 계산된 중성자 스펙트럼을 사용하였으며, 중성자 에너지군은 27군과 10군으로 하였다. 감손 우라늄을 중성자 차폐 물질로 사용하였을 경우, MCNP의 계산 결과에 대하여 ONEDANT의 계산결과는 10%, XSDRN은 20% 이내에서 접근하였다. 또한, MCNP의 계산 결과에 의하면, 고려한 중성자 차폐물질의 성능은 감손 우라늄, 철, 그리고 납의 순으로 좋은 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제21권2호
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• pp.63-72
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• 1989

연구용 원자로 MAPLE-X10 시설의 안전성을 평가하기 위하여 원자로 pool 및 보조 pool로부터 물의 상실이 가정되었을 때 시설에 대한 감마 방사선장을 해석하였다. 차폐 해석에 고려된 4개의 photon 선원항은 ORIGEN-S코드를 이용하여 계산하였다. 또한, pool물 상실 사고 조건하에서 원자로 pool 및 보조 pool에서의 감마 선량율은 QAD-CG코드를, 그리고 pool외부의 방사선장은 입체각 외부에서의 산란 photon 선량율 계산에도 적합한 MCNP 코드를 이용하여 평가하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권4호
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• pp.347-353
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• 2010

사용후핵연료를 파이로 건식처리하면 사용후핵연료 자체 내에 존재하는 세슘, 스트론튬, 초우라늄 계열 등이 중간저장 되어 영구처분 방사선원항에서 제외되므로 사용후핵연료집합체를 구성하는 구조재, 즉 금속폐기물의 방사선원항이 중요해지게 된다. 따라서 본 연구에서는 $17{\times}17$ KOFA 사용후핵연료 10 톤이 파이로 건식처리 되었을 경우를 가정하여 각 구조재 부품별로 방사선원항 특성을 분석하였다. 우선 구조재 부품별로 질량 및 부피를 상세히 계산하였다. 핵연료 상단 및 하단 고정체에서의 중성자스펙트럼이 노심과 다르므로 각 구조재 부품별로 핵반응단면적라이브러리를 KENO-VI/ORIGEN-S 모듈로 직접 생산하였으며, 이를 적용하여 ORIGEN-S 코드로 방사화 방사선원항을 평가하였다. 평가결과 원자로 방출후 10 년 시점에서의 방사능세기, 붕괴열, 위해지수 값은 각각 $1.40{\times}10^{15}$ Bequerels, 236 Watts, $4.34{\times}10^9m^3$-water 로 나타났으며, 이는 사용후핵연료 자체 값의 0.7 %, 1.1 %, 0.1 %에 해당하는 값이다. 방사능세기, 붕괴열, 위해지수 모든 측면에서는 금속폐기물 전체물량의 1 %만을 차지하는 인코넬 718 그리드판이 가장 중요한 것으로 평가되었으며, 특히 이를 따로 분리하여 관리하면 금속폐기물 전체 방사능세기를 20~45 % 정도, 위해지수를 30~45 % 정도 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 전체적으로 볼 때, 금속폐기물의 방사능세기 및 위해지수는 처분시스템 설계 시 중요한 인자로 고려되어야 하나, 붕괴열은 그 열량이 작아 중요하지 않은 것으로 나타났다.