An inspection of nuclear fuel rods should be performed at remoteness from risks of high level radioactivity, and accuracy is required. Currently, inspection of the nuclear fuel rods is operated to monitor the video that recording an original nuclear fuel rods at remoteness because of the risks of radioactivity. In this paper, it is an implementation of the system was carried out in the process according to the image processing inspection of the nuclear fuel rods. The nuclear fuel rods are configured to use a bundle of plurality, in the image processing technology to verify this, the edge detection method is useful. We suggest to DoG technique to add threshold for the nuclear fuel rod edge detections. This is the new technique that optimized DoG. It is to deal with DoG and threshold to dual process. In this way, after detecting an edge of the nuclear fuel rods, by running a nuclear fuel rod inspection algorithm to determine the status of nuclear fuel rods. We applied the system using the new algorithm, and confirmed an excellent characteristic. In this study, it is considered to be able to be carried out more easily and securely inspect of nuclear fuel rods.
In this research, curium oxide (CmO2) is studied as fuel for VVER-1200 reactor to get an attention to its energy value and possibilities. For this purpose, CmO2 is used in fuel rods or integrated burnable absorber (IBA) rods with and without UO2 and then compared with the conventional fuel assembly of VVER-1200 reactor. It is burned to 60 GWd/t by using SRAC-2006 code and JENDL-4.0 data library. From these studies, it is found that CmO2 is competent like UO2 as a fuel due to higher fission cross-section of 243Cm and 245Cm isotopes and neutron capture cross-section of 244Cm and 246Cm isotopes. As a result, when some or all of the UO2 of fuel rods or IBA rods are replaced by CmO2, we get a similar k-inf like the reference even with lower enrichment UO2 fuels. These studies show that the use of CmO2 as IBA rods is more effective than the fuel rods considering the initially loaded amount, power peaking factor (PPF), fuel temperature and void coefficient, and the quality of spent fuel. From a detailed study, 3% CmO2 with inert material ZrO2 in IBA rods are recommended for the VVER-1200 reactor assembly from the once through concept.
Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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1996.05c
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pp.21-26
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1996
Recently several PWR Nuclear Plant experienced fuel rod fretting wear failures due to Flow Induced Vibration. When such multi-span supported fuel assembly has vibration excitation, it is important to know how fretting wears are progress and when the fuel rods are start to failure. In this study, we estimate the amount of wear depth using Archard theory when the fuel rod starts to relative motion against spacer grid dimples.
Jeong Won Park;Bonggyu Ji;Daegyun Ko;Hun Jang;Wonjae Choi
Nuclear Engineering and Technology
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v.55
no.9
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pp.3260-3267
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2023
Zr-Nb alloy have been widely used as fuel rods in nuclear power plants. However, from the Fukushima nuclear accident, the weakness of the rod was revealed under harsh conditions, and research on the safety of these types of rods was conducted after the disaster. The method of depositing chromium onto the existing Zr-Nb alloy fuel rods is being considered as a means by which to compensate for the weakness of Zr-Nb alloy rods because chromium is strong against oxidation at high temperatures and has high strength. In order to secure these advantages, it is important to maintain the Cr thickness of the rods and properly inspect the rods before and during their use in power generation. Eddy current testing is a typical means of evaluating the thickness of thin metals and detecting surface defects. Depending on the size and shape of the inspected object, various eddy current sensors can be applied. In particular, because pancake sensors can be manufactured in very small sizes, they can be used for inspections even in narrow spaces, such as a nuclear fuel assembly. In this study, an eddy current technique was developed to confirm the feasibility of Cr coating thickness evaluations. After determining the design parameters of the pancake sensor by means of a FEM simulation, a FPCB pancake sensor was manufactured and the optimal frequency was selected by measuring minute changes in the Cr-coating thickness using the developed sensor.
In this study, road transportation tests were conducted with surrogate fuel assemblies under normal conditions of transport to evaluate the vibration and shock load characteristics of spent nuclear fuel (SNF). The overall test data analysis was conducted based on the measured acceleration and strain data obtained from the speed bump, lane-change, deceleration, obstacle avoidance, and circular tests. Furthermore, representative shock response spectrums and power spectral densities of each test mode were acquired. Amplification or attenuation characteristics were investigated according to the load transfer path. The load attenuated significantly as it transferred from the trailer to the cask. By contrast, the load amplified as it transferred from the cask to the surrogate SNF assembly. The fuel loading location on the cask disk assembly did not exhibit a significant influence on the strain measured from the fuel rods. The principal strain was in the vertical direction, and relatively large strain values were obtained in spans with large spacing between spacer grids. The influence of the lateral location of fuel rods was also investigated. The fuel rods located at the side exhibited relatively large strain values than those located at the center. Based on the strain data obtained from the test results, a hypothetical road transportation scenario was established. A fatigue evaluation of the SNF rod was performed based on this scenario. The evaluation results indicate that no fatigue damage occurred on the fuel rods.
Yarmohammadi, Mehdi;Rahgoshay, Mohammad;Shirani, Amir Saied
Nuclear Engineering and Technology
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v.49
no.8
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pp.1629-1635
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2017
Reliable prediction of nuclear fuel rod behavior of nuclear power reactors constitutes a basic demand for steady-state calculations, design purposes, and fuel performance assessment. Perfect design of fuel rods as the first barrier against fission product release is very important. Simulation of fuel rod performance with a code or software is one of the fuel rod design steps. In this study, a software program called MARCODE is developed in MATLAB environment that can analyze the temperature distribution, gap conductance value, and fuel and clad displacement in both solid and annular fuel rods. With a comparison of the maximum fuel temperature, fuel average temperature, fuel surface temperature, and gap conductance in solid and annular fuel, the effects of a central hole on the fuel temperature distribution are investigated.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.19
no.2
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pp.79-84
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1999
An image processing technology was developed to measure the dimension of nuclear fuel rods and the diameter of nuclear fuel rods was measured by this method. It was confirmed that parameters such as camera-to-specimen distance. camera location, light intensity and light characteristic would affect dimension measurement of nuclear fuel rods. The percent relative error and percent standard deviation of measuring the diameter of nuclear fuel rods using image processing method were 4.88%, ${\pm}3.34%$ while the percent relative error and percent standard deviation using conventional method were 12.7%, ${\pm}9.72%$, respectively. The accuracy of diameter measurement of nuclear fuel rods using image processing method was about 3 times as high as that using conventional method.
Various welding methods such as Gas Tungsten Arc Welding(GTAW), magnetic force electrical resistance welding and Laser Beam Welding(LBW) are now available for end cap closure of nuclear fuel rods. Even though the resistance and GTA welding processes are widely used in manufacturing commercial fuel rods, they can not be recommended for the remote seal welding of fuel rods in the hot cell Facility due to the complexity of the electrode alignment, the difficulty in replacing parts in a remote manner and the large heat input for the thin sheath. Therefore, the Nd:YAG laser system using optical fiber transmission was selected for the end cap welding of irradiation fuel rods in the hot cell. The remote laser welding apparatus in the hot cell Facility was developed using a pulsed Nd:YAG laser of 500 watt average power with an optical fiber transmission. The weldment quality such as microstructure and mechanical strength was satisfactory. The optimum conditions of laser welding for encapsulating irradiation fuel rods in the hot cell were obtained.
Uguru, Edwin Humphrey;Sani, S.F.Abdul;Khandaker, Mayeen Uddin;Rabir, Mohamad Hairie;Karim, Julia Abdul
Nuclear Engineering and Technology
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v.52
no.6
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pp.1099-1109
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2020
The performance of gadolinium burnable absorber (GdBA) for reactivity control in UO2 and (U, Th)O2 fuels and its impact on spent fuel characteristics was performed. Five fuel assemblies: one without GdBA fuel rod and four each containing 16, 24, 34 and 44 GdBA fuel rods in both fuels were investigated. Reactivity swing in all the FAs with GdBA rods in UO2 fuel was higher than their counterparts with similar GdBA fuel rods in (U, Th)O2 fuel. The excess reactivity in all FAs with (U, Th)O2 fuel was higher than UO2 fuel. At the end of single discharge burn-up (~ 49.64 GWd/tHM), the excess reactivity of (U, Th) O2 fuel remained positive (16,000 pcm) while UO2 fuel shows a negative value (-6,000 pcm), which suggest a longer discharge burn-up in (U, Th)O2 fuel. The concentration of plutonium isotopes and minor actinides were significantly higher in UO2 fuel than in (U, Th)O2 fuel except for 236Np. However, the concentration of non-actinides (gadolinium and iodine isotopes) except for 135Xe were respectively smaller in (U, Th)O2 fuel than in UO2 fuel but may be two times higher in (U, Th)O2 fuel due to its potential longer discharge burn-up.
An integrated approach of model simplification for high burnup spent nuclear fuel is proposed based on material calibration using optimization. The spent fuel rods are simplified into a beam with a homogenous isotropic material. The proposed approach of model simplification is applied to fuel rods with two kinds of interfacial configurations between the fuel pellets and cladding. The differences among the generated models and the effects of interfacial bonding efficiency are discussed. The strategy of model simplification adopted in this work is to force the simplified beam model of spent fuel rods to possess the same compliance and failure characteristics under critical loads as those that result in the failure of detailed fuel rod models. It is envisioned that the simplified model would enable the assessment of fuel rod failure through an assembly-level analysis, without resorting to a refined model for an individual fuel rod. The effective material properties of the simplified beam model were successfully identified using the integrated optimization process. The feasibility of using the developed simplified beam models in dynamic impact simulations for a horizontal drop condition is examined, and discussions are provided.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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