• 방사성폐기물학회지
• /
• 제6권2호
• /
• pp.119-128
• /
• 2008

본 연구에서는 사용후핵연료 회수성과 처분밀도를 향상시킨 새로운 CANDU 사용후핵 연료처분시스템의 열해석을 수행하였다. 제안된 CANDU 사용후핵연료 처분방식 에서는 사용후핵연료의 회수성을 향상시키기 위해 일정 기간 동안 터널에 자연대류를 이용하여 저장하며, 처분밀도 향상을 위해 개선된 CAHDU 사용후핵연료 처분용기를 이용하고 있다. 제안된 CANDU 사용후핵연료 처분방식의 열적 안전성을 검토하고자 ANSYS 10.0 CFX 코드를 사용하여 시스템 전체의 정상상태 열 해석을 2단계로 나누어 수행하였다. 1단계에서는 터널간격이 처분터널 내부 온도에 미치는 영향을 분석하기 위해 터널 간격에 따른 처분터널 내벽온도 변화를 계산하였다. 계산 결과 99%의 붕괴열이 대류에 의해 냉각되는 것을 확인하였고, 이로 인해 터널 간격은 처분터널 내부 온도에 거의 영향을 주지 않았다. 2단계 계산에서는 터널간격 60 m에서 환기 설비를 고려한 처분터널의 내벽온도를 계산하였고, 이 결과는 처분터널 내부 처분용기의 표면온도를 구하기 위해 사용되었다. 계산결과, 처분용기의 표면온도는 최대 $119^{\circ}C$, 평균 $79.9^{\circ}C$로 계산되었다. 처분용기 최대온도에 따른 처분용기 내부 바스켓 피복재 최대온도는 $140.9^{\circ}C$로 계산하였으며, 이는 피복재 열적 특성을 고려하였을 때 충분한 열적 안전성을 가지고 있다고 판단되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제55권2호
• /
• pp.690-695
• /
• 2023

Recommendations are given to improve the efficiency of radiation protection of transport casks for SNF transportation. The attenuation of ${\gamma}$-quanta of long-lived isotopes ¹³⁴Cs, ^137mBa(¹³⁷Cs), ¹⁵⁴Eu and ⁶⁰Co by optimizing the thicknesses and arrangement of layers of Fe and Pb radiation shields of transport casks is studied. The fixed radiation shielding mass (fixed mass thickness) is chosen as the main optimization criterion. The effect of the placement order of Fe and Pb layers in a combined two-layer radiation shield with an equivalent thickness of 30 cm is studied in detail. It is shown that with the same mass thicknesses of the Fe and Pb layers, the placement of Fe in the first layer, and Pb - in the second one provides more than twofold attenuation of ${\gamma}$-quanta compared to the reverse placement: Pb - in the first layer, Fe - in the second. The increase in the efficiency of attenuation of ${\gamma}$-quanta for TC with combined shielding of Fe and Pb is shown to be achieved by designing the first layer of radiation shielding around the canister with SNF from Fe of the maximum possible thickness.

• 한국압력기기공학회 논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.102-108
• /
• 2023

A Chloride-induced stress corrosion cracking (CISCC) of austenite stainless steel in dry cask storage system (DCSS) can occur with extending service time than originally designed. Cold spray coating (CSC) not only form a very dense microstructure that can protect from corrosive environments, but also can generate compressive stress on the surface. This characteristic of CSC process is very helpful to increase the resistance for CISCC. CSC with several powders, such as 304L, 316L and Ni can be optimized to form very dense coating layer. In addition, the impact energy generated as the CSC powder collides with the surface of base metal at a speed of Mach 2 or more can remove the residual tensile stress of welding area and serve the compress stress. CSC layers include no oxidation and no contamination with under 0.2% porosity, which is enough to protect from the penetration of corrosive chloride. Therefore, the CSC coating layer can be accompanied by a function that can be disconnected from the corrosive environment and an effect of improving the residual stress that causes CISCC, so the canister's CISCC resistance can be increased.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.343-356
• /
• 2016

한국원자력환경공단에서는 국내 경수로 원전에서 발생한 사용후핵연료를 건식으로 저장하기 위하여 안전성을 최우선으로 국내/외 기술기준을 준수하여 금속겸용용기를 개발하였다. 이러한 금속용기는 50년 동안 주요 안전성요소(구조, 열제거, 격납, 임계방지, 방사선차폐 등)에 대한 건전성을 유지하고, 운영기간 중 유지보수 과정에 폐기물의 발생을 최소화 하고 이를 안전하게 관리할 수 있도록 설계하였다. 본 논문은 설계수명이 종료된 금속용기 본체 및 내/외부 구조물에 대한 방사화 평가를 통해 정량적인 방사능 재고량에 대한 정보를 제공한다. 본 논문에서는 금속용기 본체 및 구성품의 방사화 방사능 재고량은 MCNP5 ORIGEN-2 평가체계를 이용하여 계산하였으며, 각 구성품의 화학조성, 중성자속 분포, 반응률 및 저장기간 동안 중성자조사 기간을 반영하여 평가하였다. 평가결과, 설계수명 이후 10년 경과시 모든 금속재질에서 $^{60}Co$의 방사능이 기타 핵종들에 비하여 가장 큰 방사능을 띄는 것으로 나타났으며, 중성자차폐체인 수지에서는 수명직후 $^{28}Al$ 및 $^{24}Na$등의 고에너지 감마선을 방출하는 핵종은 반감기가 짧아 0.5년 이후에는 무시할 수 있는 수준으로 나타났다. 또한, 사용후핵연료 제거후 캐니스터 및 금속용기 본체에 대한 표면 선량률 평가결과, 상당히 낮은 값을 나타내어, 해체 시 작업자가 받는 피폭선량은 무시할 수 있는 수준으로 평가되었다. 본 평가방법은 사용후핵연료 금속겸용용기 해체 시 계획의 수립 및 해체작업 종사자의 피폭선량 예측, 방사성폐기물의 관리/재활용 등의 기본자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.