• 방사성폐기물학회지
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• 제2권3호
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• pp.155-164
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• 2004

사용후핵연료의 효율적인 관리를 위하여 원자력연구소에서 개발중인 사용후핵연료 차세대관리 종합공정(ACP)은 공정타당성연구 단계를 마치고 이의 실증을 위한 $\alpha$-${\gamma}$ type핫셀 건설 단계에 이르렀다. 핫셀의 설계에 앞서 사용후핵 연료를 취급하게 되는 과정에서 발생할 수 있는 방사능에 대한 환경영향평가를 정상운전 시와 사고발생 시로 나누어 수행하였다. 평가에 필요한 자료들은 공정의 개념설계 보고서와 최근 연구소부지 기상 테이터 및 부지특성 자료를 바탕으로 하였으며 기존의 유사한 시설에 대한 평가방법을 참조하였다. 각 핵종별 발생량과 방출량을 계산하여 피폭선량을 계산하였으며 평가결과 원자력법관련 규제기준과 핫셀이 위치하게 되는 IMEF 건물의 안전성분석 기준보다 매우 안전한 결과를 얻어 시설 운영에 대한 안전성을 확보하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권6호
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• pp.1975-1988
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• 2024

It is important to maintain cladding integrity in spent nuclear fuel management. This study proposes a numerical analysis method to evaluate the fracture resistance of irradiated zirconium alloy cladding under pinch load known to cause Mode-III failure. The mechanical behavior and fracture of the cladding under pinch loading can be evaluated by a Ring Compression Test (RCT). To simulate the fracture of hydride precipitates, zirconium matrix, and Zr/hydride interfaces under the stress field generated by RCT, a micro-structure crack propagation simulation method based on Continuum Damage Mechanics (CDM) has been proposed. Our RCT simulation model was constructed from microscopic images of irradiated cladding. In this study, we developed an automated process to generate a pixel-based finite element model by separating the hydride precipitates, zirconium matrix, and interfaces using an image segmentation method. The appropriate element size was selected to ensure the efficiency and accuracy of a crack propagation simulation. The load-displacement curves and strain energies from RCT were compared and analyzed with the simulation results of different element sizes. The finalized RCT simulation model can be used to establish the failure criterion of fuel rods under pinch loading. The advantages and limitations of the proposed method are fully discussed here.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권5호
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• pp.1553-1561
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• 2024

Nondestructive radiography using cosmic ray muons has been used for decades to monitor nuclear reactor and spent nuclear fuel storage. Because nuclear fuel assemblies are highly dense and large, typical radiation probes such as x-rays cannot penetrate these target imaging objects. Although cosmic ray muons are highly penetrative for nuclear fuels as a result of their relatively high energy, the wide application of muon tomography is limited because of naturally low cosmic ray muon flux. This work presents a new image reconstruction algorithm to maximize the utility of cosmic ray muon in tomography applications. Muon momentum information is used to improve imaging resolution, as well as muon scattering angle. In this work, a new convolution was introduced known as M-value, which is a mathematical integration of two measured quantities: scattering angle and momentum. It captures the objects' quantity and density in a way that is easy to use with image reconstruction algorithms. The results demonstrate how to reconstruct images when muon momentum measurements are included in a typical muon scattering tomography algorithm. Using M-value improves muon tomography image resolution by replacing the scattering angle value without increasing computation costs. This new algorithm is projected to be a standard nondestructive radiography technique for spent nuclear fuel and nuclear material management.

• 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.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권1호
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• pp.65-82
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• 2018

With the significant increase in spent ion-exchange resin generation, to meet the requirements of Waste Acceptance Criteria (WAC) of the Wolsong disposal facility in Korea, blending is considered as a method for enhancing disposal options for intermediate level waste from nuclear reactors. A mass balance formula approach was used to enable blending process with an appropriate mixing ratio. As a result, it is estimated around 44.3% of high activity spent resins can be blended with the overall volume of low activity spent resins at a 1:7.18 conservative blending ratio. In contrast, the reduction of high activity spent resins is considered a positive solution in reducing the amount of spent resins stored. In an economic study, the blending process has been proven to lower the disposal cost by 10% compared to current APR1400 treatment. Prior to commencing use of this blending method in Korea, coordinated discussion, and safety and health assessment should be undertaken to investigate the feasibility of fitting this blending method to national policy as a means of waste predisposal processing and management in the future.

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권3호
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• pp.201-209
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• 2015

우리나라에서는 현재 23기의 원자력발전소를 운영 중에 있으며, 이들 원자력발전소로부터 발생하는 사용후핵연료를 처분대상으로 기준 심지층 처분시스템을 개발한 바 있다. 현재 이 기준 심지층 처분시스템은 초기농축도 4.5wt%, 방출연소도 55 GWd/MtU의 40 년 냉각된 사용후핵연료를 기준으로 하고 있다. 본 논문에서는 처분효율 및 경제성 향상 방안의 일환으로서 사용후핵연료의 종류 및 연소도 특성 등 발생특성을 검토하였다. 그리고 기준 사용후핵연료에 비하여 길이가 짧고 연소도가 비교적 낮은 사용후핵연료에 대한 처분용기 개념을 도출하고 열해석을 수행하여 처분시스템 개념을 제시하였다. 또한, 이 처분시스템 개념과 기준 사용후핵연료 처분시스템 개념을 처분밀도, 처분면적 등의 처분효율 및 구리와 벤토나이트 소요량 등 경제성 관점에서 비교 분석한 결과 약 20% 이상 향상을 보이는 것을 확인하였다. 본 분석결과는 사용후핵연료 관리정책 수립 및 실제 처분시스템 설계에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 추계학술발표회요약집
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• pp.320.2-320
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• 2002

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 춘계공동학술발표회요약집
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• pp.291.2-291
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• 2002

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1999년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.346-346
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• 1999

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 춘계공동학술발표회요약집
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• pp.288.1-288
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• 2002