• Nuclear industry
• /
• v.16 no.7 s.161
• /
• pp.7-11
• /
• 1996

원전의 중대사고 가운데 대표적인 경우는 TMI 원전의 사례와 같은 노심용융사고로서, 이에 대한 지금까지의 개념은 높은 온도로 녹아내린 핵연료물질이 원자로 밑바닥에 내려앉아 원자로벽을 뚫고 나감으로써 또 다른 방사능 누출이 되지 않겠느냐는 이론이었다. KAERI의 서균렬 박사팀은 최근 이러한 종래의 이론을 뒤집는 새로운 개념을 개발했는데, 이는 높은 온도의 핵연료 물질과 원자로 용기 사이의 물성 차이로 핵연료 물질과 용기 표면 사이에 좁은 간격이 생겨 이 틈새로 냉각수가 스며들어 원자로를 식힌다는 개념이다. 서박사팀은 이런 현상을 컴퓨터 모델링을 통해 세계 원자력계 최초로 그 이론적인 뒷받침을 제공했다. SONATA-IV로 이름 붙인 이 프로젝트의 내용과 이에 대한 OECD의 다국공동연구 추진 경위, 향후 계획 등을 들어본다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1998.05a
• /
• pp.806-811
• /
• 1998

핵연료 피복관의 산화반응 현상은 중대사고시 원자로와 격납건물의 건전성을 위협하는 중요한 원인중의 하나이다 본 논문에서는 MELCOR에서 사용증인 Urbanic-Heidrich 상관식과 SCDAP/RELAP5/MOD3.1에서 사용중인 MATPRO-EG&G 상관식을 사용하여 산화 반응 모델이 노심손상에 미치는 영향을 울진원전3,4호기를 대상으로 MELCOR의 입력변수의 변화에 따른 민감도를 분석하였다. 분석결과, Urbanic-Heidrich 상관식이 MATPRO-EG&G상관식에 비해 핵연료 용융시작을 약 394초, 원자로 노심 하부에서의 용융물 재배치 (relocation)시작을 약 434초 가량 빨리 초래하여 사고진행에는 큰영향이 없음을 나타내고 있으나 노심하부 파손시점까지 발생한 수소량은 Urbanic-Heidrich 상관식이 MATPRO-EG&G상관식에 비해 약 1.4배정도 더 많이 발생시켜 격납건물 건전성에 대한 영향이 매우 크므로 보다 자세한 모델검토가 요구된다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1997.10a
• /
• pp.747-752
• /
• 1997

고리 3,4호기 및 영광 1,2호기 PSA Ⅰ단계 수행 결과 ATWT에 대한 노심 손상 확률은 다른 사건에 비해 상대적으로 적어 소홀히 취급될 수 있으나 전체적인 노심 손상 확률 저감을 위해 본 연구에서는 ATWT 사건 중 터빈 정지시 원자로 정지불능을 선정하여 HRA를 수행하였다. HRA 수행의 첫째 과정은 위에서 선정한 사건에 대해 시나리오를 가정하고 이를 4개 그룹의 주제어실 운전원들에게 적용하여 모의 제어반을 이용한 훈련을 실시하였으며 운전원 조치 과정중의 행동관찰, 훈련결과, 개별 면담 등을 통해 국내 운전원 특성에 맞는 HRA의 기초자료를 얻었다. 두 번째 과정은 위의 결과 및 절차서에 근거하여 PSF 고려 유무에 따라 실패 확률의 정량적 평가와 불확실성 분석을 수행하여 ATWT에 대한 HRA 수행 자료로 활용 가능하도록 하였으며, 끝으로 ATWT 영향 완화를 위한 대안을 제시함으로서 노심 손상 확률을 감소시키기 위한 기초가 되도록 하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 1998.05a
• /
• pp.221-228
• /
• 1998

2차원 노심핵설계 코드 HELIOS를 이용하여 $^{7}$ LiF-BeF$_2$-ThF$_4$-$^{233}$ UF$_4$ 용융염 핵연료와 흑연(Graphite) 감속재로 구성된 AMBIDEXTER(Advanced Molten-salt Break-even Inherently-safe Dual-mission EXperimental and TEst Reactor) 원자로의 육각주형 로심격자에 대해 핵적 자활성 요건의 설계해석을 수행하였다. AMBIDEXTER 원자로는 액체 핵연료의 유동성을 이용한 온라인 핵연료 정화ㆍ처리ㆍ재생의 연속공정을 도입하여 노내의 잔류 핵분열 생성물질의 포화양을 최소로 유지시키고 중성자 경제성을 극대화하므로 높은 전환율을 얻는 설계이다. 핵연료 내에 잔류하는 핵분열생성물질의 포화농도에 대응하는 연소도를 등가연소도로 정의할 때, 열출력 250MW$_{th}$ AMBIDEXTER 원자로의 등가연소도 374MWD/TeH.E.의 평형 로심 모델에 대해 핵적 자활성을 지배하는 주요 핵설계 인자로서 용융염 핵연료의 $^{233}$ U Mole 분율, 흑연-대-용융염의 체적비, 노심격자 간격 및 출력 밀도의 변화에 따른 임계도 및 전환율을 평가하였다. 그 결과, $^{233}$ U Mole 분율과 혹연-대-용융염 체적비를 좌표축으로 하는 2차원상공간에서 핵적 자활성 요건 상태함수는 각 노심격자간격에 대해 완만한 선형 함수로 표현할 수 있음을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.160-178
• /
• 1983

A method which determines TRIGA Mark-III core power distribution by measuring fuel temperature is developed. The temperature measurement is performed by sweeping the already existing instrumented fuel elements which are loaded as an expedient of safe operation, and the number of fuel positions swept is 16. Experimental results are compared with those from computation using neutron diffusion theory. The maximum and standard deviations are 12 and 5%, respectively. It is confirmed that the estimation of rod power density of measuring fuel temperature is for more convenient than the conventional methods, and that it is proved to be very accurate as well.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.18 no.2
• /
• pp.71-77
• /
• 1986

A one dimensional neutron kinetics program, BIK which is applicable to the safety analyses of PWR's is developed to analyze the reactor core in axial dimension. The BIK employs the finite difference technique in space and $\theta$-time integration method in time. Detailed models for the Doppler and moderator feedbacks and control rod motion are included. The benchmark of the nuclear model is carried out through the ANL benchmark problem and the time dependent nuclear power change in the rod ejection accident of KNU1 is calculated by BIK code. The results indicate that the BIK can predict the neutron dynamics with fair accuracy within the limits of one dimensional analysis and it is useful for the safety analyses of PWR's.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.5 no.4
• /
• pp.291-309
• /
• 1973

Exposure rates due to leakage gamma-rays from operating reactors TRIGA Mark II and III were measured in a horizontal plane by means of scintillation spectrometry using a 3"$\times$3" cylindrical Nal(T1) detector associated with a 400 channel pulse height analyzer under varied conditions of reactor operation. In determining exposure rate due to the leakage gamma-rays at each point of measurement, Moriuchi's spectrum-exposure rate conversion theory was applied instead of using conventional responce matrix method which necessitates very complicated procedures to convert a spectrum into exposure rate. The results show that a basic pattern of "typical" spectrum of the reactor leakage gamma-rays is neither affected by thermal output of the reactor, nor influenced by overall attenuation in radiation intensity. It was indicated that he attenuation of the leakage gamma-rays in air in terms of exposure rate as a whole follows an exponential law, and the total exposure rate due to the leakage gamma-rays at a certain point is nearly proportional to thermal output of the reactor. The complexity in spectrum measured for a movable core reactor, TRIGA Mark III, was analyzed through spectrum resolution, and proper judgement of the leakage gamma-rays in a complex spectrum was discussed.ctrum was discussed.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.8 no.1
• /
• pp.59-66
• /
• 1999

원자력발전의 고유한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 집적폐회로형 AMBIDEXTER 원자력시스템 개념을 제안하였다. 이 복합시스템은 일체형 원자로를 중심으로 열/에너지 변환회로와 방사선/물질 수송회로를 서로 독립적으로 구성하므로 최소 방사선 위험부담 아래서 원자력에너지의 잇점을 극대화하는 설계이다. 특히 방사선/물질 수송회로로부터 분리된 고준위 방사성 폐기물에서 고부가가치 동위원소나 방사선원을 선별적으로 용이하게 추출, 활용할 수 있다. 원자로 계통은 얇고 큰 Hastelloy 합금 원자로용기 내부를 노심, 침니, 열교환기, 다운캄어 및 입구플레넘 콤파트먼트로 분할하여 배관이나 벨브관이 없으므로 기기파손으로 인한 방사성물질의 대량 외부 누출은 불가능하다. Th/233U 용융염핵연료의 핵물리 및 열수력학적 특성을 살려 AMBIDEXTER 노심의 핵적 자활성 설계에 융통성을 부여하는 변성핵연료주기를 도입하면 핵연료자원의 공급 안정화나 핵확산방지의 투명성 제고에 큰 효과가 있다. AMBIDEXTER 설계연구에 관련된 핵심기술들은 일찍이 미국 ORNL에서 시작한 MSR 프로그램을 통해 개발되어 이미 대부분 상용화하고 있기 때문에 현재 추진 중인 250 MWth급 원형로 모듈의 개념개발에서는 주로 시스템 통합에 관한 문제들이 중점적으로 다루어진다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1997.10a
• /
• pp.305-310
• /
• 1997

국내에 신규로 건설되는 원자력발전소(이하 원전)는 부분강 제어봉을 설치하여 축방향의 출력 분포 제어에 별다른 어려움 없이 운전을 하고 있으나, 일부 가압 경수로형 원전의 경우는 부분강 제어봉이 설치되어 있지 않아 원자로 출력 변동시 출력분포 제어에 어려움이 많다. 기존 원전 경우의 제어봉 운전 방식은 원자로 출력의 균일한 제어를 위해 각 제어봉 뱅크를 순서적으로 운전하고 있으며, 각 뱅크간에는 일정한 수(일반적으로 113 Step) 만큼 중첩하여 운전하고 있다. 출력운전중에는 모든 제어봉을 인출하여 균일한 출력분포를 유지하며 축방향의 출력분포 제어를 위해 제어봉을 조절한다. 출력을 변동하면 제어봉이 원자로내에 삽입하게 되는 데, 먼저 D Bank가 삽입되며 D Bank가 113 Step에 도달하면 C Bank가 삽입되기 시작하는 데, D 130에서부터 C Bank가 삽입되어 제어값을 갖는 D 100 Step 까지는 축방향 출력 제어가 되지 않아 출력 편차가 제한값을 벗어나 출력을 급격히 감소해야 하는 등의 어려움이 있다. 본 연구는 제어봉의 중첩을 조절하여 C Bank를 조기에 노심에 삽입시의 영향을 분석하기 위하여 제어봉값이 출력에 미치는 영향을 예측하고, 제어봉 중첩수를 변경시에 노심에 미치게 될 안전성을 검토하였으며, 그 결과 중첩수를 조절할 경우 축방향 출력 분포를 초기부터 양호하게 제어할 것으로 예측된다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.13 no.4
• /
• pp.264-276
• /
• 1981

A simulation procedure which can represent time-dependent nuclear characteristics of TRIGA Mark-III reactor is developed. CITATION, a multi-group diffusion-depletion program, has been utilized as calculational tool. The group structure employed in this study consists of 7 groups: -3-fast and 4-thermal-which is conventionally utilized in TRIGA type reactor analysis. Three-dimensional nuclear characteristics are synthesized by combining results from two-dimensional plane calculation and two-dimensional cylinder calculation, since direct three-dimensional approach is not yet possible. An effort ia made to develope a method which can extract effective zone and group dependent bucklings by neutron diffusion theory rather than conventional zone and/or group independent Ducklings by neutron transport theory, since neutron leakage is quite high for small core such as research reactors. It is turned out that the method developed in this study gives satisfactory results. The calculation is performed under assumptions that all control rods are fully withdrawn, that no samples are inserted in the irradiation holes and that the core is located in the center of the reactor pool. Burnup-dependent variation of core excess reactivity, time dependent change of Xe-135 poisoning and reactivity worth of rotary specimen rack are calculated and compared with operation records. Neutron flux and power distribution as well as neutron spectrum in each irradiation .facility are presented.