• Nuclear Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.317-326
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• 2005

The burning-out of excess plutonium from the reprocessing of spent nuclear fuel and from the dismantlement of nuclear weapons is recently emphasized due to the difficulties in securing the final repository for the spent fuel and the necessity to consume the ex-weapons plutonium. An irradiation test in the Halden reactor was launched by the OECD Halden Reactor Project (HRP) to investigate the in-pile behavior of plutonium-embedded fuel as a form of mixed oxide (MOX) and of inert matrix fuel (IMF). The first cycle of irradiation was successfully accomplished with good integrity of test fuel rods and without any undesirable fault of instrumentations. The test results revealed that the MOX fuel is more stable under irradiation environments than IMF. In addition, MOX fuel shows lower thermal resistance due to its better thermal conductivity than IMF. The on-line measured in-pile performance data of attrition milled MOX fuel are used in the analysis of the in-pile performance of the fuel with the fuel performance code, COSMOS. The COSMOS code has been developed for the analysis of MOX fuel as well as $UO_2$ fuel up to high burnup and showed good capability to analyze the in-reactor behavior of MOX fuel even with different instrumentation.

• 방사성폐기물학회지
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• 제11권1호
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• pp.31-39
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• 2013

핵연료는 원자로 운전 중 예기치 못한 상황에서 연료 결함을 초래할 수 있다. 핵연료 결함은 연료봉의 수소화나 이물질에 의한 금속 마모, 그리고 펠렛과 피복관의 상호작용에 의해 피복관이 손상된다. 이렇게 손상된 핵연료의 결함원인을 규명하는 것은 원자력발전의 안전운전에 중요하다고 사료된다. 핵연료가 손상되면 원자로 냉각재가 오염되어 원자로 출력을 낮추거나, 발전소를 정지할 수도 있다. 모든 사용후연료는 건식저장고로 이동 보관되어야 하나, 결함연료는 이동할 수 없으므로 이 연구의 목적은 중수로형 원자로에서 연료가 인출된 후 사용후연료 저장조에서 보관된 연료에 대하여 결함 여부를 판단할 수 있는 기술을 개발하고자 하였다. 이 연구를 통하여 핵종 누설 검출 기술을 이용한 사용후연료 검사기술을 개발하였으며, 이 기술을 월성발전소에 적용함으로써, 검사기술 및 검사시스템에 대한 성능을 입증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권1호
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• pp.8-19
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• 1993

강제순환 냉각상실사고시 조밀화된 저장계통의 사용후 핵연료에서 생성된 붕괴열의 제거를 확인하기 위한 자연순환 해석모델이 개발되었다 채택된 수치기법은 ADI방법에 근거하였다. 사용후 핵연료의 붕괴열 생성율은 ANS-79 붕괴열 모델에 따라 계산되었으며, 보수적인 붕괴열 생성량 입력을 위해 chopped sine곡선에 따른 비균일 표면열속이 가정되었다. 저장조내 국부비등의 발생 가능성을 조사하기 위해서 민감도분석이 수행되었으며, 이는 핵연료간 거리 비, 열 생성량 및 핵연료 봉 반지름 등의 여러 변수를 변경시킴으로서 이루어졌다. 이 모델의 적용결과는 적절한 냉각시간 후의 조밀화된 사용후 핵연료 다발을 통한 자연대류 유량이 안전하고 효과적인 방식으로 저장조의 온도준위를 조절할 수 있음을 보여주고 있으며, 또한 사용후 핵연료봉 재배치를 위한 냉각시간에 관한 허용기준이 얻어졌다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.383.1-383
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• 2001

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.693-694
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• 2009

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제24권2호
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• pp.178-182
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• 1992

사용후 가압경수로 핵연료봉속에 들어 있는 핵분열 생성핵종의 하나인 Cs-137감마선의 상대적 세기를 핵연료봉의 길이방향 및 단면방향으로 측정(스캐닝)하고 이곳에서 시료를 취하여 화학분석 법 인 Nd-148 정량법으로 연소도를 구한 후 Cs-137 검출세기와 연소도간의 관계식을 유도하였는데 이들은 연소도 영역 10∼35 GWD/MTU에서 일차 선형적으로 비례하고 있음이 확인되었다. 아울러, 임의의 사용후 가압 경수로 핵연료를 대상으로 한 검증시험에서 검출된 Cs-137감마선의 세기를 이 관계식에 대입하여 계산한 연소도와 Nd-148 정량법으로 산출한 값을 비교하였다. 그 결과, 양자간에는 잘 일치하고 있음을 보여주었다. 이로서 유도된 관계식을 이용하여 Cs-137 감마선세기의 분포로부터 연소도를 추정하는 것이 가능하게 되었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.537-538
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• 2007

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권2호
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• pp.306-312
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• 2018

There is an increasing need in the United States and around the world to move used nuclear fuel from wet storage in fuel pools to dry storage in casks stored at independent spent fuel storage installations or interim storage sites. Under normal conditions, the Nuclear Regulatory Commission limits cladding temperature to $400^{\circ}C$ for high-burnup (>45 GWd/mtU) fuel, with higher temperatures allowed for low-burnup fuel. An analysis was conducted with FRAPCON-4.0 on three modern fuel designs with three representative used nuclear fuel storage temperature profiles that peaked at $400^{\circ}C$. Results were representative of the majority of US light water reactor fuel. They conservatively showed that hoop stress remains below 90 MPa at the licensing temperature limit. Results also show that the limiting case for hoop stress may not be at the highest rod internal pressure in all cases but will be related to the axial temperature and oxidation profiles of the rods at the end of life and in storage.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제24권3호
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• pp.228-235
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• 1992

처분된 폐기물에서 용해도가 큰 핵종이 침출될 때, 그 핵종의 용해도에 의해 조절되거나 조화 용해하지 않는 경우가 있다. 예를 들면 원자로 운영시 핵분열 생성물의 일부는 그레인 경계나 핵연료와 피복재 사이의 틈새에 축적될 수가 있다. 사용후 핵연료 처분장에서 이와 같이 축적된 핵분열 생성물중 세슘이나 요오드와 같이 용해도가 큰 핵종은 용기가 부식되면 지하수내에 급격하게 녹게된다. 이와 같이 틈새에 녹아있는 용해도가 큰 핵종의 이동현상을 시간 및 공간의 함수로 모사하고 그 수치 결과를 제시하였다. 전구간에서 유효한 근사해를 제시하고 이를 초기 및 후기 접근해와 Laplace 변환을 수치 재변환으로 얻은 해들과 비교함으로 검증하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권2호
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• pp.167-181
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• 2019

최근 국내에서 육상 및 해상을 통한 소외 정상운반 시 진동 및 충격하중에 대한 사용후핵연료의 건전성 평가 기술 개발이 수행되고 있다. 이와 관련된 국내 연구사례는 전무하여 기존에 진행된 또는 현재 수행중인 해외연구사례를 조사하여 국내 연구에 참고하고자 한다. 2000년 이전 과거 미국의 사용후핵연료의 정상운반 시 진동 및 충격하중 측정 관련 연구현황을 조사하였고 2009년부터 미국국립연구소 주관으로 실시한 단축가진시험, 콘크리트블럭 트럭운반시험, 다축가진시험에 대해서 조사하였으며 2017년 미국 SNL, 스페인의 ENSA, 한국이 공동으로 수행한 복합운반시험을 상세히 조사하였다. 시험 준비과정, 절차, 가속도 및 변형률 측정결과, 유한요소 및 다물체동역학 해석과정 등이 조사되었다. 각 시험 별로 측정된 변형률 자료를 바탕으로 사용후핵연료 피로곡선과 비교한 결과 손상을 일으키기에는 매우 미미한 정도의 변형률이 발생한다는 초기 결론을 얻었음을 확인하였다. 하지만 현재 결론은 일부 결과만을 검토한 예비 결론으로 상세한 검토가 현재 미국에서 진행 중이다. 미국에서 지금까지 수행한 사용후핵연료의 정상운반조건에서의 진동 및 충격하중 측정과 관련하여 조사된 내용은, 국내 운반환경에서 사용후핵연료의 정상운반시험을 수행할 때 참고할만한 유용한 자료라 판단된다.