장기관리 핵연료로부터 방출되는 붕괴열량 추정

Estimation of Decay Heat Generated from Long-Term Management of Spent Fuel

본 논고에서는 국내의 PWR 및 CANDU 사용후 핵연료로부터 발생하는 붕괴열의 장기적인 거동을 보다 손쉽게 분석하기 위하여 붕귀열을 추정할 수 있는 간단한 근사식을 도출하였다. 근사식의 장기적인 붕괴열 추정에서 ORIGEN 2코드 결과와의 차이를 줄이고 중요한 변수 조건하에서도 붕괴열을 추정할 수 있도록 하기 위하여 민감도 분석을 수행하였다. 그 결과로서 얻어진 근사식은 사용후 핵연료의 이력자료중 중요변수인 연도를 포함함으로써 3~500년정도의 냉각시간 범위내에서는 임의의 연소도를 가진 사용후 핵연료의 붕괴열이라도 추정할 수 있게 되었다. 그리고 대표적으로 30, 37 및 40 GWD/MTU등의 연소도를 갖는 사용후 핵연료의 붕괴열 추정에 있어서는 1년부터 $10^{5}$ 년까지의 냉각시간에 따라 ORIGEN2 ,코드의 결과와 $\pm$10%이내의 차이를 보이고 있어 사용후 핵연료 관리를 위한 관련시설의 열적설계 및 평가 등과 같은 공학적 목적에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

In this study, simple functional forms which could predict decay heat are referred to and modified in order to analyse more easily long-term behavior of decay heat generated from domestic PWR and CANDU spent fuel. To reduce the difference between the predicted data by functional forms and ORIGEN 2 results and to predict the decay heat under the important parameter(s), sensitivity analysis is performed. By introducing the identified hey parameter, turnup, into the functional forms, the decay heat of spent fuels within a limited rangs of cooling time(3~500 years) becomes predictable for various turnup rates. The predicted decay heat of spent fuels with representative turnup rates such as 33, 37 and 40 GWD/MTU by the functional forms is in so good agreement with ORIGEN 2 results within $\pm$10% difference over the cooling time from 1 to 10$^{5}$ years that the functional forms presented here may be used for engineering purposes such as the thermal design and assessment of the facilities associated with spent fuel management.