• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2012.05a
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• pp.121-122
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• 2012

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2009.06a
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• pp.253-253
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• 2009

전세계적 고유가 및 $CO_2$ 배출로 인한 지구 온난화 문제 동 앞으로의 에너지 개발은 지속가능하며, 환경친화적이어야 한다. 따라서 가장 값싼 에너지원의 하나이며, 또한 환경문제에서도 유리한 원자력 에너지에 대한 세계적인 관심이 지난 약 30년 정도의 침체기간을 거친후 미국, 중국, 인도, 유럽, 아시아 등을 중심으로 다시 부활하고 있다. 그러나 미래 원자력에너지의 활발한 이용 및 지속 가능성을 위해서는 고준위 방사성 폐기물의 처리문제가 반드시 해결되어야 하며, 그 중에서도 사용후핵연료의 관리문제는 원자력 발전소의 계속 운전을 위해 시급히 해결되어야 한다. 한국원자력연구원도 2008년 12월 결정된 정부의 "미래 원자력시스템 개발 Action Plan" 을 통해 이러한 사용후핵연료의 관리문제를 해결하기 위한 연구 과제를 10여년 동안 수행해오고 있으며, 그 중 하나가 파이로(Pyroprocess) 공정개발이다. 1997년부터 관련연구가 착수되어, 2001년부터는 약 6년간에 걸쳐 파이로의 전처리 공정 및 전해환원 공정에 대한 실험실 규모 실증시설인 ACPF(Advanced spent fuel Conditioning Process Facility)를 개발한 바 있다. 또한 향후 파이로 기술의 상용화를 위해 2016년 까지 약 10톤/년 규모의 공학규모 파이로 실증시설(ESPF)을 건설하고 이를 기초로 2025년까지 100톤/년 규모의 파이로 상용시설 (KAPF) 을 건설하여 여기서 나온 우라늄 및 TRU 물질을 이용해 2030년까지 개발 예정인 소듐냉각 고속로에 필요한 핵연료를 제작, 공급하는 계획을 가지고 있다. 이 논문에서는 파이로 시설개발의 가장 중요한 인자중 하나인 시설의 안전성 확보를 위해 외국 및 국내에서의 연구개발 현황을 알아보고 안전성 분석 및 평가방법에 대한 기본 인자들을 도출해 보았다. 또한 파이로 시설의 인허가를 위한 사용후핵연료 처리시설 규제관련 국, 내외의 연구현황도 알아보았다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.6 no.3
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• pp.233-244
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• 2008

A conceptual design study for a pyroprocesing facility, has been carried out in this study, which is available for the recovery of uranium and transuranic elemental group(TRU), that is, reusable as a nuclear fuel especially in a next generation-type reactor. The scale of this facility has been chosen as 20 kg HM/batch, comparatively small engineering size in order to collect scale-up data for the design of a commercial facility as well as to get operational experience. The spent fuel to be handled in this process is as follows : 3.5 % enriched uranium fuel, 35,000MWd/tU and 5-year cooled. The major items considered in the conceptual study are a building lay-out including various hot cells, safety management of the process operation in conjunction with material balance control, radiation safety, inert atmosphere control in shielded hot cells, and criticality control of uranium and TRU products.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.25 no.3
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• pp.26-41
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• 2021

Titanium hydride potassium perchlorate (THPP) has played an important role as initiators of the propulsion system. However, the 'aging' may cause performance degradation and even give rise to a failure in the total system. In this study, various hygrothermal aging conditions were considered and the aging effects on thermodynamic and ignition characteristics of THPP are provided via thermal analysis and ignition measurements. Also, physical-chemical changes were identified by morphological analysis. In conclusion, thermal aging led to E_α decrease-high reactivity due to oxidizer decomposition whereas hygrothermal aging gave rise to an opposite tendency by fuel oxidation.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2016.10a
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• pp.165-166
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• 2016

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.15 no.3
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• pp.191-197
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• 2017

The Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) has developed a safeguards technology for pyroprocessing based on the Safeguards-By-Design (SBD) concept. KAERI took part in a Member-State Support Program (MSSP) to establish a pyroprocessing safeguards approach. A Reference Engineering-scale Pyroprocessing Facility (REPF) concept was designed on which KAERI developed its safeguards system. Recently the REPF is being upgraded to the REPF+, a scaled-up facility. For assessment of the nuclear-material accountancy (NMA) system, KAERI has developed a simulation program named Pyroprocessing Material Flow and MUF Uncertainty Simulation (PYMUS). The PYMUS is currently being upgraded to include a Near-Real-Time Accountancy (NRTA) statistical analysis function. The Advanced Spent Fuel Conditioning Process Safeguards Neutron Counter (ASNC) has been updated as Non-Destructive Assay (NDA) equipment for input-material accountancy, and a Hybrid Induced-fission-based Pu-Accounting Instrument (HIPAI) has been developed for the NMA of uranium/transuranic (U/TRU) ingots. Currently, performance testing of Compton-suppressed Gamma-ray measurement, Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS), and homogenization sampling are underway. These efforts will provide an essential basis for the realization of an advanced nuclear-fuel cycle in the ROK.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.52 no.3
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• pp.279-288
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• 2014

Nuclear energy is expected to meet the growing energy demand while avoiding CO2 emission. However, the problem of accumulating spent fuel from current nuclear power plants which is mainly composed of uranium oxides should be addressed. One of the most practical solutions is to reduce the spent oxide fuel and recycle it. Next-generation fuel cycles demand innovative features such as a reduction of the environmental load, improved safety, efficient recycling of resources, and feasible economics. Pyroprocessing based on molten salt electrolysis is one of the key technologies for reducing the amount of spent nuclear fuel and destroying toxic waste products, such as the long-life fission products. The oxide reduction process based on the electrochemical reduction in a LiCl-$Li_2O$ electrolyte has been developed for the volume reduction of PWR (Pressurized Water Reactor) spent fuels and for providing metal feeds for the electrorefining process. To speed up the electrochemical reduction process, the influences of the feed form for the cathode and the type of anode shroud on the reduction rate were investigated.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• v.21 no.3 s.54
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• pp.219-228
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• 2006

폴리우레탄, 폴리에스테르, 바이페놀, PVC 외 각종 농약 등을 생산하는 울산의 모 화학공장에서, 다양한 종류의 휘발성유기화합물질들(VOCs)이 배출되고 있다. 평균적인 휘발성유기화합물질의 배출 농도는 7283 ppm으로, 톨루엔, 페놀을 포함하여 Trimethyl-pentene, trimethyl-hexene, dimethyl-cyclohexane 등이 검출되었다. Trimethyl-pentene, trimethyl-hexene, dimethyl-cyclohexane등은 인화성이 강하며 화재를 일으킬 위험성이 매우 큰 것으로 알려져 있고, 특히 톨루엔과 페놀의 경우는 호흡이나 피부접촉 등을 통한 인체로의 유입이 있을 경우 유독성을 나타내게 된다. 이러한 VOCs제거를 위하여 겨울철 기간에 파이로트-규모의 바이오필터 적용 실험이 진행되어 졌다. 본 연구의 목적은 바이오필터 운영이 진행되는 가운데 온도, 함수비, 하중, 압력손실 등의 제한요소들이 미디어 내부에서 변화하는 상황에 대한 관찰 및 평가에 있다. 이러한 제한요소들은 바이오필터의 디자인과 오염물질 제거에 심대한 영향을 미치게 된다. 바이오필터는 옥외에 설치되어 총 44일간 운영되어 졌는데, 외부 영하온도의 영향을 최소화하기 위하여, 7cm두께의 파이버-글래스 소재 단열설비가 반응기 외부에 설치되었고 또한 $150^{\circ}C$의 스팀이 바이오필터 반응기와 단열설비 사이에 제공되어 졌다. 바이오필터 반응기 내부에는 23개의 온도 측정 센서와 함수비 센서, 공기샘플포트, 습도계 등이 각기 다른 장소에 설치되어 온도, 함수비 등의 제한요소 영향연구가 진행되었다. 미디어 내부 같은 높이의 서로 반대되는 위치에서 온도차가 13.7도에서 -8.3도까지 차이가 나는 것으로 관찰되었으며, 미디어 높이 위치의 변화에 따라서도 21도에서 2도가지 차이를 나타냈다. 바이오필터 함수비는 실험기간 동안 지속적으로 변화가 발생하였는데, 스팀이 제공되는 동안에는 미디어 함수비가 훨씬 빠른 속도로 증가됨이 관찰되어 졌다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.22 no.1
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• pp.21-29
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• 1997

왕겨 재를 분쇄하여 콘크리트 混和용 재료로 이용하려는 연구의 일환으煙로서, 파이로트 規模의 多目的 왕겨 燒却爐를 設計, 裂作하고 그 性能을 分析하였다. 왕겨 燃燒時의 熱에너지는 回收하여 원예施設의 煖房이나 콘크리트의 高溫 養生水로써 이용하고자 熱交煥裝置를 제작하여 왕겨 燒각爐시스템에 장착하였고, 排煙가스내의 이산화탄소가 시설원예 作物의 光合成에 이용될 수 있는지 排煙가스의 造成을 조사하였다. 분쇄된 왕겨 재의 큰크리트 混和材로서의 적합성은, 燃燒 灰分의 성분 중 $SiO_2$ 의 結晶化 상태를 分析함으로써 判斷하였다. 연구결과를 要約하면 다음과 같다. 1. 왕겨 灰分의$SiO_2$ 結晶化는 燃燒온도 $750^circ C$ 이하에서는 거의 발생하지 않는 것으로 분석되었다. 2. 燒却爐의 작동은 매우 만족스러웠으며 最適 작동조건은 왕겨供給率 15kg/h. 制御온도 $600^{\circ}C$로 分析되었다. 最適 작동조건에서, 왕겨燃燒率은 97%, 熱交換機 效率은 59.5%, 전체 시스템의 熱效率은 57.7%로서 양호하였으며, 灰分의 $SiO_2$ 結晶化도 거의 발생하지 않아 生成된 왕겨 灰分은 훌륭한 큰크리트 混和在로 판단 되었다. 3. 燒却爐내 溫度分布는 대체로 均一하였으며, 排煙가스내의 大氣오염물질 중, 질소酸化物과 황酸化物 함량은 許容기준치보다 매우 낮았으나 일산화탄소 함량은 許容기준값 부근으로 나타나 排煙가스를 직접 원예시설 내에 공급하기 위해서는 약간의 연소실 구조 개선이 필요하다고 판단되었다.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.28 no.2
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• pp.1-14
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• 2019

A full scale hydrodynamic simulation that requires an accurate reproduction of shock-induced detonation was conducted for design of an energetic component system. A detailed hydrodynamic analysis SW was developed to validate the reactive flow model for predicting the shock propagation in a train configuration and to quantify the shock sensitivity of the energetic materials. The pyrotechnic device is composed of four main components, namely a donor unit (HNS+HMX), a bulkhead (STS), an acceptor explosive (RDX), and a propellant (BPN) for gas generation. The pressurized gases generated from the burning propellant were purged into a 10 cc release chamber for study of the inherent oscillatory flow induced by the interferences between shock and rarefaction waves. The pressure fluctuations measured from experiment and calculation were investigated to further validate the peculiar peak at specific characteristic frequency (${\omega}_c=8.3kHz$). In this paper, a step-by-step numerical description of detonation of high explosive components, deflagration of propellant component, and deformation of metal component is given in order to facilitate the proper implementation of the outlined formulation into a shock physics code for a full scale hydrodynamic simulation of the energetic component system.