• Nuclear Engineering and Technology
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• v.27 no.3
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• pp.447-452
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• 1995

경·중수로 연계 핵연료 주기 (Direct Use of Spent PWR Fuel in CANDU : DUPIC ) 기술개발의 핵물질 보장조치(Safeguards)는 경수로 사용후 핵연료를 중수로에 재 활용하기 위한 DUPIC 공정에 대한 최적 보장조치 시스템을 구축하여, 국제 원자력 기구(IAEA) 및 국제 원자력 사회에서 핵 투명성확보 및 신뢰도를 향상시키는 것을 기술개발의 목적으로 하고 있다. DUPIC 공정은 고립된 차폐시설내의 고준위 방사선장 하에서 가동되므로 타 시설에 비해 핵 물질 전용 가능성은 희박하지만, 전 공정이 원격제어 되야 하고, 조업조건이 정복해야 하므로 기존의 보장조치 기술보다 더욱 발전된 계량관리시스템, 측정시스템 및 감시시스템 등을 개발하여야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 각 항목에 대한 요소 분석 및 각 항목별 향후 연구방향에 대해 분석하였다. DUPIC 공정 전반에 대한 핵물질 계량관리를 위해 물질수지구역 (Material Balance Area : MBA) 및 주요측정 지점 (Key Measurement Point : KMP )을 설정하여 각 측정지점별 측정방법 및 재고검증(Inventory Verification) 방법을 분석하였다. 최적 측정시스템을 개발하기 위해 적용 가능한 비파괴분석 방법들을 분석한 결과, 핵분열성 물질 함량을 정량적으로 측정할 수 있는 수동적 중성자 측정법이 가장 적합하다는 결론을 얻었다. 또한, 감시시스템을 개발하기 위해 전용전략의 주요 요소 및 전용경로 등을 분석하였으며, 핵물질 및 시설에 대한 물리적 방호체제를 DUPIC시설에 적용하기 위하여 물리적 방호에 필요한 방호체제 요소를 분석하여 DUPIC 시설을 위한 가상적인 방호체제를 구축하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05c
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• pp.207-212
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• 1996

DUPIC 핵연료 제조를 위해서 PWR 사용후핵연료의 피복관과 소결체를 분리하는 방법이 검토되었다. 약 50 cm의 PWR 사용후핵연료의 길이방향에 일정한 간격으로 구멍을 뚫어 산화하는 방법, 10∼20 m의 길이로 핵연료봉을 절단하여 산화하는 방법, 그리고, 핵연료봉의 길이 방향에서 피복관을 slitting하여 산화하는 방법에 대해 실험을 수행하였다. 실험 결과들로 보아 DUPTC 핵연료 제조 공정에 가장 적합한 방법으로는 핵연료봉 길이방향으로 slitting하여 산화하는 것이 가장 타당한 것으로 판명되었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.482-487
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• 1998

누적되는 사용후핵연료의 안전하고 호율적인 관리는 원자력 발전의 지속적인 성장을 위한 중요한 과제중의 하나로 대두되고 있다. 사용 후 핵연료 차세대관리기술 실증시설은 이러한 사용후핵연료의 효율적인 관리·이용과 관련된 후행핵연료주기 기술을 종합적으로 시험 및 실증하기 위한 파일롯 규모의 핫셀 시험시설로서 2000년대 후반 준공을 목표로 현재 개념설계가 수행되고 있다. 본 시설은 국내 원전에서 방생된 PWR 몇 CANDU 원자로 사용후핵연료 집합체를 수납하여 사용후핵연료의 특성검사, 장기 건식저장 및 처분전처리 시험, 파일롯 규모 DUPIC 연료 제조시험을 포함한 사용후핵연료 차세대 관리기술 실증시험, 그리고 중.고준위 제기물의 고정화 시험 등을 수행할 수 있는 기능을 갖도록 하며, 향후 장기적인 연구개발 수요에 대비하여 다양한 중류의 실증시험이 가능하도록 시설의 유연성을 최대한 고려하여 설계될 예정이다.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2002.04b
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• pp.33-34
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• 2002

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.05b
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• pp.356-361
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• 1997

DUPIC 공정의 핵연료에 대핀 핵물질 보장조치(safeguards)를 이행하여 핵투명성(nuclear transparency)을 검증하기 위한 중성자측정장치를 개발하였다. 본 장치를 사용한 보장조치 원리 및 기술적 사항, 장치 설계 개념 등에 관해서는 본 논문의 전편$^{[1]}$ 에서 기술하였고 여기서는 제작된 측정장계에 대한 성능시험 내용을 중심으로 나타내었다. 즉, 일반시설(cold lab.)내에서 실시한 성능시험 결과로부터 장치의 각 부분별 기능이 정상적으로 작동되고 있음을 확인할 수 있었으며 이것은 현재 후속과정으로 핫셀(hot cell)내에서 사용후핵연료를 이용하여 수행중인 성능시험 결과를 분석하는 기본자료로 활용될 것이다. 본 장치 개발을 통하여 확보한 중성자측정 기술은 앞으로 고준위감마선방출 핵물질을 사용하는 후행핵연료주기 시설에 대한 핵물질 통제 및 계량관리에 필요한 보장조치 기술로 활용될 수있을 것으로 기대된다..

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.13 no.4
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• pp.243-251
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• 2015

Nuclear power is currently the second largest power supply method in Korea and the number of nuclear power plants are planned to be increased as well. However, clear management policy for spent fuels generated from nuclear power plants has not yet been established. The back-end fuel cycle, associated with nuclear material flow after nuclear reactors is a collection of technologies designed for the spent fuel management and the spent fuel management policy is closely related with the selection of a nuclear fuel cycle. Cost is an important consideration in selection of a nuclear fuel cycle and should be determined by adding external cost to private cost. Unlike the private cost, which is a direct cost, studies on the external cost are focused on nuclear reactors and not at the nuclear fuel cycle. In this research, external cost indicators applicable to nuclear fuel cycle were derived and quantified. OT (once through), DUPIC (Direct Use of PWR SF in CANDU), PWR-MOX (PWR PUREX reprocessing), and Pyro-SFR (SFR recycling with pyroprocessing) were selected as nuclear fuel cycles which could be considered for estimating external cost in Korea. Energy supply security cost, accident risk cost, and acceptance cost were defined as external cost according to precedent and estimated after analyzing approaches which have been adopted for estimating external costs on nuclear power generation.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.06a
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• pp.1154-1157
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• 2003

The spent fuel slitting device is an equipment developed for the separation of the pellet and hull from the cutting fuel rod with length of 250 mm, and in order to feed UO$_2$ pellet. We have analyzed on the existing technologies for designing and producing of the slitting device in the first year(2001), based on these results, designed and produced the rod slitting device. It has effectively separated the pellet from the hull, but demanded the supplement separation work because of the mixing with pellet and hull in the vessel, and required the condition for the reducing time of the process. In the second year(2002), we have reduced the work time, performed the test and capacity evaluation with the improving device, based these results, and ensured the data demanded for designing of the spent fuel rod slitting device. We have compared with the DUPIC(Direct use of spent PWR fuel in CAND reactors) process, and developed the device for the purpose of reducing over 40 % in comparition with the DUPIC operation time(5 minutes). Based on these results, it will is effectively applied to available data for designing and producing of the hot test facility.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05a
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• pp.718-722
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• 1995

공기중에서 천이점 이후까지 산화된 지르칼로이 시편에 LiF, NaF, KF, NnCl, 그리고 LiOH 등을 흡착시켜 산화실험을 수행하였다. NaF, KF, NaCl을 흡착시킨 시편의 산화가 두드러지게 많이 됨을 확인할 수 있었다. LiF, LiOH를 흡착한 시편은 흡착하지 않은 시편과 큰 차이를 보이지 않고 산화가 진행되었다. 이는 Li의 전분이 초기에 산화막을 형성한 fresh 시편과는 달리 충분히 산화가 진행되어서 초기산화막의 존재가 없는 상태에서 흡착되었기 때문에 흡착의 효과가 거의 없는 것으로 나타났다고 사료된다. 이러한 결과를 이용하여 사용 후 핵연료의 보관시 안전성의 문제, 그리고 DUPIC 핵연료의 제작시에 이용될 수 있는 반복적 산화 환원의 방식에 적용될 수 있다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05b
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• pp.781-786
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• 1995

석탄화력발전소 산업부산물인 Fly ash를 이용한 고준위방사성폐기물의 붕규산 유리고화 가능성을 분석하였다. Fly ash SiO$_2$, NaNO$_3$, B$_2$O$_3$에 DUPIC 핵연료 제조공정으로부터 발생되는 모의 scrap waste를 20 wt% 혼합하여, l15$0^{\circ}C$ 에서 3시간 용융시켜 붕규산유리화시켰다. 또한 붕규산유리고화체의 침출성을 평가하기 위하여 2일동안의 soxhlet 침출실험결과 양호한 내침출성을 보였다. 또한 고체폐기물의 안정화물질로 fly ash를 사용할 경우 fly ash 함량을 57%까지 첨가하여도 붕규산유리고화체의 제조가 가능함을 확인하였으며, fly ash의 첨가로 인한 유리화원료 재료비를 30% 까지는 절감시킬 수 있을 것으로 예상된다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.5 no.1
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• pp.53-64
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• 2007

The dynamic release behavior of Cs from high burn-up spent PWR fuel was experimentally performed under the conditions of a thermal treatment process such as voloxidation and sintering conditions. In voloxidation process, influence of the oxidation and reduction atmosphere on the Cs release characteristic using fragment type of spent fuel heated up to $1,500^{\circ}C$ was compared. In sintering process, temperature history effect on Cs release behavior was evaluated using green pellet under 4% $H_2/Ar$ environment. Temperature range for complete Cs release from spent fuel fragment under voloxidation condition was about $800^{\circ}C{\sim}1,200^{\circ}C$, but that of green pellet under the reduction atmosphere was $1,100^{\circ}C{\sim}1,400^{\circ}C$. Key parameters on Cs release behavior from spent fuel was powder formation as well as the diffusion rate of Cs compound to grain boundary and fuel surface.