• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권4호
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• pp.943-948
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• 2019

In this study, investigation of spent fuel was performed using six group delayed neutron parameters. Three used fuels (F1, F2, and F11) which are burnt over the years in the core of Missouri University of Science and Technology Reactor (MSTR), were investigated. F16 fresh fuel was used as plutonium free fuel element and compared with irradiated used fuels to develop burnup and Pu discrimination method. The fast fission factor of the MSTR was calculated to be 1.071 which was used for burnup calculations. Burnup values of F2 and F11 fuel elements were estimated to be 1.98 g and 2.7 g, respectively. $^{239}Pu$ conversion was calculated to be 0.36 g and 0.50 g for F2 and F11 elements, respectively.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.43-49
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• 2005

방사선물질을 수송하기 위한 용기는 가상 사고조건에서도 안전해야만 한다. 운반용기 설계요구조건은 실험 및 유한요소 해석을 통해 구조적 건전성을 확보하여야 한다. 최근에는 실험보다 유한요소해석을 이용한 방법이 상대적으로 비용이 적기 때문에 주로 사용된다. 그러나 기계적인 반응이 복잡하기 때문에 프로그램을 적용하는 사용자의 방법에 의해 결과가 결정되고 해석하는 동안 여러가지 문제를 발생시킬 수 있다. 본 논문에서, 유한요소해석은 LS-DYNA3D와 ABAQUS/Explicit을 이용하여 운반용기의 9m 자유낙하충격실험에 대한 해석기술과 여러가지 손상을 갖는 경우를 발견하기 위해 연구하였다. 운반용기의 각각의 경우를 비교하고 사용후 핵연료 운반용기의 낙하 실험에 대해서 신뢰할 수 있는 비교적 간단한 해석 기술을 제안하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제34권5호
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• pp.468-481
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• 2002

There are 4 CANDU6 type reactors operating at Wolsong site. For fuelling operation of certain fuel channels (with flow less than 21.5 kg/s) a FARE flow Assist Ram Extension) device is used. During the refuelling operation, two remote controlled F/Ms (Fuelling Machines) are attached to a designated fuel channel and carry out refuelling job. The upstream F/M inserts new fuel bundles into the fuel channel while the downstream F/M discharges spent fuel bundles. In order to assist fuelling operation of channels that has lower coolant How rate, the FARE device is used instead of F/M C-ram to push the fuel bundle string. The FARE device is essentially a How restricting element that produces enough drag force to push the fuel bundle string toward downstream F/M. Channels that require the use of FARE device for refuelling are located along the outside perimeter of reactor. This paper presents the FARE device design feature, steady state hydraulic and operational characteristics and behavior of the device when coupled with fuel bundle string during fuelling operation. The study showed that the steady state performance of FARE device meets the design objective that was confirmed by downstream F/M C-ram force to be positive.

• 방사성폐기물학회지
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• 제12권4호
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• pp.299-314
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• 2014

인양장비는 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료를 운반하는 운반용기를 인양하기 위해 사용된다. 본 연구는 원자력 안전위원회고시 제2013-27호와 미국 10CFR Part 71 ${\S}71.45$에서 규정하는 기술수준에 따라 이론적인 방법과 유한요소방법으로 인양장비의 구조적안전성을 평가하였다. 이론적으로 평가한 결과 모든 구성 요소에서의 응력이 응력제한치 내에 있어 운영상 발생하는 구조적 안전성을 확보하고 있는 것으로 판단하였다. 또한 유한요소해석을 통한 평가결과, 항복과 극한조건 모두에서 설계기준을 만족하는 것으로 평가되었다. 모든 구성요소에서 충분한 안전여유도(항복조건에서 3 이상의 안전율, 극한조건에서 5 이상의 안전율)를 갖는 것으로 나타나 구조적으로 안전하다고 판단하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.471-480
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• 2002

본 논문에서는 가압경수로(PWR) 고준위폐기물을 깊은 지하 500 m에 처분 시 사용되는 처분용기의 기본 구조설계에 필요한 처분용기 구조물에 대한 열응력 해석을 수행하였다. 일반적으로 고준위폐기물 처분용기는 지하 수백 미터에 위치하는 화강암 등의 암반 내에 설치하게 되는데, 이 때 처분용기는 내부 바스켓에 채워진 사용 후 핵연료다발의 높은 온도에 따른 열발생에 의하여 내부 주철삽입물 및 외곽쉘에 발생하는 열응력에 견디어야 한다. 따라서 본 논문에서는 처분용기 내부의 핵연료 다발의 열발생을 고려한 열응력 해석을 수행하였다 해석 방법은 유한요소법을 사용하였다. 직접 유한요소해석코드를 작성하는 대신에 구조물의 복잡성 및 유한요소개수의 많음을 고려하여, 상용 유한요소해석 코드인 NISA프로그램을 이용하여 열응력 해석을 수행하였다 해석 결과 처분용기에 가해지는 심지층 지하수압 및 벤토 나이트 버퍼의 팽윤압에 추가하여, 고온의 내부 핵연료다발에 의한 열하중이 작용하더라도 처분용기의 내부 주철삽입물에 발생하는 응력은 주철의 항복응력 보다 여전히 작아 처분용기는 구조적으로 안전함이 확인되었다

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권4호
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• pp.1117-1131
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• 2019

Tanks are used extensively in many engineering areas for spent fuel pool structures at nuclear power plants or for water storage tanks in bulk carriers. To ensure the structural integrity of such tanks when under dynamic loads, modal characteristics such as natural frequencies, participation factors and mode shapes should be known. Investigated in this study are the modal characteristics of a square tank by the finite element method. This approach can be used with subsequent dynamic analyses such as a response spectrum analysis or a harmonic analysis. Finite element models are prepared to determine the natural frequencies and mode shapes, which are easy to find the modal characteristics of a fluid-filled square tank. The effects of the fluid contained in the tank and the boundary conditions at top and bottom ends on the modal characteristics are assessed by several finite element analyses.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.19-26
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• 2002

In this paper, the nonlinear structural analysis for the composite structure of the spent nuclear fuel disposal container and the 50cm thick bentonite buffer is carried out to predict the collapse of the container while the sudden rock movement of 10cm is applied on the composite structure. This sudden rock movement is anticipated by the earthquake etc. at a deep underground. Horizontal symmetric rock movement is assumed in this structural analysis. Elastoplastic material model is adopted. Drucker-Prager yield criterion is used for the material yield prediction of the bentonite buffer and von-Mises yield criterion is used for the material yield prediction of the container(cast iron insert, copper outer shell and lid and bottom). Analysis results show that even though very large deformations occur beyond the yield point in the bentonite buffer, the container structure still endures elastic small strains and stresses below the yield strength. Hence, the 50cm thick bentonite buffer can protect the container safely against the 10cm sudden rock movement by earthquake etc.. Analysis results also show that bending deformations occur in the container structure due to the shear deformation of the bentonite buffer. The elastoplastic nonlinear structural analysis for the composite structure of the container and the bentonite buffer is performed using the finite element analysis code, NISA.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2007년도 학술논문요약집
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• pp.190-191
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• 2007

Cleanout of the F Reactor Fuel Storage Basin (FSB) is an element of the FSB decontamination and decommissioning (D&D) and is required to complete interim safe storage (ISS) of the F Reactor. Following reactor shutdown and in preparation for a deactivation layaway action in 1970, the water level in the FReactor FSB was reduced to approximately 0.6 m (2 ft) over t]to floor. Basin components and other miscellaneous items were left or placed in the FSB. The item placement was performed with a sense of finality, and no attempt was made to place the items in an orderly manner. The F Reactor FSB was then filled to grade level with 6(20of local surface material (essentially a fine sand). The reactor FSB backfill cleanout has the potential of having to remove spent nuclear fuel (SNF) that may have been left unintentionally. Based on previous cleanout of six water-filled FSBs with similar designs (i.e., the B, C, D, and DR FSBs in the 1980's), it was estimated that up to five SNF elements could be discovered in the F FSB (I). In reality about 17 full SNF elements were found in the excavation. This paper covers the technical and programmatic challenges of performing this decommissioning effort with some of the controls used for SNF management. The paper also will highlight how many various technologies were married into a complete package to address the issue at hand and show how no one tools could complete the job, but combined, good progress is being made.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권1호
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• pp.234-244
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• 2017

Natural frequencies of immersed square sections decrease due to a contribution of added mass to the movement of square sections. In this study, natural frequencies of square sections are obtained as a function of gap size between the square section and a rigid square wall using the finite element method. Additionally, they are used to extract the added mass effect on translational and rotation motions. Published information and studies on the translational and torsional vibration of square beams are also examined for practical use. D coupling of a square section is also investigated for multiple square sections. The suggested added mass estimation can be applicable to the spent fuel storage design of a pressurized light water modulated nuclear power plant.

• 터널과지하공간
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• 제30권4호
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• pp.306-319
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• 2020

사용후핵연료의 심층처분 사업에서는 처분장 주변 모암의 수리역학적 성능을 저하시키는 굴착손상영역의 특성화가 중요하다. 이에 DECOVALEX-2019 프로젝트의 Task G에서는 균열암반 수치해석 모델을 구축한 후 암반 주변의 굴착손상영역의 수리역학적 거동을 모사하고, 구축한 모델로 처분장의 운영 시에 장기적으로 야기될 수 있는 추가적인 수리학적 변화를 관찰하였다. 과업의 첫 번째 단계에서는 2차원 균열암반 모델을 구축하여 수치해석 기법의 특성을 파악하고, 두 번째 단계에서는 3차원 균열암반 모델로 확장 후 스웨덴 애스푀 지하연구시설(Äspö Hard Rock Laboratory) 내 TAS04 간섭시험 결과와 비교하여 수치해석 모델을 검증한 후, 세 번째 단계에서는 열과 빙하 하중에 의한 영향을 반영하여 균열암반의 수리역학적 반응을 순차적으로 확인하였다. 과업의 전 과정에서 유한요소법과 개별요소법으로 균열암반에서의 수리역학적 분석을 수행하였으며, 균열의 기하학적 특성을 반영 및 굴착손상영역을 반영하는 과정에서 각 수치해석 기법에 따라 다양한 접근방법으로 고려하였다. 따라서 본 연구는 향후 결정질 균열암반에 사용후핵연료 처분장을 계획할 시 수치해석 단계에서 채택될 수 있는 다양한 접근 방법과 고려해야 할 사항들을 제시할 수 있을 것으로 전망한다.