• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.256-261
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• 1997

국내 원전의 사용후핵연료를 경제적으로 수송할 수 있는 대형 수송용기의 국내개발을 위하여 10년의 냉각기간을 갖는 28다발의 PWR 사용후핵연료를 수송할 수 있도록 기본 설계기준을 설정하였다. 이 대형 수송용기에 대하여 개념설계로부터 결정된 차폐두께와 칫수를 기준으로 기본구조를 결정하고 정상수송조건 및 가상사고 조건에 대한 구조해석을 수행하였다. 대형 수송용기는 내부에 많은 양의 PWR 사용후핵연료를 담고 있으므로 이들 핵연료의 중량은 구조설계에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구의 목적은 28다발의 PWR 핵연료를 담은 대형 수송용기가 9m 높이에서 자유낙하하여 충돌사고를 일으켰을 때의 안전성을 파악하기 위한 것이다. 수송용기가 충돌시 충격면에 발생하는 충격력으로 인한 충격완충체의 변형과 충격흡수, 수송용기에 발생하는 응력, 가속도, 충돌력 등의 동적거동을 파악하여 안전성을 입증하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.268-273
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• 1997

사용후핵연료는 장기간 강한 방사선과 붕괴열이 방출된다. 따라서 사용후핵연료를 안전하게 운반하기 위하여 수송용기는 방사선차폐의 건전성, 격납경계의 유지 및 내부 붕괴열의 적절한 제거 등의 설계기준을 만족하도록 설계되어야 한다. 본 연구에서는 28개의 PWR 사용후핵연료집합체를 운반할 수 있는 KSC-28 수송용기의 적절한 열전달 특성을 갖는 copper 냉각핀 및 aluminum 전열판을 설정하였다. 또한, 정상수송조건 및 화재사고조건에 대한 열전달해석을 수행하여 수송용기의 열적 건전성을 평가하였고 여기에서 얻어진 온도를 열하중으로 고려하여 열응력해석을 수행함으로써 수송용기의 온도변화에 따른 구조적 건전성을 평가하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
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• pp.885-890
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• 1995

사용후핵연료 수송용기는 충돌사고에 대한 구조적 건전성을 입증하기 위하여 9 m 자유낙하조건에 대하여 수송용기의 충돌거동을 평가해야 한다. 본 연구의 목적은 수송용기가 9 m 높이에서 충돌면과 경사각을 갖고 충돌할 때의 동적거동을 파악하기 위한 것이다. 수송용기가 충돌과 함께 회전하며 연속충돌을 일으키는 45$^{\circ}$ 이하의 작은 경사각을 갖고 충돌할 매 수송용기에 발생하는 응력, 가속도, 충돌력 등을 분석하여 동적거동을 파악하였다. 또한, 수송용기의 경사각도를 변화시키며, 경사각도의 변화가 수송용기의 동적 거동에 미치는 영향을 파악하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.345-345
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• 2004

사용후핵연료 수송용기는 원자력발전소의 운영에 있어서 매우 중요한 구성요소의 하나로서 역할을 해왔으며, 근래에 들어서는 발전소 부지 또는 저장시설에서의 저장용기로 함께 사용되면서 그 숫자가 급속히 증가하고 있다. 아직 엄청난 양의 사용후핵연료가 발전소 내의 사용후핵연료 저장조와 같은 수조에 저장되어 있지만, 최근에는 사용후핵연료의 단기 또는 장기 저장을 위한 효과적인 수단으로 수송용기를 이용한 저장을 채택하는 국가가 계속 증가하고 있다. 사용후핵연료 수송용기의 운전 및 유지보수에 대한 오랜 기간의 경험에서 얻은 기술적 노하우는 저장용기의 운전 및 유지보수에도 잘 활용될 수 있을 것이다. 수송저장 겸용용기 및 다목적용 용기의 증가는 이러한 겸용용기의 운전 및 유지보수에 대한 국제적 표준화를 요구하고 있다. 이에 대한 노력의 일환으로 국제원자력기구에서는 이들 겸용 용기에 대한 설계요구사항들을 지침의 형태로 마련하고 있다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(1)
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• pp.339-343
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• 1995

PWR 사용후핵연료 집합체를 운반할 수 있는 수송용기를 개발하기 위하여 단면이 수송용기의 실제 크기인 slice 모델을 사용하여 법규에서 규정하고 있는 정상조건인 주변온도 38$^{\circ}C$에서 냉각 매체로 nitrogen 과 helium 인 경우에 대하여 열시험을 수행하여 수송용기의 열전달 특성 및 핵연료봉의 건전성을 평가하였다. 열시험결과 내부핵연봉의 최대 은도는 각각 448$^{\circ}C$ 와 416$^{\circ}C$로 측정되었다. 이 값들은 핵연료봉의 건전성 유지에 필요한 허용치 이내 만족하는 것으로 수송 용기의 열전달성능이 우수함을 입증하는 것이다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.447-452
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• 1996

본 연구에서는 7개의 PWR 사용후핵연료집합체를 운반할 수 있는 KSC-7 수송용기의 건식수송조건에 대한 열적 건전성을 평가하였다. 수송용기 축소모델을 제작하여 열시험을 수행하였고 또한, 시험조건과 동일한 조건으로 열전달해석을 수행하여 두가지 결과를 비교 분석함으로써 시험 및 해석결과에 대한 신뢰성을 검증하였다. 신뢰성이 검증된 해석방법을 이용하여 수송용기 본체 및 핵연료집합체에 대한 열전달해석을 수행함으로써 방사선차폐체 및 핵연료봉에 대한 열적 건전성을 입증하였다. 또한, 수송용기의 온도상승에 따른 구조적 건전성을 평가하기 위한 열응력해석을 수행하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권1호
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• pp.51-58
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• 2006

고리 원전 사용후핵연료 저장조의 저장용량을 확보하기 위하여 2002년부터 사용후핵연료 운반용기를 이용하여 400다발 이상의 PWR 사용후핵연료 집합체를 원전부지 내에 수송, 저장하였다. 이를 위하여 KN-12 운반용기, 관련장비 및 수송차량으로 구성되는 수송시스템을 구성하였다. KN-12 운반용기는 국내 원자력법 및 IAEA의 수송규정에 따라 설계, 제작되고, 정부로부터 인허가를 획득하였으며, 취급장비 역시 관련규정에 따라 구비하였다. 수송 저장작업은 2 대의 운반용기를 동시에 투입하여 수행하였으며, 모든 작업공정에 대하여 엄격한 품질관리 및 방사선 안전관리를 수행하여 수송 안전성을 확보하고 신뢰도를 제고하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2006년도 학술논문요약집
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• pp.87-88
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• 2006

사용후 핵연료용 수송용기의 설계 안전평가에서는 이제까지 용기에 수납되는 연료는 미조사, 즉 신연료라 가정해서 보수적으로 임계안전설계를 수행하여 왔다. 이것은 연소에 따른 연료내의 핵연료 물질의 감손 및 생성의 의한 반응도의 변동을 계산 평가하는 것이나 또는 연소로 인해 생성되는 중성자 흡수 핵종의 조성 및 함유량 등을 정확히 계산 평가하는 것이 복잡해서 곤란했던 것으로 그 요인을 들 수 있다. 사용 후 핵연료를 신 연료로 가정하는 등의 불합리성을 해소하고, 안전성을 잃지 않고 사용 후 핵연료 운반용기 들의 경제성을 추구하는 기운이 높아지고, 관련 연구가 적극적으로 진척되게 되었다. 그 결과 연소에 따른 연료내의 핵연료 물질의 감손 생성과 핵분열 생성물 등에 의한 반응도의 저하, 즉 중성자 실효 증배율의 저하를 고려한 것을 사용 후 핵연료용 캐스크 설계 안전평가에 취할 수 있게 되었다. 연소도 크레디트를 채용함으로서 사용후 핵연료내의 핵연료물질량은 실제로 존재하는 양을 사용하는 것이 되므로 초기 농축도가 높은 고연소도 연료에서 그 효과가 보다 크게 될 것이다. 이것은 연소도 크레디트 채용에 따라 연료 바스켓의 중성자흡수제 사용량 감소가 가능해져 사용 캐스크의 수를 줄일 수 있어 경제성 향상이 기대되고 아울러 그이 취급 횟수 및 수송횟수가 감소됨에 따라 안전성의 향상도 기대된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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• pp.289-294
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• 1996

핵연료를 고밀도로 저장하고 수송하기 위한 핵연료저장대 및 수송용기등에 중성자흡수재로 사용되는 Borated Stainless Steel (BSS)의 기계적 특성에 대해 검토하였다. BSS는 사용후연료의 저장 및 수송시 중성자흡수재로서 뿐만 아니라 구조재로 사용되기 때문에 구조물의 건전성측면에서 기계적 특성은 중요하다. 본 논문에서는 BSS의 기계적 특성 중에서 붕소농도 증가 및 중성자 조사전후 재료의 인장강도 및 항복강도, 충격에너지 및 경도 등에 대해 검토하였다. BSS는 원자력 부품용 지지구조물의 구조재로서 ASME 코드화되는 경우 핵연료 저장 및 수송용기등에 널리 활용될 것으로 판단된다. 검토된 자료는 BSS를 사용하는 핵연료 저장대의 구조설계에 활용될 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제15권4호
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• pp.248-255
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• 1983

하나의 PWR 핵연료 집합체를 수송할 수 있는 사용후 핵연료 수송용기에 대한 열해석을 수행하였다. 정상 및 화재사고 조건하에서 수송용기에 대한 온도분포는 10CFR Part 71에서 제시한 조건에 맞도록 계산하였다. 붕괴열은 연소도가 45,000 MWD/MTU이고 사용후 핵연료 저장실에서 300일 냉각기간을 가질 KNU 5&6 핵연료 집합체를 고려하였다. 계산결과 화재사고시 dry cavity조건하에서 핵연료 피복관의 최대온도가 455$^{\circ}C$로 계산되었으며, 이 간은 10CFR Part 50.46에 규정된 최대 피복관 제한치 보다 훨씬 낮게 나타났다. 이것은 수송용기의 운반중에 화재사고 조건하에서도 핵연료 피복관의 파손이 일어나지 않는 것으로 설명된다. 그리고 중요 차폐체인 납의 용융도 일어나지 않았다.