• Nuclear Engineering and Technology
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• 제40권1호
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• pp.21-36
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• 2008

High bum-up fuel technology has been developed through a national R&D program, which covers key technology areas such as claddings, $UO_2$ pellets, spacer grids, performance code, and fuel assembly tests. New cladding alloys were developed through alloy designs, tube fabrication, out-of-pile test and in-reactor test. The new Zr-Nb tubes are found to be much better in their corrosion resistance and creep strength than the Zircaloy-4 tube, owing to an optimized composition and heat treatment of the new Zr-Nb alloys. A new fabrication technology for large grain $UO_2$ pellets was developed using various uranium oxide seeds and a micro-doping of Al. The uranium oxide seeds, which were added to $UO_2$ powder, were prepared by oxidizing and heat-treating scrap $UO_2$ pellets. A $UO_2$ pellet containing tungsten channels was fabricated for a thermal conductivity enhancement. For the fuel performance analysis, new high burnup models were developed and implemented in a code. This code was verified by an international database and our own database. The developed spacer grid has two features of contoured contact spring and hybrid mixing vanes. Mechanical and hydraulic tests showed that the spacer grid is superior in its rodsupporting, wear resistance and CHF performance. Finally, fuel assembly test technology was also developed. Facilities for mechanical and thermal hydraulic tests were constructed and are now in operation. Several achievements are to be utilized soon by the Korea Nuclear Fuel and thereby contribute to the economy and safety of PWR fuel in Korea

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제39권5호
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• pp.591-602
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• 2007

The results of Reactivity-Initiated Accidents (RIA) experiments have been analysed and the main variables affecting the fuel failure propensity identified. Fuel burn-up aggravates the mechanical loading of the cladding, while corrosion, or better the hydrogen absorbed in the cladding as a consequence of corrosion, may under some conditions make the cladding brittle and more susceptible to failure. Experiments point out that corrosion impairs the fuel resistance for RIA transient occurring at cold conditions, whereas there is no evidence of important embrittlement effects at hot conditions, unless the cladding was degraded by oxide spalling. A fuel failure threshold correlation has been derived and compared with experimental data relevant for BWR and PWR fuel. The correlation can be applied to both cold and hot RIA transients, account taken for the lower ductility at cold conditions and for the different initial enthalpy. It can also be used for non-zero power transients, provided that a term accounting for the start-up power is incorporated. The proposed threshold is easy to use and reproduces the results obtained in the CABRI and NSRR tests in a rather satisfactory manner. The behaviour of advanced PWR alloys and of MOX fuel is discussed in light of the correlation predictions. Finally, a probabilistic approach has been developed in order to account for the small scatter of the failure predictions. This approach completes the RIA failure assessment in that after determining a best estimate failure threshold, a failure probability is inferred based on the spreading of data around the calculated best estimate value.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.291-298
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• 2008

Carbon monoxide(CO) is one of the contamination source in reformed hydrogen fuel with an influence on performance of polymer electrolyte membrane fuel cell(PEMFC). The studies of CO injection presented here give information about poisoning and recovery processes. The aim of this research is to investigate cell performance decline due to carbon monoxide impurity in hydrogen. Performance of PEM fuel cell was investigated using current vs. potential experiment, long time(10 hours) test, cyclic feeding test and electrochemical impedance spectra. The concentrations of carbon monoxide were changed up to 10 ppm. Performance degradation due to carbon monoxide contamination in anode fuel was observed at high concentration of carbon monoxide. The CO gas showed influence on the charge transfer reaction. The performance recovery was confirmed in long time test when pure hydrogen was provided for 1 hour after carbon monoxide had been supplied. The result of this study could be used as a basis of various reformation process design and fuel quality determination.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권1호
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• pp.53-64
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• 2007

고연소도 경수로사용후핵연료를 이용하여 voloxidation 및 소결 열처리 공정으로부터 세슘의 시간에 따른 방출 거동을 실험적으로 평가하였다. 사용후핵연료 voloxidation 공정에서는 fragment 형태의 시편을 사용하여 최대 $1,500^{\circ}C$의 산화 및 환원 분위기에 따른 세슘 방출 거동을 상호 비교하였으며, 소결 공정에서는 압분체를 이용하여 4% H2/Ar 환원분위기 에서 열처리 온도 변화에 따른 세슘방출 특성 변화를 분석하였다. 산화 분위기에서 fragment 형태의 사용후핵연료로부터 세슘 방출 온도 구간은 $800{\circ}C{\sim}1,200^{\circ}C$였으며, 환원 분위기에서 압분체로부터 방출 온도 구간은 $1,100{\circ}C{\sim}1,400^{\circ}C$로서, 산화에 의한 사용후핵 연료의 분말화가 세슘 방출 거동에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 아울러 사용후핵 연료로부터 세슘 방출 거동에 영향을 미치는 주요 인자는 사용후핵 연료내 세슘 화합물의 화학적 형태뿐만 아니라 결정립 및 핵연료 표면으로의 확산 속도에 지배를 받음을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제21권4호
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• pp.42-46
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• 2017

화석연료의 무분별한 사용으로 인한 이산화탄소의 대기 중 방출은 지구의 연평균 기온을 상승시키는 원인으로 작용하고 있다. 이를 해결하기 위한 대체에너지로써 지열은 연중 일정한 온도를 갖는 무한자원이다. 지열에너지를 널리 보급하기 위해서는 히트펌프의 성능과 지중열교환기의 열교환 효율이 매우 중요하다. 이에 본 연구는 히트펌프의 성능을 증가시키기 위해 팽창변을 이중으로 구성하고 지중열교환기의 열교환 효율을 높이기 위해 입출관과 유입관 사이에 간격유지부재를 사용하여 실험하였다. 실험한 결과 팽창변을 이중으로 구성하였을 때 냉난방 능력이 최대 11.4%가 증가됨을 얻을 수 있었고, 간격유지부재를 사용 시 열교환 효율이 17.5% 향상되었다. 이러한 결과를 토대로 지열시스템의 설치 시 히트펌프의 성능과 지중열교환기의 열교환 효율의 상승으로 인해 설치비용이 많이 절감될 것으로 판단된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.936-942
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• 2014

화석 연료의 고갈로 인해 신재생 에너지에 관한 관심이 날로 증가하고 있다. 그 중에서도 예측가능성이 높고 이용 가능한 양이 풍부한 파력에너지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 부유체-균형추식 파력발전장치는 진동 타입과 비교해 구조 강도가 증진된 장치이며, 부유체의 포면에 웨이브 캠버라 불리우는 격벽을 설치하여 파도가 오직 상하운동만을 하도록 만들었다. 본 논문은 주로 병렬 연결된 파력 발전장치의 발전량에 중점을 두고, 그 발전량을 계산하였다. 그 결과, nl/L의 값이 증가할수록, 더 많은 전력량이 발생하고, nl/L=0.40 이상이 되었을 때, 상시 연속적인 발전량이 얻어진다는 것을 알 수 있었다. 이 연구를 통해서, 실제 해역 조건에 유리한 유수실을 설계하는데 기본 자료로 활용할 수 있다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권1호
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• pp.49-58
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• 2018

본 연구는 고온 열분해를 통한 Cs, Sr 등 고방사성핵종의 고정화를 위하여 각각 Cs이 흡착된 CHA (K형 Chabazite zeolite)-Cs, CHA-PCFC (potassium cobalt ferrocyanide)-Cs 및 Sr이 흡착된 4A-Sr, BaA-Sr 등의 제올라이트 계에서 TGA 및 XRD에 의한 배소 온도 변화에 따른 상변환을 고찰하였다. CHA-Cs 제올라이트 계의 경우 $900^{\circ}C$ 까지는 CHA-Cs의 형태를 유지하고 있으며, $1,000^{\circ}C$에서 무정형 단계를 거친 후 $1,100^{\circ}C$에서 pollucite ($CsAlSi_2O_6$)로 재결정 되었다. 반면에 CHA-CFC-Cs 제올라이트 계는 $700^{\circ}C$ 까지는 CHA-PCFC-Cs 형태를 유지하고 있으나, $900{\sim}1,000^{\circ}C$ 사이에서 구조가 파괴되어 무정형으로 상변환된 후 $1,100^{\circ}C$에서 pollucite로 재결정 되었다. 한편 4A-Sr 제올라이트 계의 경우 $700^{\circ}C$ 까지는 4A-Sr의 구조를 유지하고 있으며, $800^{\circ}C$에서 무정형으로 상변환 된 다음 $900^{\circ}C$에서는 Sr-feldspar ($SrAl_2Si_2O_8$, hexagonal)으로, $1,100^{\circ}C$에서 $SrAl_2Si_2O_8$ (triclinic)로 재결정 되었다. 그러나 BaA-Sr 제올라이트 계의 경우는 $500^{\circ}C$ 이하부터 구조가 파괴되기 시작하여 $500{\sim}900^{\circ}C$에서 무정형 단계를 거친 후, $1,100^{\circ}C$에서 Ba/Sr-feldspar ($Ba_{0.9}Sr_{0.1}Al_2Si_2O_8$ 및 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Al_2Si_2O_8$ 공존)로 재결정 되었다. 상기 제올라이트 계 모두 온도 증가에 따라 탈수/(분해)${\rightarrow}$ 무정형${\rightarrow}$ 재결정의 단계를 거쳐 광물상으로 재결정 되었으며, 고온 열분해 과정에서의 Cs 및 Sr의 휘발성, 침출성 등의 추가 연구가 요구되지만 각 제올라이트 계에 흡착된 Cs 및 Sr은 pollucite나 Sr-feldspar, Ba/Sr-feldspar 등으로 광물화 하여 Cs과 Sr을 배소체/(고화체) 내에 완전히 고정화 시킬 수 있을 것으로 보인다.