• Nuclear Engineering and Technology
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• 제43권5호
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• pp.413-420
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• 2011

In Korea, although the concept of dry storage system for PWR spent fuels first emerged in the early 1990s, wet storage inside nuclear reactor buildings remains the dominant storage paradigm. Furthermore, as the amount of discharged fuel from nuclear power plants increases, nuclear power plants are confronted with the problem of meeting storage capacity demand. Various measures have been taken to resolve this problem. Dry storage systems along with transportation of spent fuel either on-site or off-site are regarded as the most feasible measure. In order to develop dry storage and transportation system safety analyses, development of design techniques, full scale performance tests, and research on key material degradation should be conducted. This paper deals with two topics, structural analysis methodology to assess cumulative damage to transportation packages and the effects of an aircraft engine crash on a dual purpose cask. These newly emerging issues are selected from among the many technical issues related to the development of transportation and storage systems of spent fuels. In the design process, appropriate analytical methods, procedures, and tools are used in conjunction with a suitably selected test procedure and assumptions such as jet engine simulation for postulated design events and a beyond design basis accident.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권3호
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• pp.549-555
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• 2017

A lead slowing-down spectrometer (LSDS) system is under development to analyze isotopic fissile content that is applicable to spent fuel and recycled material. The source neutron mechanism for efficient and effective generation was also determined. The source neutron interacts with a lead medium and produces continuous neutron energy, and this energy generates dominant fission at each fissile, below the unresolved resonance region. From the relationship between the induced fissile fission and the fast fission neutron detection, a mathematical assay model for an isotopic fissile material was set up. The assay model can be expanded for all fissile materials. The correction factor for self-shielding was defined in the fuel assay area. The corrected fission signature provides well-defined fission properties with an increase in the fissile content. The assay procedure was also established. The assay energy range is very important to take into account the prominent fission structure of each fissile material. Fission detection occurred according to the change of the Pu239 weight percent (wt%), but the content of U235 and Pu241 was fixed at 1 wt%. The assay result was obtained with 2~3% uncertainty for Pu239, depending on the amount of Pu239 in the fuel. The results show that LSDS is a very powerful technique to assay the isotopic fissile content in spent fuel and recycled materials for the reuse of fissile materials. Additionally, a LSDS is applicable during the optimum design of spent fuel storage facilities and their management. The isotopic fissile content assay will increase the transparency and credibility of spent fuel storage.

• 전기저널
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• 6호통권102호
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• pp.14-18
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• 1985

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제43권4호
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• pp.317-328
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• 2011

Pyroprocessing technology was developed in the beginning for metal fuel treatment in the US in the 1960s. The conventional aqueous process, such as PUREX, is not appropriate for treating metal fuel. Pyroprocessing technology has advantages over the aqueous process: less proliferation risk, treatment of spent fuel with relatively high heat and radioactivity, compact equipment, etc. The addition of an oxide reduction process to the pyroprocessing metal fuel treatment enables handling of oxide spent fuel, which draws a potential option for the management of spent fuel from the PWR. In this context, KAERI has been developing pyroprocessing technology to handle the oxide spent fuel since the 1990s. This paper describes the current status of pyroprocessing technology development at KAERI from the head-end process to the waste treatment. A unit process with various scales has been tested to produce the design data associated with the scale up. A performance test of unit processes integration will be conducted at the PRIDE facility, which will be constructed by early 2012. The PRIDE facility incorporates the unit processes all together in a cell with an Ar environment. The purpose of PRIDE is to test the processes for unit process performance, operability by remote equipment, the integrity of the unit processes, process monitoring, Ar environment system operation, and safeguards related activities. The test of PRIDE will be promising for further pyroprocessing technology development.

• 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.

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권2호
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• pp.163-169
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• 2015

국내 원자력발전소에서는 사용후핵연료 저장용량의 확대를 위해 사용후핵연료저장조에 조밀저장대를 설치하고 있지만 한빛원전은 2024년에 포화가 예상된다. 또한 10개의 원자력발전소가 2029년까지 설계수명에 도달하게 된다. 하지만 원전운영과 해체를 위한 국내 사용후핵연료 관리정책은 아직 결정되지 않은 상황이다. 미국의 경우 원전해체시 사용후핵연료를 중간 저장시설 또는 영구처분장으로 이송하기 전까지 임시적으로 독립된 사용후연료저장조(이하 'SFPI') 방식을 운영하는 사례가 있다. SFPI는 원전해체시 운전정지 후 사용후핵연료를 저장하는데 있어서 방사선 노출 저감, 운영비용 절감, 안전성 보강 등의 효과를 기대할 수 있다. 따라서 이 논문에서는 미국의 SFPI 운영경험, 시스템, 적용규정 등에 대한 사례연구를 수행하였다. 결론적으로 SFPI 국내 적용을 위해서는 사용후핵연료저장 계통의 설계변경 범위 및 예상 소요비용 확정, 원전 해체계획에 설비개선 계획 반영제출, 주기적안전성평가(PSR) 방법 등을 활용한 안전성 평가(운영기간 10 년), 설계변경을 위한 운영 변경허가 신청, 규제기관 심사 및 허가 취득, 설계변경 수행, 규제기관의 확인점검, SFPI 운영을 위한 교육 및 시운전, SFPI 운영 및 정기검사, SFPI 해체 등의 절차가 필요하다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권2호
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• pp.113-119
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• 2011

원자력발전소에서 나온 사용후핵연료 건식저장시스템의 안전한 운영과 유지는 기본적으로 적절하게 선택된 설계기준에 좌우된다. 저장시스템의 가장 중요한 설계목표는 저장된 사용후핵연료로부터 작업자의 안전과 대중에게 과도한 위험이 없이 보관, 취급, 수납 및 감시할 수 있는 신뢰를 제공하는 것이다. 이러한 목표를 달성하려면, 시스템의 설계, 사용후핵연료로부터의 잔류 열을 제거하고 방사선 차폐를 제공함과 동시에 설계 기준에 지정된 시스템의 수명동안 격납을 유지하기 위한 기능을 포함한다. 운영 중 발생가능한 설계사항은 설계 기준에 반영되어야 한다. 본 논문에서는 건식저장시스템의 일반적인 성능 요구 사항을 소개하였다. 저장시스템은 인허가를 위한 규제 요구사항과 연관하여 사용후핵연료를 저장할 수 있도록 설계된다. 여기서 최대연소도의 증가는 냉각기간과 맞물려 가감할 수 있다. 이때 열부하와 방사능의 크기가 최대 설계기준 연소도의 기준을 설정하는 주요한 인자가 된다. 이외에 건식저장시스템의 설계기준사고와 다른 분야 즉 기계 및 구조 그리고 차폐 및 방사선적인 요구사항들의 종류가 기술되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권3호
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• pp.191-198
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• 2011

국내 외 수많은 수송 건식저장 시스템의 임계해석은 사용후핵연료내에 초우라늄물질(transuranic) 및 핵분열생성물(fission products) 계산의 불확실성을 이유로, 신연료로 가정된 가상연료를 적용하여 평가해왔다. 그러나 과도한 임계 여유도에 따른 경제적 손실이 크기 때문에 최근 들어 연소도이득(Burnup Credit, BUC)이 반영된 수송 건식저장 시스템의 설계 및 상용화가 추진되고 있다. 이러한 BUC 기술은 기존 임계해석 시요구되는 상수화된 불확실도와 달리 초기 농축도와 연소도 구간에 따라 상이한 불확실도를 갖게 된다. 이에 본 연구에서는 '국내 원전의 제한사항이 반영된 26다발 SNF 장전 BUC 적용 용기'(이하 BK 26 Cask)를 대상으로 관련 기술표준 및 설계요건에서 요구되는 불확실도를 평가하여 농축도 및 연소도의 함수로 계산하였다. 본 연구결과는 추후 BK 26 Cask 국내 사용후핵연료의 장전 수용률 분석의 기반자료로 활용된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권4호
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• pp.881-892
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• 2016

Following the Fukushima accident and its extended station blackout, attention was brought to the importance of the spent fuel pools' (SFPs) behavior in case of a prolonged loss of the cooling system. Since then, many analytical works have been performed to estimate the timing of hypothetical fuel uncovery for various SFP types. Experimentally, however, little was done to investigate issues related to the formation of a flammable gas mixture, distribution, and stratification in the SFP building itself and to some extent assess the capability for the code to correctly predict it. This paper presents the main outcomes of the Experiments on Spent Fuel Pool (ESFP) project carried out under the auspices of Swissnuclear (Framework 2012-2013) in the PANDA facility at the Paul Scherrer Institut in Switzerland. It consists of an experimental investigation focused on hydrogen concentration build-up into a SFP building during a predefined scaled scenario for different venting positions. Tests follow a two-phase scenario. Initially steam is released to mimic the boiling of the pool followed by a helium/steam mixture release to simulate the deterioration of the oxidizing spent fuel. Results shows that while the SFP building would mainly be inerted by the presence of a high concentration of steam, the volume located below the level of the pool in adjacent rooms would maintain a high air content. The interface of the two-gas mixture presents the highest risk of flammability. Additionally, it was observed that the gas mixture could become stagnant leading locally to high hydrogen concentration while steam condenses. Overall, the experiments provide relevant information for the potentially hazardous gas distribution formed in the SFP building and hints on accident management and on eventual retrofitting measures to be implemented in the SFP building.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권4호
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• pp.391-402
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• 2017

한국원자력환경공단에서는 국내 경수로 원전에서 발생된 사용후핵연료를 건식으로 저장할 수 있는 콘크리트 용기를 개발하였다. 본 저장용기는 사용후핵연료가 건식환경에서 장기간 저장되는 동안 용기 및 사용후핵연료의 건전성이 유지되며, 방사선량률이 저장시설의 설계기준을 초과하지 않도록 설계되어야 한다. 특히, 저장시설은 정상 및 사고조건에서 적절한 방사선 방호를 위한 차폐설계가 이루어져야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 미국 10CFR72 및 10CFR20의 기술기준과 NRC의 표준 심사지침 NUREG-1536에서 제시한 평가방법에 따라 건식저장조건하에서 단일 콘크리트용기 및 $2{\times}10$ 용기배열조건의 선량율을 평가하였다. 평가결과, 일반인에 대한 연간선량 한도인 0.25 mSv를 만족하는 통제구역 경계까지의 거리는 약 230 m로 도출되었다. 콘크리트 저장용기의 설계사고는 $2{\times}10$ 배열의 저장시설에서 한 개의 저장용기가 이송 중 전도사고가 발생하여 용기의 바닥면이 통제구역 경계로 향하는 상황으로 가정하였다. 전도된 저장용기의 바닥면으로 부터 100 m 및 230 m 지점에서 각각 12.81 mSv 및 1.28 mSv로 평가되었다. 본 연구를 통해 건식저장조건에서 콘크리트 저장용기 및 저장시설은 적절하게 평가된 통제구역경계까지의 거리가 확보된다면 방사선적 안전성이 유지됨을 확인할 수 있었다. 본 평가결과만으로 건식환경의 저장용기(시설) 설계에 직접 적용하기는 어렵겠으나, 향후 '국가 고준위폐기물 관리 전략'에 근거한 원전내 저장시설 또는 중간저장 시설의 설계 및 운영에 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.