• 방사성폐기물학회지
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• 제16권3호
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• pp.309-313
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• 2018

Li-Cd 합금을 이용한 환원추출방식을 LiCl-KCl 기반의 drawdown 공정에 적용하게 되면, LiCl-KCl 공융염의 조성이 파괴되므로 공정온도를 높여야 하며, 전해정련 및 전해제련과 같은 공정에 LiCl-KCl 용융염을 재사용할 수 없게 된다. 따라서, 본 연구에서는 공융염 조성에 적합한 Li-K-Cd 합금을 제조하였으며, 이를 이용하여 U와 Nd가 포함된 LiCl-KCl 염에 투입하여 용융염 내 $UCl_3$의 제거가 가능한지 평가하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권spc호
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• pp.75-87
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• 2020

The Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) has developed geological repository systems for the disposal of high-level wastes and spent nuclear fuels (SNFs) in South Korea. The purpose of the most recently developed system, the improved KAERI Reference Disposal System Plus (KRS⁺), is to dispose of all SNFs in Korea with improved disposal area efficiency. In this paper, a system-level safety assessment model for the KRS⁺ is presented with long-term assessment results. A system-level model is used to evaluate the overall performance of the disposal system rather than simulating a single component. Because a repository site in Korea has yet to be selected, a conceptual model is used to describe the proposed disposal system. Some uncertain parameters are incorporated into the model for the future site selection process. These parameters include options for a fractured pathway in a geosphere, parameters for radionuclide migration, and repository design dimensions. Two types of SNF, PULS7 from a pressurized water reactor and Canada Deuterium Uranium from a heavy water reactor, were selected as a reference inventory considering the future cumulative stock of SNFs in Korea. The highest peak radiological dose to a representative public was estimated to be 8.19×10^-4 mSv·yr^-1, primarily from ¹²⁹I. The proposed KRS⁺ design is expected to have a high safety margin that is on the order of two times lower than the dose limit criterion of 0.1 mSv·yr^-1.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제23권3호
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• pp.352-362
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• 1991

가압 경수로의 노심 설계에 있어서 제한된 우라늄 자원의 효율적인 이용을 위한 다양한 방안으로 장주기 운전, 고연소도 및 저누출 장전 모형 통을 강구하고 있는 추세이다. 이러한 노심들은 원자로 운전 주기 전반에 걸친 공간적 출력 분포 제어와 잉여 반응도 제어를 위해 가연성 독물질을 사용하고 있다. 이와 관련하여 가연성 독물질 관리의 최적화 연구가 다각도로 진행되고 있다. 본 연구에서는 1990년도부터 국내 가압 경수로에 국산 핵연료가 장전되기 시작하면서 가도리니아 독봉을 사용하고 있으며 장차 주된 가연성 독물질로 쓰일 예정이므로 이에 대해서 분석을 수행하였다. 분석 결과 가도리니아 독봉은 열중성자 흡수 단면적이 매우 큰데서 기인한 특이한 연소 특성을 보이고 있다. 특히 집합체 내에서의 가도리니아 독봉의 위치에 따라 매우 다양한 출력 분포를 보이고 있다. 이러한 다양한 출력 분포 중에서 노심의 반경 방향 첨두 출력을 가능한 낮게하는 집합체 내에서의 가도리니아봉 위치 최적 선정을 위한 방법론을 제시하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제7권3호
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• pp.167-174
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• 2009

EBR-II사용후핵연료의 파이로건식처리공정에 의해 발생된 우라늄의 순도에 대한 포괄적인 분석을 수행하였다. 분석 결과를 미국 아이다호 국립연구소 및 한국원자력 연구원의 협력과제 하에서 한국과 미국의 저준위 폐기물 기준으로 비교하였다. 미국의 저준위 폐기물 기준은 우라늄 등위원소를 포함하지 않으나, 한국의 경우는 포함하는 것으로 조사되었다. 분석 결과 EBR-II 우라늄 생성물 내에서 저준위 기준을 초과하는 유일한 알파 핵종은 우라늄 동위원소가 아니라 Pu-239였다. 생성물 내의 Pu 오염은 개량된 염증류공정을 통한 예비실험 결과 획기적으로 줄일 수 있음을 알 수 있었으며, 보다 공정을 개선시킨다면 제안된 기술을 이용하여 미국의 저준위 기준을 만족시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권1호
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• pp.47-58
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• 2015

Four recycling scenarios involving pyroprocessing of spent fuel (SF) have been investigated for a 600-MWe transmutation sodium-cooled fast reactor (SFR), KALIMER. Performance evaluation was done with code system REBUS connected with TRANSX and TWODANT. Scenario Number 1 is the pyroprocessing of Canada deuterium uranium (CANDU) SF. Because the recycling of CANDU SF does not have any safety problems, the CANDU-Pyro-SFR system will be possible if the pyroprocessing capacity is large enough. Scenario Number 2 is a feasibility test of feed SF from a pressurized water reactor PWR. Thefsensitivity of cooling time before prior to pyro-processing was studied. As the cooling time sensitivity of cooling time before prior to pyro-processing was studied. As the cooling time increases, excess reactivity at the beginning of the equilibrium cycle (BOEC) decreases, thereby creating advantageous reactivity control and improving the transmutation performance of minor actinides. Scenario Number 3 is a case study for various levels of recovery factors of transuranic isotopes (TRUs). If long-lived fission products can be separated during pyroprocessing, the waste that is not recovered is classified as low- and intermediate-level waste, and it is sufficient to be disposed of in an underground site due to very low-heat-generation rate when the waste cooling time becomes >300 years at a TRU recovery factor of 99.9%. Scenario Number 4 is a case study for the recovery factor of rare earth (RE) isotopes. The RE isotope recovery factor should be lowered to ${\leq}20%$ in order to make sodium void reactivity less than <7$, which is the design limit of a metal fuel.

• 방사성폐기물학회지
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• 제7권2호
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• pp.79-86
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• 2009

원자력시설의 콘크리트 폐기물은 서로 다른 메카니즘에 의해 다양한 핵종에 의해 방사화 되거나 오염된다. 우라늄 변환시설 및 연구로 해체 시 발생된 오염된 콘크리트의 부피감용을 위해 가열 분쇄 실험에 의해 자갈, 모래, 페이스트의 골재의 크기에 따른 핵종의 분배특성에 대해 고찰하였다. 실험결과 대부분의 방사성 핵종은 골재로부터 제거되어 페이스트에 존재하였으며 특히, 가열 온도는 방사성 핵종을 오염된 콘크리트 폐기물로부터 분리하는데 중요한 변수로 확인되었다. 즉, 콘크리트 표면에 오염된 물질은 밀도가 높은 자갈, 모래보다는 다공성 물질의 페이스트에 농축되었다. 방사화 콘크리트에서는 80%, 우라늄 변환시설의 콘크리트 폐기물에서는 약 75% 정도의 부피감용을 얻었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권7호
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• pp.875-883
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• 2015

The use of subcritical aqueous homogenous reactors driven by accelerators presents an attractive alternative for producing $^{99}Mo$. In this method, the medical isotope production system itself is used to extract $^{99}Mo$ or other radioisotopes so that there is no need to irradiate common targets. In addition, it can operate at much lower power compared to a traditional reactor to produce the same amount of $^{99}Mo$ by irradiating targets. In this study, the neutronic performance and $^{99}Mo$, $^{89}Sr$, and $^{131}I$ production capacity of a subcritical aqueous homogenous reactor fueled with low-enriched uranyl nitrate was evaluated using the MCNPX code. A proton accelerator with a maximum 30-MeV accelerating power was used to run the subcritical core. The computational results indicate a good potential for the modeled system to produce the radioisotopes under completely safe conditions because of the high negative reactivity coefficients of the modeled core. The results show that application of an optimized beam window material can increase the fission power of the aqueous nitrate fuel up to 80%. This accelerator-based procedure using low enriched uranium nitrate fuel to produce radioisotopes presents a potentially competitive alternative in comparison with the reactor-based or other accelerator-based methods. This system produces ~1,500 Ci/wk (~325 6-day Ci) of $^{99}Mo$ at the end of a cycle.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권2호
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• pp.139-165
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• 2019

한국원자력연구원에서 개발 중인 해체기술 현황 및 전망에 대해 기술하였다. 특히, 해체의 핵심기술인 제염, 원격절단, 해체 폐기물처리 및 부지 복원 분야를 중점적으로 다루었다. 제염기술로는 부품제염과 원자력시스템제염 부분을 고찰하였고, 원격절단기술 관련해서는 절단기술, 원격제어 및 해체공정 모사기술이 다루어졌다. 해체 폐기물처리기술 관련해서는, 비록 해체 후 다양한 폐기물이 발생하지만, 주 폐기물인 금속, 가연성폐기물과 난처리성 특수 폐기물인 고염 고방사성 폐액, 유기혼성폐기물 및 우라늄 복합폐기물 처리기술 등을 주로 기술하였다. 마지막으로, 해체부지 복원 분야에서는 방사선 측정, 부지재이용의 안전성평가 그리고 부지 복원기술 등을 중점적으로 기술하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권1호
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• pp.19-32
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• 2010

고온 용융염 전해환원 공정은 후행핵연료 주기의 대안 공정인 파이로공정의 산화물 사용후핵연료의 확대를 위해 필수적인 공정이다. 사용후핵연료는 다성분 산화물로 이루어져 있으며 각 산화물은 전해환원 공정에서 화학적 특성에 따라 산소를 잃게 된다. 본 연구에서는 건식분말화 공정 이후 전해환원 반응기에 도입되는 사용후핵연료 조성을 기준으로 각 금속-산소 시스템을 독립적인 이상고용체로 가정하여 전해환원 반응거동을 계산하였다. 전해환원을 Li의 환원과 이어지는 Li과의 화학반응의 결합으로 산정하여 U을 비롯한 금속 환원 거동을 계산하였다. 계산결과 대부분의 산화물들은 전해환원 공정에 의해 금속으로 전환되는 것으로 예상되었다. 란타나이드 원소들의 경우 $Li_2O$의 농도가 낮아지면 금속 전환율이 높아지나 대부분 산화물로 존재하는 것으로 나타났다. 추가적으로 $U_3O_8$의 전해환원 거동에 대해 Li의 확산과 Li과의 화학반응을 고려하여 반실험적 모델이 제시되었다. 실험데이터를 활용하여 매개변수를 결정하였으며 시간에 대한 환원율 및 전류에 대한 99.9% 환원 시간을 계산하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권3호
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• pp.191-197
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• 2017

한국원자력연구원은 IAEA에서 권고하고 있는 안전조치기반설계(SBD)에 입각하여 파이로 안전조치 기술을 개발하고 있다. 한국원자력연구원은 파이로 안전조치접근방안 개발을 위한 IAEA 회원국지원프로그램(MSSP)을 수행하였다. IAEA 회원국 지원프로그램을 통하여 기준파이로시설(REPF) 개념을 설계하고, 이 시설에 대한 안전조치시스템을 개발하였다. 최근에 기준파이로시설은 용량이 증대된 REPF+로 업데이트 되고 있다. 핵물질계량관리시스템 성능평가를 위하여 전산코드 PYMUS를 개발하였으며, PYMUS는 전용탐지획률 통계평가 방안을 포함하여 업그레이드하고 있다. 파이로 입력물질 계량을 위한 비파괴분석장비로 ASNC가 개발되고 있으며, 파이로 출력물질인 U/TRU 잉곳을 계량하기위한 비파괴분석장비로 HIPAI가 개발되고 있다. 또한 컴프톤 억제 감마선분광기술, LIBS 기술, 균질화 공정의 샘플링 오차에 대한 평가도 진행 중이다. 이러한 노력들은 국내에서 선진핵주기기술 실현에 크게 기여할 것이다.