• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.214-214
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• 2012

최근 일본에서 일어난 지진과 쓰나미에 의한 원전 사고는 원자력의 안전성에 대한 매우 심각한 의문을 던져주었으며, 어떠한 경우에도 안전한 원자로의 필요성이 크게 대두하였다. 본 발표는 그러한 원자로로, 이러한 재난이 닥쳤을 때 핵분열 반응이 즉시 중지되는 가속기구동 원자로(accelerator-driven system)를 제시한다. 이것은 원자로를 임계치 아래로(sub-critical) 유지한 상태에서 외부에서 가속기를 이용하여 필요한 중성자를 공급하여 핵분열 반응을 유지하는 원자로로서, 재난 발생 시 가속기가 즉시 중지됨으로서 원자로 역시 즉각적으로 중지된다. 본 발표에서 그 동안 아이디어로 존재하던 이것의 타당성, 현실성, 전망 등에 대하여 설명한다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2002.08a
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• pp.39-42
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• 2002

The nuclear transmutation technology to Incinerate the long lived radioactive nuclides and produce energy during the incineration process is believed to be one or the best solutions. HYPER(${\underline{HY}}brid {\underline{P}}ower {\underline{E}}xtraction {\underline{R}}$eactor)is the accelerator driven transmutation system which is being developed by KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute). Lead-bismuth(Pb-Bi) is adopted as a coolant and spallation target material. In this paper, we performed the thermal-hydraulic analysis of HYPER target using the commercial code FLUENT, and also calculated thermal and mechanical stress of the beam window using the commercial code ANSYS. It is found that there is an optimum value for the window diameter and the maximum allowable beam current can be increased to 17.3 mA for the inner diameter of windows, 40 cm. Finally, the other shapes such as uniform or scanned beam were considered. The results of FLUENT calculations show that the uniform type is preferable to the other shapes of the beam in terms of the window and target cooling and the maximum window temperature is lower than that of the parabolic beam by $58 ^{\circ}C$ for the beam current, 13 mA.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.609-614
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• 1998

고준위 방사성 폐기물 처분과 관련이 있는 가속기구동 소멸처리로는 미임계로이기 때문에 별도의 중성자원이 필요하다. 가속기에서 나오는 양성자를 받아 중성자를 발생시키는 중성자원으로 사용될 표적물로서 거론되는 방안중에 하나인 고체표적시스템에 대한 열전달 예비계산을 수행하였다. 고체표적물의 물질은 텅스텐을 대상으로 하였으며 표적시스템은 원통형구조를 가정하였다. 양성자 조사에 의한 텅스텐 물질의 핵파쇄반응으로 인한 내부발열을 모사하여 표적물내에서의 온도상승속도와 온도분포를 조사하였다. 계산결과 별도의 표적물에 대한 냉각시스템이 없는 상황에서 30∼37초만에 국부적으로 텅스텐의 온도가 녹는점 이상으로 상승하는 결과를 보였다. 따라서 고체표적물 시스템을 소멸처리로에서 사용하기 위해서는 표적물을 냉각시키기 위한 다각도의 방안이 모색되어야 한다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.25 no.2
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• pp.52-64
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• 2016

The production of nuclear energy from thorium which is non-fissile material was a main issue until the middle of 1970's, because of the thorium's abundance as energy resources, its capability of breeding fissile material U233, and the reduction of long-lived actinides. However, to use thorium as nuclear fuel, some obstacles such as the necessities of external neutron source and long-term neutron irradiation for effective breeding, and the production of high radioactive isotopes in the course of thorium breeding cycle should be overcome. The difficulties to resolve these cons of thorium cycle became the reason of interruption of the related researches in the middle of 1970's. But in the 21st century, the change of societal perspective regarding nuclear energy and the appearance of accelerator-driven nuclear reactor shift those cons into pros and rehabilitate the study of thorium. The high activity of thorium cycle turned out to be a good option as higher resistance and easier detectibility of nuclear proliferation and the employment of subcritical accelerator-driven reactor as external neutron sources is considered to enhance the nuclear safety. In this study we compare the thorium cycle with the currently-used uranium cycle and analyze the technical status and perspective of thorium researches which use accelerator-driven reactors.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.06d
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• pp.915-920
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• 2001

A spent fuel problem has prevented the nuclear power from claiming to be a completely clean energy source. The nuclear transmutation technology to incinerate the long lived radioactive nuclides and produce energy during the incineration process is believed to be one or the best solutions. HYPER(Hybrid Power Extraction Reactor) is the accelerator driven transmutation system which is being developed by KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute). Some major feature of HYPER have been developed and employed. On-power fueling concepts are employed to keep system power constant with minimum variation of accelerator power. A hollow cylinder-type metal fuel is designed for the on-line refueling concept. Lead-bismuth(Pb-Bi) is adopted as a coolant and Spallation target material. HYPER is a subcritical reactor which needs an external neutron source. 1GeV proton beam is irradiated to Lead-bismuth(Pb-Bi) target inside HYPER, and spallation neutrons are produced. When proton beams are irradiated, much heat is also deposited in the Pb-Bi target and beam window which separates Pb-Bi and accelerator vacuum. Therfore, an effective cooling is needed for HYPER target. In this paper, we performed the thermal-hydraulic analysis of HYPER target using FLUENT code, and also calculated thermal and mechanical stress of the beam window using ANSYS code.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.25 no.3
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• pp.480-496
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• 1993

원자력발전 핵연료주기에서 고려하여야 할 중요한 요소의 하나는 사용후핵연료에서 비롯되는 고준위 방사성핵종이다. 고준위 방사성핵종의 처분 방법으로서 심지층처분방식은 가장 손쉬운 방법이기는 하나 매우 장시간의 감시가 필요하며, 특히 자연환경으로의 누출가능성이 커서 이의 대안으로서 외국 몇 나라에서는 소위 소멸처리(Transmutation)방법에 대한 연구를 활발히 하고 있다. 현시점에서 소멸처리 방법으로 가장 타당성이 있는 것으로 여겨지는 것은 원자로를 이용하는 것과 가속기 구동 미임계 시스템 (Accelerator-Driven Subcritical System)을 이용하는 방법이다. 본 기고문에서는 이들 방법을 중심으로 다양한 소멸처리 방법의 소개와 기술적인 문제점(특히 핵 특성관점에서)에 대한 고찰 그리고 향후 연구과제 등에 대하여 기술하고자 한다. 비록 소멸처리 시스템의 현실화를 위해서는 해결되어야 할 과제가 많이 남아 있지만, 기술적인 가능성과 방사능의 소멸이란 면을 고려할 때 소멸처리시스템은 궁극적인 방사성핵종 처리기술로서 연구·개발할 충분한 가치가 있는 것으로 판단된다.