• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.58-63
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• 1998

AMBIDEXTER(Advanced Molten-Salt Break even Inherently-Safe Dual-Mission EXperiment & TEst Reactor)는 토륨-우라늄 연료주기의 핵적자활성 요건을 설계하는 방법으로써 핵분열중간 생성물인 $^{233}$ Pa의 시간격리, 노내 방사성물질 농도저감, 잉여반응도 및 증식률향상을 위해 핵분열 생성물질의 온라인 정화.처리.재생 개념을 채택하고 있다. 본 연구에서는 AMBIDEXTER 로심의 핵분열성물질의 연소와 온라인 정화.처리에 따른 핵연료내 원소분포 변화를 기술하기 위해 핵분열생성물질의 평형포화농도에 대응하는 등가연소도(Equivalent Burnup)를 정의하고 이를 노심의 핵적자활성 요건에 대해 최적화하는 핵연료 정화공정의 시간상수 특성을 시뮬레이션 하였다. 핵분열생성물질농도의 동특성은 ORIGEN2 코드에 내장된 연속재처리 모델을 이용하여 해석하였으며 실용화가 입증된 후보정화공정들을 고려하여 모든 핵종을 5종의 핵종군으로 분류하여 평가하였다. 시뮬레이션 결과 유효정화주기를 0.1 (노심장전량/일)로 연속재처리 할 때 노심내 포화등 가연소도는 약 650 (MWD/TeH.E.)로 대응되며 이때 동일한 핵연료량으로부터 생성된 노내 핵분 열생성물질 평형농도는 최대연소도 33000MWD/TeU의 PWR 평형노심 BOC시의 대비해 약 1/10 에 해당하는 양이 잔유하는 것으로 나타났다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• v.21 no.2
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• pp.117-124
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• 1996

Source intensities in terms of the exposure rates at 1m from the fresh and spent DUPIC fuels, made from standard and extended turnup PWR fuels, were analyzed. Two cases were studied based on the degree of elimination of removable elements. Homogeneous mixture model was applied to get the exposure rate. The exposure rate turned out to be very high and sensitive to Cs elimination during the dry process. About 90% of exposure can be reduced in the case of fresh DUPIC fuel made from 10-year cooled spent PWR fuels if Cs is fully removed during the dry process. The main radiation source in spent fuels is Cs-137. The dry storage of spent DUPIC fuel may need a longer wet storage period and require a further review.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.98.1-98.1
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• 2018

소듐냉각 고속로 (SFR)는 원자력 발전의 가장 시급한 문제점으로 부각되고 있는 사용 후 핵연료를 재활용 하여 가동하는 원자로 이다. Generation IV로 명명되는 차세대 원자로 중에 하나로 국제 공동연구와 자체 연구를 통해 우리나라 고유의 기술이 축적되고 개발되고 있다. 현재 소듐냉각 고속로의 가장 큰 문제점 중의 하나는 금속핵연료와 피복관의 상호반응이다. 상호반응이 일어나면 공융현상을 일으켜 피복관의 녹는점이 낮아지고 피복관의 두께가 얇아져 원자로의 안전에 치명적인 위협이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전해도금 (electro-plating)을 활용하여 HT9 피복관 내면에 크롬을 도금하여 금속핵연료와 피복관의 상호반응을 억제하는 연구가 본 연구팀에서 진행되고 있다. 크롬과 전해도금을 코팅 물질과 코팅 방법으로 선정한 이유는 튜브 내면에 적용하기 용이하고 경제적인 코팅 방법이기 때문이다. 본 연구에서는 여러 가지 전해도금 인자 중 온도와 pulse 전류의 파형이 상호반응 방지 효과에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 도금액의 온도를 $50{\sim}80^{\circ}C$, 전류 파형 중 on/off time을 1:1, 10:1, 1:10으로 하여 여러 HT9 시편을 도금하였고 모의 금속 핵연료 합금인 Ce-Nd와 확산 반응 실험을 수행하여 상호반응 방지 효과를 분석하였다. 광학현미경과 전자현미경을 이용한 미세구조 분석 결과 도금액의 온도가 $65^{\circ}C$ 이하인 시편에서는 미세균열이 심하게 발생하였고 그 균열을 통해서 물질이 확산하고 상호반응을 한다는 것이 관찰되었다. $65^{\circ}C$보다 높은 도금액의 온도에서 형성된 크롬막은 균열이 없고 상호반응 방지 효과가 좋은 것이 확인되었다. 특히 전류 파형의 on/off time이 1:1일 때 상호반응 방지 효과가 가장 좋은 것을 확인하였다. 이러한 결과는 크롬 전해도금의 코팅 조건이 상호반응 방지 효과에 매우 중요한 요인으로 작용한다는 것을 말해주고 있다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05a
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• pp.738-744
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• 1998

본 논문에서는 DSNP로 개발된 EBR-II 시뮬레이션 프로그램을 이용하여 SHRT-45실험을 모의해석하고 실험결과와 비교 분석하였다. ULOF 사고시 노심과 계통에서 발생하늘 주요 현상학적인 특성과 이를 모의하기 위한 해석모델에 대하여 논의하였다. 특허 일차원적인 DSNP 코드로써 원자로 풀 내부에서 소듐의 혼합 및 성층화 현상과 같은 다차원적인 거동을 모의하는 방법을 검토하였다. 원자로 풀에서의 혼합모델을 적절히 조정함으로써 DSNP 코드는 일반적으로 ULOF 과도거동을 잘 예측하였다. SHRT-45 모의해석 결과, ULOF 발생시 금속핵연료를 사용하는 EBR-II노심의 고유 안전성과 피동 붕괴열 제거능력이 입증되었으며 이는 실험결과와 일치하였다.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2002.08a
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• pp.43-46
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• 2002

The HANARO, multi-purpose research reactor, 30 MWth open-tank-in-pool type, is under 24 MWth of power operation since it reached to the initial critical in February, 1995. Many useful experiments should be safely performed to activate the utilization of the HANARO, but there is a radioactive risk of using the HANARO. To reduce the risk, a test facility, which is not reacted by nuclear fuel, is being developed to simulate similar flow characteristics with the HANARO. This paper describes the computational flow analysis to determine each shape of simulating fuels for simulating the flow similarities of 36 elements hexagonal fuels assembly and 18 elements circulating fuels assembly loaded in HANARO. The shares of orifices were determined by the trial and error method and the structural integrities of them were verified by the finite element method assuming that the flow rate and pressure differences of reactor core are constant. The analysis results will be verified with the results of the flow test to be performed after the installation of this test facility.

• Analytical Science and Technology
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• v.13 no.3
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• pp.291-296
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• 2000

The SIMFUEL which composition is similar to PWR nuclear spent fuels was dissolved with a acid digestion bomb. An analytical conditions of ICP-AES for the direct determination of molybdenum in the uranium matrices without separation process were investigated. Based on the effect of uranium on molybdenum intensity. the most optimum wavelengths of molybdenum were found to be 202.030 and 203.844 nm. However, the method of standard additions is applied to overcome the effects of changing background caused by analyzing the sample solutions containing high concentration of uranium and the standard calibration solutions. The relative error of two methods, direct and indirect measurements with cation exchange resin separation procedures, was less than 5%. Therefore it was possible for this procedure to directly measure molybdenum in uranium matrices without separation. And this method was also applied to the determination of several percent of molybdenum in a U-Mo alloy.

• Analytical Science and Technology
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• v.13 no.4
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• pp.446-452
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• 2000

The simulated nuclear spent fuel (SIMFUEL) containing the platinum group elements which will not be dissolved in a nitric acid was completely dissolved with a acid digestion bomb. The metallic elements separated in the SIMFUEL were measured by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES). Because the peaks of metallic elements were spectrally interfered by uranium spectrum, uranium and metallic elements were separated by cation exchange resin for Mo, Pd, Rh and Ru and by anion exchange resin for Ba, Ce, La, Nd, Rh, Sr, Y and Zr, respectively. The recovery of Mo, Pd, Rh and Ru after separation by cation exchange chromatography found to be 99-103% and anion exchange separation showed 96.5-107% of recovery except Y with the simulated solution whose concentration was similar to the spent nuclear fuel. The relative standard deviation of this method showed 1.3-6.7% in the SIMFUEL whose concentrations of metallic elements were between several $10^2-10^3$ppm.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.5 no.3
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• pp.379-386
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• 1995

LiOH-$H_{3}$BO_{3}$ 용액중에서의 Zircaloy-4 핵연료 피복관의 부식가속과 억제현상을 조사하고 이러한 부식특성에 미치는 Li 및 B의 영향을 해석하기 위하여, 여러 조건의 LiOH-$H_{3}$BO_{3}$ 용액을 사용하여 35$0^{\circ}C$, 165bar의 고온, 고압 조건에서 Zircaloy-4 피복관의 노외 부식시험을 수행하였다. 원전 수화학 모의조건에 대응되는 용액 중에서의 부식속도의 천이는 물 분위기에서 보다 빨리 발생되고 천이후 물 분위기와 거의 유사한 부식속도를 나타내는 천이적 후의 부식거동을 보였다. 한편 pH의 변화는 부식특성에 큰 영향을 미치지 않았다. 부식가속과 억제 모의실험으로부터, 산화막내로 침투하는 Li의 양이 용액중 Li 농도에 크게 의존하며, Li 농도가 일정하게 정해진 용액의 경우 B 첨가에 관계없이 산화막내에 일정량의 Li이 농축될수 있다는 가정을 제시하였다. 또한 B 첨가에 의한 부식억제가 B 또는 B-(OH) 화합물의 산화막내 Li 침투 억제에 의한 것이 아니라 일들에 의해 산화막내로 산화성 성분의 이동이 억제되는데 기인할 수 있음을 제시하였다. 부식가속 개시점에 대응되는 산화막 두께측정 결과와 용액내 Li 농도간의 관계로부터, 용액중 Li 농도가 높을수록 부식가속이 얇은 산화막 두께에서 시작됨을 알았다. 특히 노내조건에서의 핵연료 피복관의 부식가속이 산화막내 Li 농축에 의해 일어나는 부식특성으로 해석될 수 있음을 보였다.

• Resources Recycling
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• v.11 no.4
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• pp.3-10
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• 2002

The characteristics of dry and wet milled powder prepared by 1 cycle OREOX (oxidation and reduction of oxide fuels) treatment were investigated using the simulated spent fuel pellet. Sintered pellets simulating spent nuclear fuel burned in reactor were fabricated from $UO_2$ powder using as a starting material in fabrication of nuclear fuel. The 1 cycle OREOX-treated powder was prepared by only one path of oxidation md reduction of the simulated pellet. Powder having average particle size of less than 1 $\mu\textrm{m}$ could be easily obtained by dry milling, but not be achieved by wet milling. And, specific surface area of dry milled pow-der was higher than that of wet milled powder. Dry milled powder formed loose agglomerate, while wet milled powder showed the shape of irregular and angular particles. Dry milled powder provided higher green density, resulting in higher sintered density of higher than 95% TD and average grain size of larger than 8 $\mu\textrm{m}$ satisfying the standard specification of sintered pellets.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2004.04a
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• pp.61-62
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• 2004