The in-reactor fuel rod support conditions against the fretting wear-induced damage can be evaluated by residual spacer grid spring deflection or rod-to-grid gap. In order to evaluate the impact of fuel design parameters on the fretting wear-induced damage, a simulation methodology of the in-reactor fuel rod supporting conditions as a function of burnup has been developed and implemented in the GRIDFORCE program. The simulation methodology takes into account cladding creep rate, initial spring deflection, initial spring force, and spring force relaxation rate as the key fuel design parameters affecting the in-reactor fuel rod supporting conditions. Based on the parametric studies on these key parameters, it is found that the initial spring deflection, the spring force relaxation rate and cladding creepdown rate are in the order of the impact on the in-reactor fuel rod supporting conditions. Application of this simulation methodology to the fretting wear-induced failure experienced in a commercial plant indicates that this methodology can be utilized as an effective tool in evaluating the capability of newly developed cladding materials and/or new spacer grid designs against the fretting wear-induced damage.
In order to investigate the swelling behavior and fuel-cladding interaction mechanism of U-10Zr alloy metallic fuel at very low burnup, an irradiation experiment was concisely designed and conducted on the China Mianyang Research Reactor. Two types of irradiation samples were designed for studying free swelling without restraint and the fuel-cladding interaction mechanism. A new bonding material, namely, pure aluminum powder, was used to fill the gap between the fuel slug and sample shell for reducing thermal resistance and allowing the expansion of the fuel slug. In this paper, the concise irradiation rig design is introduced, and the neutronic and thermal-hydraulic analyses, which were carried out mainly using MCNP (Monte Carlo N-Particle) and FLUENT codes, are presented. Out-of-pile tests were conducted prior to irradiation to verify the manufacturing quality and hydraulic performance of the rig. Nondestructive postirradiation examinations using cold neutron radiography technology were conducted to check fuel cladding integrity and swelling behavior. The results of the preliminary examinations confirmed the safety and effectiveness of the design.
Mirco Grosse;Felix Boldt;Michel Herm;Conrado Roessger;Juri Stuckert;Sarah Weick;Daniel Nahm
Nuclear Engineering and Technology
/
v.56
no.3
/
pp.824-831
/
2024
In order to investigate the occurring processes during long-term dry storage of spent fuel assemblies, a joined project called SPIZWURZ, between the Karlsruhe Institute of Technology and the Gesellschaft für Anlagen-und Reaktorsicherheit (GRS), was started. Aim of the SPIZWURZ project is the determination and quantification of the influence of texture and elastic strain on diffusion and solubility of hydrogen in three different zirconium alloys used in western Europe during a long-term cooling transient (1 K/d) starting at 400 ℃. The strain in the cladding of an irradiated spent fuel rod shall be measured. Models predicting the formation of radial oriented hydrides will be validated, improved, and implemented in the GRS fuel rod performance code TESPA-ROD. This paper describes the SPIZWURZ project and already obtained first results.
Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping
/
v.19
no.2
/
pp.163-170
/
2023
Since spent nuclear fuel assemblies (SFA) are transported to interim storage or final disposal facility after cooling the decay heat, finite element analysis (FEA) with simplification is widely used to show their integrity against cladding failure to cause dispersal of radioactive material. However, there is a lack of research addressing the comprehensive impact of shape and element simplification on analysis results. In this study, for the optimization of a typical pressurized water reactor SFA, different types of finite element models were generated by changing number of fuel rods, fuel rod element type and assembly length. A series of FEA in use of these different models were conducted under a shock load data obtained from surrogate fuel assembly transportation test. Effects of number of fuel rods, element type and length of assembly were also analyzed, which shows that the element type of fuel rod mainly affected on cladding strain. Finally, an optimal finite element model was determined for other practical application in the future.
An, Chang Mo;Choi, Jeong Hun;Han, Seul Ki;Park, Chul Ho;Kahng, Jong Won;Lee, Young Jun;Lee, Jong Hyeon
Resources Recycling
/
v.26
no.5
/
pp.97-104
/
2017
Nuclear fuel cladding tubes are manufactured through pilgering and the annealing process. In order to remove the oxidized layer and impurities on the surface of the tube, a pickling process is required. Zirconium (Zr) is dissolved in a HF and $HNO_3$ acid mixture during the process and the pickling waste acid, including the dissolved Zr, is completely discarded after neutralization. This study observes the effects of the residual impurities (Ba) in the pickling solution regenerated from the $BaF_2$ precipitation process on the waste pickling solution. In addition, the concentration of Ba and Zr for the actual nuclear fuel cladding tube process was optimized. The regenerated pickling solution was tested through a pilot plant pickling process device that simulates the commercial pickling process of nuclear fuel cladding tubes, and the pickling efficiency was analyzed through AFM analysis of the roughness of the cladding tube surface.
Background: Understanding the behaviour of nuclear fuel claddings by conducting burst test on single cladding tube under simulated loss-of-coolant accident conditions and developing theoretical cum empirical predictive computer codes have been the focus of several investigations. The developed burst criterion (a) assumes symmetrical deformation of cladding tube in contrast to experimental observation (b) interpolates the properties of Zircaloy-4 cladding in mixed α+β phase (c) does not account for azimuthal temperature variations. In order to overcome all these drawbacks of burst criterion, it is reasoned that artificial intelligence technique may be a better option to predict the burst parameters. Methods: Artificial neural network models based on feedforward backpropagation algorithm with logsig transfer function are developed. Results: Neural network architecture of 2-4-4-3, that is model with two hidden layers having four nodes in each layer is found to be the most suitable. The mean, maximum, and minimum prediction errors for this optimised model are 0.82%, 19.62%, and 0.004%, respectively. Conclusion: The burst stress, burst temperature, and burst strain obtained from burst criterion have average deviation of 19%, 12%, and 53% respectively whereas the developed neural network model predicted these parameters with average deviation of 6%, 2%, and 8%, respectively.
During the last four decades, 16 Pressurized Water Reactors (PWR) and 4 Pressurized Heavy Water Reactors (PHWR) have been constructed and operated in Korea, and nuclear fuel technology has been developed to a self-reliant state. At first, the PWR fuel design and manufacturing technology was acquired through international cooperation with a foreign partner. Then, the PWR fuel R&D by Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) has improved fuel technology to a self-reliant state in terms of fuel elements, which includes a new cladding material, a large-grained $UO_2$ pellet, a high performance spacer grid, a fuel rod performance code, and fuel assembly test facility. The MOX fuel performance analysis code was developed and validated using the in-reactor test data. MOX fuel test rods were fabricated and their irradiation test was completed by an international program. At the same time, the PWR fuel development by Korea Nuclear Fuel (KNF) has produced new fuel assemblies such as PLUS7 and ACE7. During this process, the design and test technology of fuel assemblies was developed to a self-reliant state. The PHWR fuel manufacturing technology was developed and manufacturing facility was set up by KAERI, independently from the foreign technology. Then, the advanced PHWR fuel, CANFLEX(CANDU Flexible Fuelling), was developed, and an irradiation test was completed in a PHWR. The development of the CANFLEX fuel included a new design of fuel rods and bundles.. The nuclear fuel technology in Korea has been steadily developed in many national R&D programs, and this advanced fuel technology is expected to contribute to a worldwide nuclear renaissance that can create solutions to global warming.
Kim, Daejong;Ko, Myoungjin;Lee, Hyeon-Geun;Park, Ji Yeon;Kim, Weon-Ju
Journal of the Korean Ceramic Society
/
v.51
no.5
/
pp.453-458
/
2014
SiC and its composites have been considered for use as nuclear fuel cladding materials of pressurized light water reactors. In this study, a $SiC_f$/SiC composite as a constituent layer of SiC triplex fuel cladding was fabricated using a chemical vapor infiltration (CVI) process in which tubular SiC fiber preforms were prepared using a filament winding method. To enhance the matrix density of the composite layer, winding patterns, deposition temperature, and gas input ratio were controlled. Fiber arrangement and porosity were the main parameters influencing densification behaviors. Final density of the composites decreased as the SiC fiber volume fraction increased. The CVI process was optimized to densify the tubular preforms with high fiber volume fraction at a high $H_2$/MTS ratio of 20 at $1000^{\circ}C$; in this process, surface canning of the composites was effectively retarded.
To investigate the effects of V and Sb on the recrystallization of Zr-0.8Sn alloy, the microstructure of heat-treated specimens was observed by optical microscope, SEM, and TEM. Microhardness tests were also carried out for the annealed specimens. From microstructural studies, the V or Sb additions were found to delay recrystallization process as well as grain growth. Especially, Sb was more effective in delaying the recrystallization. This delay of recrystallization and grain growth by V or Sb additions may be due to the interference in the movement of dislocation and crystal interface by V or Sb precipitates.
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.