Feasibility study of burn-up analysis and monitoring using delayed fast neutrons was investigated at Missouri University of Science and Technology Reactor (MSTR). Burnt and fresh fuel elements were used to collect delayed fast neutron data for different power levels. Total reactivity varied depending on the burn-up rate of fuel elements for each core configuration. The regulating rod worth was 2.07E-04 𝚫k/k/in and 1.95E-04 𝚫k/k/in for T121 and T122 core configurations at 11 inch, respectively. Delayed fast neutron spectrum of F1 (burnt) and F16 (fresh) fuel elements were analyzed further, and a strong correlation was observed between delayed fast neutron emission and burn-up. According to the analyzed peaks in burnt and fresh fuels, reactor power dependency was observed and it was determined that delayed neutron provided more reliable results at reactor powers of 50 kW and above.
An understanding of the coarsening process of the large fission gas pores in the high burn-up structure (HBS) of irradiated $UO_2$ fuel is very necessary for analyzing the safety and reliability of fuel rods in a reactor. A numerical model for the description of pore coarsening in the HBS based on the Ostwald ripening mechanism, which has successfully explained the coarsening process of precipitates in solids is developed. In this model, the fission gas atoms are treated as the special precipitates in the irradiated $UO_2$ fuel matrix. The calculated results indicate that the significant pore coarsening and mean pore density decrease in the HBS occur upon surpassing a local burn-up of 100 GWd/tM. The capability of this model is successfully validated against irradiation experiments of $UO_2$ fuel, in which the average pore radius, pore density, and porosity are directly measured as functions of local burn-up. Comparisons with experimental data show that, when the local burn-up exceeds 100 GWd/tM, the calculated results agree well with the measured data.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
/
제32권7호
/
pp.1013-1018
/
2008
For a sequential port fuel injection natural gas engine, its combustion and emission characteristics at low loads are crucial to meet light duty vehicle emission regulations. Fuel injection timing is an important parameter related to the mixture formation in the cylinder. Its effect on the combustion and emission characteristics of a natural gas engine were investigated at 0.2 MPa brake mean effective pressure (BMEP)/2000 rpm and 0.26 MPa BMEP/1500 rpm. The results show that early fuel injection timing is beneficial to the reduction of the coefficient of variation (COV) of indicated mean effective pressure (IMEP) under lean burn conditions and to extending the lean burn limits at the given loads. When relative air/fuel ratio is over 1.3, fuel injection timing has a relatively large effect on engine.out emissions. The levels of NOx emissions are more sensitive to the fuel injection timing at 0.26 MPa BMEP/1500 rpm. An early fuel injection timing under lean burn conditions can be used to control engine out NOx emissions.
The present study investigated the forms and behaviors of fuel during intake and compression process, and the initial flame stability in a lean burn engine modified as a single cylinder engine equipped with quartz windows for visualization. PLIF(Planar Laser Induced Fluorescence) method with KrF Excimer laser was used for measuring the fuel distributions. The principal design concept of the lean burn nin in this study is the axial stratification in the fuel distribution via fuel injection during intake process and different shapes of intake ports; helical and straight. The experiments showed that fuel flowed in as a vapor state in the early part of intake process and lots of this mixture mated down along the intake valve side cylinder wall, but in the latter part, a lot of fuel flowed in as a liquid state and this fuel stayed in the upper part of cylinder, after that the dense fuel cloud moved upward in the early of part compression process. It became clear that the fuel flowed in via straight port had a important role in the axial fuel stratification.
Cechet, A.;Altieri, S.;Barani, T.;Cognini, L.;Lorenzi, S.;Magni, A.;Pizzocri, D.;Luzzi, L.
Nuclear Engineering and Technology
/
제53권6호
/
pp.1893-1908
/
2021
In light of the importance of helium production in influencing the behaviour of fast reactor fuels, in this work we present a burn-up module with the objective to calculate the production of helium in both in-pile and out-of-pile conditions tracking the evolution of 23 alpha-decaying actinides. This burn-up module relies on average microscopic cross-section look-up tables generated via SERPENT high-fidelity calculations and involves the solution of the system of Bateman equations for the selected set of actinide nuclides. The results of the burn-up module are verified in terms of evolution of actinide and helium concentrations by comparing them with the high-fidelity ones from SERPENT, considering two representative test cases of (U,Pu)O2 fuel in fast reactor conditions. In addition, a code-to-code comparison is made with the independent state-of-the-art module TUBRNP (implemented in the TRANSURANUS fuel performance code) for the same test cases. The herein presented burn-up module is available in the SCIANTIX code, designed for coupling with fuel performance codes.
Kim, Juseong;Yoon, Hakkyu;Kook, Donghak;Kim, Yongsoo
Nuclear Engineering and Technology
/
제45권3호
/
pp.377-384
/
2013
During the last three decades, South Korean nuclear power plants have discharged about 5,950 tons of spent fuel and the maximum burn-up reached 55 GWd/MTU in 2002. This study was performed to support the development of Korean dry spent fuel storage alternatives. First, we chose V5H-$17{\times}17$ and KSFA-$16{\times}16$ as representative domestic spent fuels, considering current accumulation and the future generation of the spent fuels. Examination reveals that their average burn-ups have already increased from 33 to 51 GWd/MTU and from 34.8 to 48.5 GWd/MTU, respectively. Evaluation of the fuel characteristics shows that at the average burn-up of 42 GWd/MTU, the oxide thickness, hydrogen content, and hoop stress ranged from $30{\sim}60{\mu}m$, 250 ~ 500 ppm, and 50 ~ 75 MPa, respectively. But when burn-up exceeds 55 GWd/MTU, those characteristics can increase up to 100 ${\mu}m$, 800 ppm, and 120 MPa, respectively, depending on the power history. These results demonstrate that most Korean spent nuclear fuels are expected to remain within safe bounds during long-term dry storage, however, the excessive hoop stress and hydrogen concentration may trigger the degradation of the spent fuel integrity early during the long-term dry storage in the case of high burn-up spent fuels exceeding 45 GWd/MTU.
High burn-up transformation process in low temperature nuclear fuel oxides material was observed in the early sixties in LWR $UO_2$ fuels, but not studied in depth. Increasing progressively the fuel discharge burn-up in PWR power plants, this material transformation was again observed in 1985 and identified as an important process to be accounted for in the fuel simulations due to its expected consequence on fuel heat transfer and therefore on the fission gas release. Fission gas release was one of the major concerns in PWR fuels, mainly during transient or accidents events. The behaviour of such a material in case of rod failure was also an important aspect to analyse. Therefore several national and international programs were launched during the last 25 years to understand the mechanisms leading to the high burn-up structure formation and to evaluate the physical properties of the final material. A large observations database has been acquired, using the more sophisticated techniques available in hot cells. This large database is discussed in this paper, providing basis to build an engineering-model, which is based on phenomenological description data and information accumulated. In addition this paper has the ambition to construct the best logical model to understand restructuring.
Because fire has significant impacts on fauna and flora in forest ecosystems, as well as socioeconomic influences to local community, it has been an important field of study for decades. One of the most common ways to reduce fire risk is to enhance fire-resilience of forest through fuel treatments including thinning and prescribed burning. Since fuel treatment can't be practiced over all forested areas, appropriate and effective strategies are needed. The present study aims to look at the relationship between spatial characteristics of forest structure measured with landscape pattern metrics and burn severity to provide guidelines for effective fuel treatments. Samchuck fire was selected for the study, and 232 grids covering the study areas were generated, and the grid size was 1km. The burn severity is measured with dNBR derived from satellite imagery, and spatial characteristics of forest structure were measured using FRAGSTATS for both landscape and class levels for each 1km grid. The results of this study strongly indicated that heterogeneity in composition and configuration of forests may significantly reduce burn severity. By enhancing heterogeneity of forests, fuel treatments for fire-resilience forest could be more effective.
The U-Zr or U-TRU-Zr cylindrical metallic fuel slug used in fast reactors is known to swell significantly and to grow during irradiation. In neutronics simulations of metallic-fueled fast reactors, it is assumed that the slug has swollen and contacted cladding, and the bonding sodium has been removed from the fuel region. In this research, a realistic burnup-dependent fuel-swelling simulation was performed using Monte Carlo code McCARD for a single-batch compact sodium-cooled breed-and-burn reactor by considering the fuel-swelling behavior reported from the irradiation test results in EBR-II. The impacts of the realistic burnup-dependent fuel swelling are identified in terms of the reactor neutronics performance, such as core lifetime, conversion ratio, axial power distribution, and local burnup distributions. It was found that axial fuel growth significantly deteriorated the neutron economy of a breed-and-burn reactor and consequently impaired its neutronics performance. The bonding sodium also impaired neutron economy, because it stayed longer in the blanket region until the fuel slug reached 2% burnup.
Background: Nuclear reactors produce a great number of antielectron neutrinos mainly from beta-decay chains of fission products. Such neutrinos have energies mostly in MeV range. We are interested in neutrinos in a region of keV, since they may take part in special weak interactions. We calculate reactor antineutrino spectra especially in the low energy region. In this work we present neutrino spectrum from a typical pressurized water reactor (PWR) reactor core. Materials and Methods: To calculate neutrino spectra, we need information about all generated nuclides that emit neutrinos. They are mainly fission fragments, reaction products and trans-uranium nuclides that undergo negative beta decay. Information in relation to trans-uranium nuclide compositions and its evolution in time (burn-up process) were provided by a reactor code MVP-BURN. We used typical PWR parameter input for MVP-BURN code and assumed the reactor to be operated continuously for 1 year (12 months) in a steady thermal power (3.4 GWth). The PWR has three fuel compositions of 2.0, 3.5 and 4.1 wt% $^{235}U$ contents. For preliminary calculation we adopted a standard burn-up chain model provided by MVP-BURN. The chain model treated 21 heavy nuclides and 50 fission products. The MVB-BURN code utilized JENDL 3.3 as nuclear data library. Results and Discussion: We confirm that the antielectron neutrino flux in the low energy region increases with burn-up of nuclear fuel. The antielectron-neutrino spectrum in low energy region is influenced by beta emitter nuclides with low Q value in beta decay (e.g. $^{241}Pu$) which is influenced by burp-up level: Low energy antielectron-neutrino spectra or emission rates increase when beta emitters with low Q value in beta decay accumulate Conclusion: Our result shows the flux of low energy reactor neutrinos increases with burn-up of nuclear fuel.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.