• 한국분말재료학회지
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• 제7권3호
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• pp.123-130
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• 2000

The simulated DUPIC fuel provides a convenient way to investigate fuel properties and behaviours such as thermal conductivity, thermal expansion, fission gas release, leaching and so on. Several pellets simulating the composition and microstructure of the DUPIC fuel were fabricated from resintering powder through the OREOX process of the simulated spent fuel pellets, which were prepared from the mixture of stable forms of constituent nuclides. This study describes the powder treatment, OREOX, compaction and sintering to fabricate simulated DUPIC fuel using the simulated spent fuel. The homogeneity of additives in the powder was observed after attrition milling. The microstructure of the simulated spent fuel was in agreement with the previous studies. The densities and the grain size of simulated DUPIC fuel was pellets are higher than those of simulated spent fuel pellets. Small metallic precipitates and oxide precipitates were observed on matrix grain boundaries.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.488-490
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• 2008

This study aims to design the high-capacity vol-oxidizer using simulated fuels instead of spent nuclear fuels. Simulated fuels are fabricated by blending tungsten powder with silicon carbide powder, and thereafter, paraffin coating covers simulated fuels to increase their strength. An oxidation experiment using simulated fuels have been carried out in order to analyze oxidation characteristics similar to spent fuels. After oxidation, simulated fuels were almost oxidized to be powders. Increased volume of simulated fuels approached to spent fuels. These results can be utilized as important informations for designing a high-capacity vol-oxidizer.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.319-323
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• 1997

석탄화력발전소의 부산물인 석탄회를 이용한 DUPIC dirty scrap waste의 유리고화체에 대한 내침출성을 분석하였다. Fly ash, SiO$_2$, NaNO$_3$, B$_2$O$_3$에 DUPIC 핵연료 제조공정으로부터 발생되는 모의 dirty scrap waste를 15 wt% ~ 30 wt% 혼합하여, 115$0^{\circ}C$ 에서 3시간 용융시킨 후 서서히 냉각시켜 얻은 유리고화체의 침출성을 온도, 침출액의 종류, 폐기물의 함량 등에 따라 평가하였다 침출실험결과 석탄회유리고화체는 양호한 내침출성을 보였다. 석탄회유리고화체의 침출율은 합성지하수, 합성해수, 증류수의 순으로 감소하였으며, 폐기물함량의 증가에 따라 증가하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2012년도 춘계학술논문요약집
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• pp.141-142
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• 2012

다운엔더 개념설계요건 설정을 위해서 PWR $16{\times}16$ SF집합체 제원을 분석하였다. 또한 수직에서 수평으로 전환될 때 충격량을 최소화하기 위해서 모의집합체 충격실험을 수행하였다. 그 결과 수직에서 수평으로 회전되는 각속도(30초/$90^{\circ}$)를 고려할 때 평균값은 약 0.1 g, 최대 약 0.3 g 정도가 되어 거의 충격을 받지 않음을 알 수 있다. 주요 설계요건으로 그리이드(grid)에 가해지는 수평클램프(clamp) 힘은 240kg, 하부노즐에 가해지는 수직클램프 힘은 900kg 이내로 하였다. 다운엔더의 개념설계를 위해서 기구학적 특성을 반영하였고, 전환시간을 30초/$90^{\circ}$로 하였다. 원격 유지 보수성을 향상하기 위하여 Solid Works 프로그램 툴(tool)을 이용하여 5개의 주요 모듈을 구성하였고, SF 집합체 다운엔더 개념을 3D로 설계하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권4호
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• pp.343-353
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• 2017

KAERI의 PRIDE 시설에서 공학규모의 전해환원용 원료물질인 $UO_2$ 다공성펠렛 제조를 위해 공정과 장치를 최적화시킨 내용을 다루었다. $UO_2$ 분말과 별도로 attrition 밀링된 대용산화물 분말을 출발분말로, 정밀 칭량을 통해 사용후핵연료 조성을 모사하였다(Simfuel). Simfuel 분말은 각각 tumbling mixer로 혼합하여 균질화 하고, rotary press로 성형하여 furnace를 이용해 소결하였다. $4%\;H_2-Ar$ 분위기에서 $1450^{\circ}C$ 24시간 고온 열처리하여 제조된 소결펠렛은 $6.89g{\cdot}cm^{-3}$의 벌크밀도를 가지며 이는 후속 전해환원 공정의 요구에 부합한다. 소결된 다공성펠렛의 미세구조 관찰을 통해 다공성 기지상과 함께 산화/금속 석출물이 관찰되어 사용후핵연료의 상이 모사됨을 확인하였다. 본 결과는 향후 공학규모 이상의 파이로 연구를 위한 $UO_2$ 다공성펠렛 제조에 중요한 기초자료로 활용 될 것이다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2009년도 학술논문요약집
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• pp.296-296
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• 2009

산화물 사용후핵연료를 대상으로 하는 파이로 공정은 고온 용융염 매질에서 산화물을 금속으로 전환시키는 전해환원 공정으로부터 시작된다. 이후, 전해정련 공정이 도입되어 전해환원 공정에서 금속으로 환원된 생성물을 처리하게 된다. 전기화학적 공정인 이 두 공정에는 전류전달 매질인 전해질로 용융염이 사용된다. 그러나 전해환원 공정은 LiCl 염을 기반으로 하는 반면 전해정련은 LiCl-KCl 공융염 조건에서 운전하여 두 공정의 연계성 향상 및 공정 안정성 확보를 위해서는 전해환원 공정에서 생성되는 금속전환체에 존재하는 잔류염을 제거하는 공정의 도입이 두 공정사이에 고려되고 있다. 전해환원 공정에서 산화물이 금속으로 환원되는 동안 고체입자의 외형이 유지되며 따라서 제거된 산소에 의해 금속전환체에는 공극이 발생하게 된다. 또한, 전해환원에 도입되는 산화물의 물리적 형태가 분말 또는 펠렛 등 다양한 형태로 도입 가능하여 단위 입자들 사이에 많은 공극이 발생하게 된다. 이렇게 기존재하거나 또는 공정 운전에 의해 새롭게 생성된 공극에는 전해환원 매질인 LiCl 염이 침투하여 금속전환체는 염에 의해 젖게 되며 공정 종료시 고화되어 금속전환체에 포함된다. LiCl을 제거하기 위해서는 가열에 의한 증류가 연구되고 있다. 그러나 LiCl의 낮은 증기압에 의해 비교적 낮은 온도에서 증발시키기 위해서는 감압조건이 필수적으로 고려되어야 한다. 한국원자력연구원에서는 다공성 모의 금속전환체를 사용하여 LiCl에 의한 Wetting 후 적절한 증발 조건 결정을 목적으로 온도 및 압력 조건 설정을 위한 기초실험에 결과를 수행하였다. 본 연구의 기초 실험 결과 $700^{\circ}C$온도 조건과 감압조건이 잔류염 제거를 위한 공정조건임을 밝혔다. 또한 모의 금속전환체를 담고 있는 미세 다공성 Basket은 고온조건에서 공극의 변형에 의해 증발에 대한 저항으로 작용하여 증발 효율을 저하시키는 것으로 나타났다. 따라서 잔류염 제거를 위해서는 전해환원 Basket이 비교적 큰 공극을 지녀야 할 것으로 판단된다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.141-144
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• 2006

In this study, we developed a decladding device which separates 250 mm length of simulated nuclear spent fuel rod into the pallets and the pieces of the hulls after inserting the rod cut into the module with several pairs of blades. To improve the performance of the equipment, we considered some mechanisms to prevent the rod cut from being exposed or bounced into the hot-cell, to reduce the operation time, and to insert the rods automatically. It is expected that the newly developed system will contribute to prevent radioactive pollution in the hot-cell, reduce the operation time, and to increase the safety of the operators. As a result of the performance test for some mockup fuel rod cuts in the ACP(Advanced Spent Fuel Control Process) facility, it was verified that the decladding device could be applied to the actual fuel rod cut. And it will be able to use for a scale-up facility in the future.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.395-400
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• 2003

사용후핵연료 금속전환체의 장기저장 안정성 확보를 위해 금속전환체의 주성분인 금속우라늄과 산화 안정화 후보물질인 Nb, Ti, Ni, Zr, Hf 등을 첨가한 모의금속전환체 합금을 제작하여 $200^{\circ}C~300^{\circ}C$ 온도구간에서 순수 산소분위기로 산화시험을 수행하였다. U-Nb, U-Zr, U-Ti 합금은 순수 금속우라늄보다 무게증가 측면에서의 산화저항성이 높았으나, U-Hf, U-Ni 합금의 경우에는 오히려 순수 금속우라늄보다 산화 저항성이 낮게 나타났다. 시편에 대한 미세성분 및 조직을 광학현미경, SEM, EPMA 등을 통해 분석하였다. 각 합금의 산화율 및 활성화에너지를 구한 결과 U-Nb 합금의 활성화에너지가 높고 산화 저항성이 가장 양호한 것으로 나타나 산화 저항성 후보물질로 선정하였다.

• 에너지공학
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• 제11권3호
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• pp.237-246
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• 2002

한국형차세대원자로 APR-1400의 안전감압계통이 작동하면 물, 공기 및 증기가 sparger를 통해 격납건물 내 핵연료재장전 수조로 차례로 방출된다. 방출 과정 중 생기는 여러 현상 중에서 수조 내의 공기 기포군은 저주파, 고진폭의 진동 하중을 발생하며, 주파수가 침수 구조물의 고유 주파수와 거의 같은 경우에는 구조물에 심각한 영향을 줄 수 있다. 이러한 현상은 복잡하기 때문에 주파수와 하중에 대한 규명은 주로 실험에 의존해 왔으며 수치해석적 연구는 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 sparger를 통해 수조 내로 방출되는 공기 기포군의 거동에 대한 수치해석을 상용 열수력 해석 코드인 FLUENT Version 4.5를 사용하여 수행하였다. 다상유동 해석모델중 VOF(Volume Of Fluid)모델을 사용하여 물, 공기 및 증기 등의 다상유동을 모의하였다. 해석결과를 sparger 개발을 위해 ABB-Atom이 수행하였던 실험결과와 비교하여 만족할만한 결과를 얻었다.

• 분석과학
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• 제13권3호
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• pp.304-308
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• 2000

모의사용후핵연료로부터 sodium bisulfite 수층에 회수된 요오드($I^-$)를 이온크로마토그래피법을 이용해 정량할 때, 0.1 M sodium bisulfite와 1 mM 질산의 영향 없이 미량 오오드(1ppm)를 정량하기 위한 방법을 검토하였다. AS4A-SC(DIONEX) 컬럼과 자외선검출기를 사용하였고 sodium bisulfite, 질산 및 요오드의 자외선 흡광도를 측정하여 요오드 정량에 적합한 흡수파장으로 230nm를 선택하였고 용리액 농도는 0.1 M NaCl이 효율적이었다. 이 조건에서 0-1,000ppb 범위의 검정곡선을 작성하였다. 이때 선형상환계수는 0.99993 이었으며 검출한계는 5 ppb였다. 상대표준편차는 1.26% 이었다.