• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2088-2095
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• 2023

The safety of nuclear installations is largely determined by the tightness of fuel elements cladding. As the Fukushima nuclear accident showed, the main task in case of loss of power supply is to ensure reliable removal of residual heat release from spent fuel pool (SFP) with irradiated fuel assemblies (IFAs). The paper presents the results of calculated-experimental studies and thermal-hydraulic modeling of temperature storage modes of IFAs in SFP. Experimental studies of SFP's temperature regime and calculated evaluation of residual heat removal due to the thermal conductivity of building structures surrounding the SFP were performed. To ensure the safe operation of research reactors, it's necessary to know the IFA's residual heat power (RHP) in the reactor and SFP, which is determined depending on the operating time of fuel assemblies (FAs) and the IFAs calculated holding time. The FAs operating time depends on the reactor energy output. The IFAs calculated holding time is determined by the fuel burnup, U-235 mass in the fuel, and reactor utilization factor. The IFAs fuel burnup was calculated using the MCU-PTR program. Also presented are the RHP's calculation results using some of the empirical dependencies. The concept of a passive heat removal system (PHRS) based on thermosyphon's operating principle was proposed.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제13권2호
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• pp.63-72
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• 1981

핵연료 집합체의 예기치 않은 파손으로 인하여 설계 근거 재장전 방침이 변경되면 원자로심내에서의 출력 분포 비균형을 막기 위하여 파손된 핵연로 집합체 이외에 대칭 위치의 집합체도 제거되어야 할 경우가 있다. 이와 같은 때에 제거된 핵연료 집합체가 설계연소도에 미달되는 경우 이를 다시 사용하여 핵연료 이용률을 증진시키는 것이 연구되었다. TDCORE 코드가 노심ㆍ해석을 위해 이용되었으며, 최적장전모형을 찾는 코드로는 RELOAD-II가 이용되었다. 고리 1호기에 적용한 결과, 제 1주기말에 제거된 비교적 적게 연소된 4개의 핵연료집합체를 제 3주기에서 이용할 경우 주기 연소도가 l1648 MWD/MTU(가동율 : 80%)에 이를 수 있음을 알 수 있었으며 평형주기까지의 장전모형을 추적하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2004년도 요약집 춘계학술발표대회
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• pp.266.1-266.1
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• 2004

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권11호
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• pp.3563-3579
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• 2021

Measured decay heat data of light water reactor (LWR) spent nuclear fuel (SNF) assemblies are adopted to train machine learning (ML) models. The measured data is available for fuel assemblies irradiated in commercial reactors operated in the United States and Sweden. The data comes from calorimetric measurements of discharged pressurized water reactor (PWR) and boiling water reactor (BWR) fuel assemblies. 91 and 171 measurements of PWR and BWR assembly decay heat data are used, respectively. Due to the small size of the measurement dataset, we propose: (i) to use the method of multiple runs (ii) to generate and use synthetic data, as large dataset which has similar statistical characteristics as the original dataset. Three ML models are developed based on Gaussian process (GP), support vector machines (SVM) and neural networks (NN), with four inputs including the fuel assembly averaged enrichment, assembly averaged burnup, initial heavy metal mass, and cooling time after discharge. The outcomes of this work are (i) development of ML models which predict LWR fuel assembly decay heat from the four inputs (ii) generation and application of synthetic data which improves the performance of the ML models (iii) uncertainty analysis of the ML models and their predictions.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권1호
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• pp.9-13
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• 2002

수중에서 사용후 핵연료 제원측정 시험의 효율성을 높이고 측정오차를 줄이기 위하여 수중 영상측정방법을 개발하였다. 이 시스템의 모의 핵연료봉 직경 및 길이 측정치는 실제값 기준으로 할 때, 각각 $-0.24{\pm}0.03mm,\;0.34{\pm}0.06mm$이고 측정 최대오차는 각각 -0.3mm 및 0.4mm이내였다. 실제 사용후핵연료에 대한 수중 제원측정결과 고리원자력 2호기에서 2주기 동안 연소한 핵연료 집합체 J44의 핵연료봉 직경은 설계치 기준으로 할 때 핵연료봉 상 하단부 직경은 2.0%, 중앙부의 직경은 3.0% 정도 감소하였으나 핵연료봉의 길이는 0.4% 정도 신장하였다. 고리원자력 1호기에서 3주기 동안 연소한 핵연료 집합체 F02의 핵연료봉의 직경 및 길이는 핵연료 집합체 J44의 결과와 비슷한 경향을 나타내었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권2호
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• pp.155-162
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• 2009

Since the 90's, EDF and AREVA-NP have irradiated, up to very high burnups, lead assemblies housing $M5^{(R)}$ cladded fuels. Post-irradiation examination of high burnup $UO_2$ pellets show an increase in the fission-gas release rate, an increase in fuel swelling, and formation of fission-gas bubbles throughout the pellets. Xenon abundances were quantified, and phenomena leading to this bubble formation were identified. All examinations provided valuable data on the complex state of the fuel during irradiation. They show the good behavior of these fuels, exhibiting various microstructures at very high burnups, none of which is likely to lead to problems during irradiation.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.824-831
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• 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.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권2호
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• pp.237-247
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• 1993

반감기가 서로 크게 다른 두 종류의 방사성 직접핵분열생성물의 방사능비(activity ratio)를 핵연료의 냉각기간 및 연소이력의 함수로 표현하였으며 연소이력에는 사용후핵연료의 평균연소도, 연소기간, 연소주기간의 간격 그리고 주 핵분열물질등이 포함되었다. 고리 1호기에서 연소된 6개의 사용후 가압경수로(PWR) 핵연료 집합체로 부터 36개의 시료를 제작하여 이들 시료에 대한 감마선 스펙트럼을 고순도(HP) Ge 검출기를 사용하여 수집한 후, 각 스펙트럼을 분석하여 얻은 방사능비 $^{l44}$Ce $^{l37}$ Cs를 이용하여 냉각기간을 계산하였다. 그 결과 $^{l44}$Ce 감마선 검출계수율이 $10^{-3}$ cps(count per second) 정도로 아주 낮았음에도 불구하고 검출된 방사능비 $^{l44}$Ce $^{l37}$ Cs를 사용하여 구한 냉각기간은 원자로 운전기록에 의한 냉각기간 (operator declared cooling time)과 상대적인 차이가 $\pm$5% 이내로 잘 일치한 것으로 부터 핵 분열 생성물 $^{l44}$Ce 및 $^{l37}$ Cs은 냉각기간 결정을 위한 좋은 모니터가 됨을 확인하였다. 여러가지의 연소 이력을 갖는 핵연료를 대상으로 한 본 실험의 경우, 단순하게 모델화한 연소이력을 대입하여 얻은 냉각기간은 실제 연소이력을 대입하여 얻은 냉각기간과 시간차이가 $\pm$0.5년 이내에서 잘 맞았으며 이로부터 연소이력에 대한 정확한 정보 없이도 신뢰할 수 있는 정도의 냉각기간을 추정하는 것이 가능할 것으로 생각되었다. 아울러 냉각기간 결정을 위한 본 기술을 활용한 사용후 핵연료의 증명 및/또는 분류에 대한 타당성 연구를 한 결과 감마선 분광분석 방법으로 검출한 방사능비 $^{l44}$Ce $^{l37}$ Cs에 의해서 결정된 냉각기간은, 조사후시험시설 (post irradiation examination facility)등과 같이 사용후핵연료 집합체를 해체 또는 절단하여 만든 시료를 취급하는 시설등에서,사용후핵연료에 대한 안전관리 및 계량관리를 위하여 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료되었다.것으로 사료되었다.