In this paper, we select important fission products for the estimation of the source term during a severe accident of a PWR. The selection is based on the numerical results obtained from depletion calculations for the typical PWR fuel via the in-house code named DEGETION (Depletion, Generation, and Transmutation of Isotopes on Nuclear Application), release fractions of the fission products derived from NUREG-1465, and effective dose conversion coefficients from ICRP 119. Then, for the selected fission products, we obtain the adjoint solutions of the Bateman equations for radioactive decay in order to determine the importance of precursors producing the aforementioned fission products via radioactive decay, which would provide insights into the assumption used in MACCS 2 for a level 3 PSA analysis in which up to six precursors are considered in the calculations of radioactive decays for the fission product after release from the reactor.
Changqi Liu;Kai Tao;Liming Huang;Dejun E;Xiaohou Bai;Zhanwen Ma
Nuclear Engineering and Technology
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제56권5호
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pp.1895-1901
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2024
The fission model, G4ParaFissionModel, was enhanced in this study, mainly focusing on refining the energy dependence of the peak-to-valley ratio in the mass distribution and the energy dependence of the average total kinetic energy (TKE). The enhanced model was employed to investigate the characteristics of fission products from 235U(n, f) reaction. The calculated results, including fission yield, TKE distribution, prompt fission neutron and gamma spectra, were compared with both evaluated and experimental data. The comparison shows that these physical observables related nuclear data, which are of importance for developments of the nuclear power and physics, can be reasonably well reproduced.
During normal operation, some parts of the fission product in the defective fuel rods can release into the primary loops in PWR and the escape rate coefficients are widely used to assess quantitatively the release behaviors of fission products in the industry. The escape rate coefficients have been standardized and have been validated by some drilling experiments before the 1970s. In the paper, the model to determine the escape rate coefficients of fission products has been established and the typical escape rate coefficients of noble gas and iodine have been deduced based on the measured radiochemical data in one operating PWR. The result shows that the apparent escape rate coefficients vary with the release-to-birth and decay constants for different fission products of the same element. In addition, it is found that the escape rate coefficients from the defective rod with large defects are much higher than the standard escape rate coefficients, i.e., averagely 4.4 times and 1.8 times for noble gas and iodine respectively. The enhanced release of fission products from the severe secondary hydriding of several defective fuel rods in one cycle may lead to the potential risk of the temporary shutdown of the operating reactors.
Background: Various characteristics such as size distribution, chemical component and radio-activity have been analyzed for radioactive aerosols released from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. Measured results for radioactive aerosols suggest that the potential transport medium for radioactive cesium was non-sea-salt sulfate. This result indicates that cesium isotopes would preferentially attach with sulfate compounds. In the present work the attachment behavior of fission products to aqueous solution aerosols of sodium salts has been studied using a generation system of solution aerosols and spontaneous fission source of $^{248}Cm$. Materials and Methods: Attachment ratios of fission products to the solution aerosols were compared among the aerosols generated by different solutions of sodium salt. Results and Discussion: A significant difference according as a solute of solution aerosols was found in the attachment behavior. Conclusion: The present results suggest the existence of chemical effects in the attachment behavior of fission products to solution aerosols.
In the core of the WWR-K reactor, a long-term irradiation of tristructural isotopic (TRISO)-coated fuel particles (CFPs) with a UO2 kernel was carried out under high-temperature gas-cooled reactor (HTGR)-like operating conditions. The temperature of this TRISO fuel during irradiation varied in the range of 950-1100 ℃. A fission per initial metal atom (FIMA) of uranium burnup of 9.9% was reached. The release of gaseous fission products was measured in-pile. The release-to-birth ratio (R/B) for the fission product isotopes was calculated. Aspects of fuel safety while achieving deep fuel burnup are important and relevant, including maintaining the integrity of the fuel coatings. The main mechanisms of fuel failure are kernel migration, silicon carbide corrosion by palladium, and gas pressure increase inside the CFP. The formation of gaseous fission products and carbon monoxide leads to an increase in the internal pressure in the CFP, which is a dominant failure mechanism of the coatings under this level of burnup. Irradiated fuel compacts were subjected to electric dissociation to isolate the CFPs from the fuel compacts. In addition, nondestructive methods, such as X-ray radiography and gamma spectrometry, were used. The predicted R/B ratio was evaluated using the fission gas release model developed in the high-temperature test reactor (HTTR) project. In the model, both the through-coatings of failed CFPs and as-fabricated uranium contamination were assumed to be sources of the fission gas. The obtained R/B ratio for gaseous fission products allows the finalization and validation of the model for the release of fission products from the CFPs and fuel compacts. The success of the integrity of TRISO fuel irradiated at approximately 9.9% FIMA was demonstrated. A low fuel failure fraction and R/B ratios indicated good performance and reliability of the studied TRISO fuel.
Predicting radioactive fission product (FP) behaviors in the reactor coolant system and the containment of a nuclear power plant (NPP) is one of the major concerns in the field of reactor safety, since the amount of radioactive FP released into the environment during the postulated accident sequences is one of the major regulatory issues. Radioactive FPs circulating in the primary coolant loop and released into the containment are basically in the form of gas or aerosol. In this study, a multi-component and multi-sectional analysis module for aerosol fission products has been developed based on the MAEROS model [1,2], and the aerosol transport model has been developed and verified against an analytic solution. The deposition of aerosol FPs to the surrounding structural surfaces is modeled with recent research achievements. The developed aerosol analysis model has been successfully validated against the STORM SR-11 experimental data [3], which is International Standard Problem No. 40. Future studies include the development of the resuspension, growth, and chemical reaction models of aerosol fission products.
열중성자에 의한 $U^{235}$의 핵분열 시에 가벼운 쪽 핵분열 생성물의 핵전하 분포를 질량수에 따라 계산했다. 1차 핵분열 생성물의 핵전하 분포를 계산해서 실험치와의 비교를 통해, 지금까지 게시된 핵분열 조각의 핵전하 분포를 결정하는 이론의 타당성을 검토한 결과 어느 이론도 핵분열 조각의 핵전하 분포를 정확하게 기술할 수 없는 것이 판명됐다. 핵분열 조각의 최빈전하 ($Z_{P}$)와 불변전하밀도($Z_{UCD}$, UCD : Unchanged Charge Density)와의 차이는 0.45~0.5 사이로 질량수에 따라 크게 변동하지 않음을 보여준다. 핵분열 조각의 핵전하 분포에서 분산도를 나타내는 표준편차 ($\sigma$)는 ~0.5의 값을 갖는 것으로 나타났다. 핵분열 생성물에서 중성자의 Odd-Even 효과가 나타나려면, 즉발중성자 방출확률에도 Odd-Even 효과가 나타나야 한다는 결론을 얻었다.
Kim, Do-Heon;Kim, Jong-Kyung;Park, Hangbok;Roh, Gyu-hong;Inha Jung
한국원자력학회:학술대회논문집
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한국원자력학회 1997년도 추계학술발표회논문집(1)
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pp.70-75
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1997
A CASMO/ORIGEN coupling utility program was developed to predict the composition of all the fission products in spent PWR fuels. The coupling program reads the CASMO output file, modifies the ORIGEN cross section library and reconstructs the ORIGEN input file at each depletion step. In ORIGEN, the burnup equation is solved for actinides and fission products based on the fission reaction rates and depletion flux of CASMO. A sample calculation has been performed using a 14$\times$14 PWR fuel assembly and the results are given in this paper.
특별히 제작한 영동장치를 써서 여과지 전기영동법에 의한 핵분열 생성물의 분리를 하였다. 일반적으로 루비듐, 스트론늄, 지르코늄, 루테늄, 세슘, 세륨, 모리브덴 그리고 몇가지 단수명 핵분열 생성물의 분리는 0.1몰 가성소오다 전해질보다 0.1몰 염산 전해질 경추 더욱 효과적이다. 넵투늄-239에 더하여 특히 요오드 131∼135등이 단시간 중성자 조사한 질산 우라닐 용액의 여과지 전기영동법 분리에서 얻은 요오드 화학종 들에서 관찰되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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