Development of a Simplified Source Term Estimation Model for a Spent Fuel from Westinghouse-type Reactors

There are 11,811 LWR spent fuels stored at reactor sites, as of 2009. Source terms based on reference spent fuel which represents entire spent fuels with bounding values in the aspect of source term has been applied to a design of nuclear installations, instead of those which are generated by weighting respective source term for each spent fuel. Simplified regression models to estimate total decay heat, radioactivity, and ingestion hazard index for spent fuel from Westinghouse-type reactors were developed in this study, because it can be used as a fundamental model for weighting source term for respective spent fuel to exclude conservativeness in source terms. It was found that the estimated source terms agreed with calculated value from ORIGEN-ARP within 5%. It was also found that the conservativeness could be excluded if the weight source terms were used as reference source term in the design. Therefore, it is expected that the developed regression model could be widely used in the conceptual design process of nuclear facilities related with storage and disposal of spent nuclear fuel.

웨스팅하우스형 원전 사용후핵연료에 대한 방사선원항 예측 모델 개발

2009년말 기준으로 11,811 다발의 경수로 사용후핵연료가 방출되었으며, 지금까지 각 사용후핵연료에 대해 방사선원항을 가중하여 설계에 반영하기는 사실상 불가능하여, 원자력 관련시설 설계시 보수성을 갖는 기준 사용후핵연료를 선정하고 이를 바탕으로 시스템 설계를 수행하여 왔다. 방사선원항에 대한 단순모델을 적용하면 각 사용후핵연료에 대한 방사선원항을 가중함으로써 이와 같은 보수성을 배제할 수 있으므로 본 연구에서 웨스팅하우스형 원전에 사용된 사용후핵연료를 대상으로 방사선원항, 즉, 붕괴열, 방사능세기, 섭취위해도 등을 예측하기 위한 회귀모형을 개발하였다. 개발된 회귀식을 통해 예측된 방사선원항값은 ORIGEN-ARP 코드로 계산된 값과 약 5% 이내에서 잘 일치함을 확인하였으며, 이의 유용성을 검토한 결과 각각의 사용후핵연료에 대한 방사선원항을 가중하여 설계에 반영하면 보수성을 줄일 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 개발된 회귀식은 사용후핵연료의 저장 및 처분과 관련한 원자력시설 설계시 개념설계 단계에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.