The purposes of this study are to understand the severe accident phenomena, to establish the simulation method for the experimental test, and to assess the current models in MELCOR for future improvement. This paper presents the results of the PHEBUS FPT1 post test analysis using MELCOR computer code, version 1.8.4. The entire PHEBUS facility has been modeled; the core, the primary circuit including the steam generator, and the containment vessel. Both the thermal hydraulic and the fission product behavior have been investigated. The code simulation results of the thermal hydraulic behavior show good agreement with the experimental data, The fission product release and transport are calculated using the CORSOR models in MELCOR code and the results will be compared with the experiment when the experimental data are available.
원자력발전소는 냉각재상실사고(LOCA)와 같은 과도상태시 pH 조절을 통해 격납건물의 핵분열생성물(요오드) 제거 능력을 유지한다. 이와 더불어 격납건물 내부의 스테인레스강 기기들의 응력부식균열(Stress Corrosion Cracking)을 방지하고 알루미늄 또는 아연 부식에 의한 수소생성을 최소화할 수 있기 때문에 살수 및 집수조냉각수의 화학조건(pH) 조절능력이 요구된다. 현재 원전은 LOCA시 능동형 살수첨가제인 NaOH를 사용하여 격납건물 살수 및 집수조냉각수의 pH를 조절하도록 설계되어있다. 본 논문에서는 LOCA시 집수조냉각수의 pH를 분석하고, 살수화학조건 pH 관련 최신규제요건인 표준심사지침(SRP) 6.5.2에 따라 핵분열생성물제거상수 및 제염계수를 계산하였다. 분석결과, 격납건물집수조 pH는 8.09~9.67로서 설계기준을 만족한다. 그리고 격납건물살수계통에 의한 핵분열생성물 제거상수 및 제염계수는 원전 내환경기기검증을 위한 방사선환경 평가의 입력으로 제공된다.
고연소에서도 연소 과정을 정확히 계산할 수 있는 연구로용 핵분열 생성물 연소체인 모델을 개발하였다. 이 모델은 상세히 취급된 63개 핵분열 생성물 핵종과 핵분열성 물질에 무관한 하나의 가상 원소로 구성되어 있다. 본 논문에서는 가상 원소의 유효 단면적과 악티나이드 핵종별 핵분열 생성율이 평가되었다. 이 모델은 저농축 우라늄을 핵연료로 하는 연구로의 고연소 해석에서 좋은 결과를 보이고 있다.
Kim, Tae-Woon;Rhee, Bo-Wook;Song, Jin-Ho;Kim, Sung-Il;Ha, Kwang-Soon
Journal of Radiation Protection and Research
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제42권2호
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pp.114-129
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2017
Background: The purpose of this paper is to confirm the event timings and the magnitude of fission product aerosol release from the Fukushima accident. Over a few hundreds of technical papers have been published on the environmental impact of Fukushima Daiichi accident since the accident occurred on March 11, 2011. However, most of the research used reverse or inverse method based on the monitoring of activities in the remote places and only few papers attempted to estimate the release of fission products from individual reactor core or from individual spent fuel pool. Severe accident analysis code can be used to estimate the radioactive release from which reactor core and from which radionuclide the peaks in monitoring points can be generated. Materials and Methods: The basic material used for this study are the initial core inventory obtained from the report JAEA-Data/Code 2012-018 and the given accident scenarios provided by Japanese Government or Tokyo Electric Power Company (TEPCO) in official reports. In this research a forward method using severe accident progression code is used as it might be useful for justifying the results of reverse or inverse method or vice versa. Results and Discussion: The release timing and amounts to the environment are estimated for volatile radioactive fission products such as noble gases, cesium, iodine, and tellurium up to 184 hours (about 7.7 days) after earthquake occurs. The in-plant fission product behaviors and release characteristics to environment are estimated using the severe accident progression analysis code, MELCOR, for Fukushima Daiichi accident. These results are compared with other research results which are summarized in UNSCEAR 2013 Report and other technical papers. Also it may provide the physically based arguments for justifying or suspecting the rationale for the scenarios provided in open literature. Conclusion: The estimated results by MELCOR code simulation of this study indicate that the release amount of volatile fission products to environment from Units 1, 2, and 3 cores is well within the range estimated by the reverse or inverse method, which are summarized in UNSCEAR 2013 report. But this does not necessarily mean that these two approaches are consistent.
Given the evolution of High-Temperature Gas-cooled Reactor(HTGR) designs, the source terms for licensing must be developed. There are three potential source terms: fission products, actinides in the fuel and tritium in the coolant. It is necessary to provide first an inventory of the source terms under normal operations. An analysis of source terms has yet to be performed for HTGRs. The previous code, which can estimate the inventory of the source terms for LWRs, cannot be used for HTGRs because the general data of a typical neutron cross-section and flux has not been developed. Thus, this paper uses a combination of the MCNP, ORIGEN, and MONTETEBURNS codes for an estimation of the source terms. A method in which the HTR-10 core is constructed using the unit lattice of a body-centered cubic is developed for core modeling. Based on this modeling method by MCNP, the generation of fission products, actinides and tritium with an increase in the burnup ratio is simulated. The model developed by MCNP appears feasible through a comparison with models developed in previous studies. Continuous fuel management is divided into five periods for the feeding and discharging of fuel pebbles. This discrete fuel management scheme is employed using the MONTEBURNS code. Finally, the work is investigated for 22 isotope fission products of nuclides, 22 actinides in the core, and tritium in the coolant. The activities are mainly distributed within the range of $10^{15}{\sim}10^{17}$ Bq in the equilibrium core of HTR-10. The results appear to be highly probable, and they would be informative when the spent fuel of HTGRs is taken into account. The tritium inventory in the primary coolant is also taken into account without a helium purification system. This article can lay a foundation for future work on analyses of source terms as a platform for safety assessment in HTGRs.
The propagation of radiation source uncertainties in spent nuclear fuel (SNF) cask shielding calculations is presented in this paper. The uncertainty propagation employs the depletion and source term outputs of the deterministic code STREAM as input to the transport simulation of the Monte Carlo (MC) codes MCS and MCNP6. The uncertainties of dose rate coming from two sources: nuclear data and modeling parameters, are quantified. The nuclear data uncertainties are obtained from the stochastic sampling of the cross-section covariance and perturbed fission product yields. Uncertainties induced by perturbed modeling parameters consider the design parameters and operating conditions. Uncertainties coming from the two sources result in perturbed depleted nuclide inventories and radiation source terms which are then propagated to the dose rate on the cask surface. The uncertainty analysis results show that the neutron and secondary photon dose have uncertainties which are dominated by the cross section and modeling parameters, while the fission yields have relatively insignificant effect. Besides, the primary photon dose is mostly influenced by the fission yield and modeling parameters, while the cross-section data have a relatively negligible effect. Moreover, the neutron, secondary photon, and primary photon dose can have uncertainties up to about 13%, 14%, and 6%, respectively.
When a damage occurs in the nuclear fuel burning in the reactor, fission products that should be in the nuclear fuel rod are released into the reactor coolant. In this case, sipping test, a series of non-destructive inspection methods, are used to find leakage in nuclear fuel assemblies during the power plant overhaul period. In addition, the sipping test is also used to check the integrity of the spent fuel for moving to an intermediate dry storage, which is carried out as the first step of nuclear decommissioning, . In this paper, the principle and characteristics of the sipping test are described. The structure of the sipping inspection equipment is largely divided into a suction device that collects fissile material emitted from a damaged assembly and an analysis device that analyzes their nuclides. In order to make good use of the sipping technology, the radioactive level behavior of the primary system coolant and major damage mechanisms in the event of nuclear fuel damage are also introduced. This will be a reference for selecting an appropriate sipping method when dismantling a nuclear power plant in the future.
Fission product release (FPR) assessment for 100% reactor outlet header (ROH) break in CANDU reactor loaded with CANFLEX-NU fuel bundles has been performed. The predicted results are compared with those for the reactor loaded with standard 37-element bundles. The fuel failure thresholds for the CANFLEX and standard bundle elements are very similar. All the sheaths at the corresponding fuel failure thresholds for the CANFLEX and standard bundles fail due to the significant cracks in the surface oxide, except those for the CANFLEX inner element at burnups of 220 to 240 MW.h/kg(U), which fail due to the excessive diametral strain. The fuel failure analysis predicts that the number of failed fuel elements for the CANFLEX bundle case is none, while that for the standard bundle case is 1827. The total (gap plus bound) I-131 releases for the CANFLEX and standard bundles are none and 5889 TBq, respectively The significant reduction of the number of failed fuel elements and FPR for the CABFKEX fuel bundle is attributed to the lower linear power of the CANFLEX fuel bundle compared with the standard fuel bundle.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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