• 한국지진공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.75-84
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• 2010

원자력발전소에 설치되는 주요 전기기기들의 내부 부품을 내진검증하기 위해서는 캐비닛내부응답스펙트럼이 필요하고, 이는 캐비닛의 각 위치에서 정확한 지진응답을 구한 후에 생성이 가능하다. 반면에 대부분의 전기기기는 질량과 강성 분포가 복잡하기 때문에 해석적 방법에 의해 동적 분석을 수행하는 것이 어렵다. 이러한 여건을 감안하여 이 연구에서는 해석과 시험을 조합하여 기기의 지진응답을 예측하는 간편한 절차를 제안하였다. 제안된 절차는 먼저 충격시험을 통하여 규명된 실험모드특성을 이용하여 독립된 모드방정식을 구성하고, 이로부터 모드응답을 계산한 다음, 각 모드응답을 중첩함으로써 구조물의 지진응답을 예측한다. 제안된 절차의 신뢰성을 검증하기 위해서, 별도로 제작된 단순 강재 프레임 시편에 제안된 절차를 적용하여 지진응답을 예측하고, 이를 실제 진동대시험을 통하여 계측한 결과와 비교하였다. 이 연구를 통하여 충격시험에 의해 얻어진 실험모드특성을 이용하여 구조물의 지진응답을 비교적 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 대한지리학회지
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• 제47권5호
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• pp.755-774
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• 2012

본 논문의 주된 연구목적은 비선호 시설, 특히 원자력 발전소의 인구분포 관련 입지기준 평가를 위한 GIS-기반 방법론을 제안하는 것이다. 이 연구목적을 달성하기 위해 우선 IAEA, 미국의 NRC, 그리고 한국원자력안전기술원이 제시하고 있는 입지기준을 살펴보았다. 그 결과 원자력 발전소에 가장 가까이에 위치한 인구중심지까지의 거리를 최대화하는 것이 가장 중요한 입지 평가 원리임이 확인되었다. 이 원리를 실행하기 위한 GIS-기반 방법론은 서로 연관된 두 가지 하위 과제를 수행해야 하는 것으로 판단되었는데, 하나는 인구분포에 대한 정밀한 재현이고, 또 다른 하나는 인구중심지의 확인이다. 본 연구는 전자에 대해서는 대시메트릭 에어리얼 인터폴레이션 기법을, 후자에 대해서는 셀-기반 임계밀도 기법과 구역-기반 임계밀도 기법을 제시한다. 대시메트릭 에어리얼 인터폴레이션을 통해 다양한 공간해상도를 갖는 그리드 셀 단위의 인구밀도 분포의 재현이 이루어진다. 이것에 두 가지 인구중심지 확인 기법을 적용함으로써 특정한 임계밀도와 인구 규모 기준을 만족하는 인구중심지가 확인된다. 이 기법들을 우리나라 고리 원전 1호기의 사례에 적용하여 그 유용성과 한계를 평가하였다. 그 결과 적용된 기법과 투입된 파라미터 값에 따라 입지기준 평가의 결과가 달라질 수 있음이 드러났다. 본 연구는 지리공간분석 및 모델링 분야에서 개발된 기법을 입지 결정과 평가에 적용하는 시도의 활성화에 기여할 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권11호
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• pp.2305-2311
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• 2002

The pressure tube is a major component of the CANDU reactor, which supports nuclear fuel bundle and heavy water coolant. Pressure tubes are installed horizontally inside the reactor and only selected samples are periodically examined during in-service inspection. In this respect, a probabilistic safety assessment method is more appropriate fur the assessment of overall pressure tube safety. The failure behavior of CANDU pressure tubes, however, is governed by delayed hydride cracking which is the major difference from pipings and reactor pressure vessels. Since the delayed hydride cracking has more widely distributed governing parameters, it is impossible to apply a general PFM methodology directly. In this paper, a PFM methodology for the safety assessment of CANDU pressure tubes is introduced by applying Monte Carlo simulation in determining failure probability Initial hydrogen concentration, flaw shape and depth, axial and radial crack growth rate and fracture toughness were considered as probabilistic variables. Parametric study has been done under the base of pressure tube dimension and hydride precipitation temperature in calculating failure probability. Unstable fracture and plastic collapse are used for the failure assessment. The estimated failure probability showed about three-order difference with changing dimensions of pressure tube.

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권2호
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• pp.141-154
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• 2015

경수로 사용후핵연료 수송/저장용기의 핵임계 해석은 사용후핵연료내의 악티나이드핵종 및 핵분열생성물 함유량에 대한 불확실성을 이유로 신연료로 가정된 가상의 연료를 선정하여 평가해오고 있다. 그러나 이러한 평가방법은 용기 설계 시 과도한 임계여유도를 유도하여 경제적 손실을 유발할 수 있는 단점이있다. 이와 같은 단점을 극복하기 위하여 최근 연소도이득효과(burnup credit, BUC)를 반영한 수송저장용기의 설계 및 상용화를 위한 연구가 추진되었다. 이에 본 연구에서는 한국원자력환경공단에서 개발중인 금속겸용용기를 대상으로 연소도 이득효과적용 시 핵임계 안전성(criticality safety)에 영향을 미칠 것으로 예상되는 '노심 운전인자', '축방향 연소도 분포', '오장전 사고상황'에 대하여 핵임계 평가를 수행하였다. 그 결과 노심운전인자 중 저농축, 고연소도일 때 비출력에 따른 핵임계 변화가 크게 평가되었으며, 고연소도 사용후핵연료에서 End effect가 양의 값을 나타내었다. 특히 오장전에 의한 유효증배계수는 최대 0.18467증가하였으므로, 연소도이득효과를 적용 할 경우 필수고려사항임을 확인하였다. 본 연구결과는 국내모델(금속겸용용기)의 연소도 이득효과 적용기술 개발 및 사용 후핵연료 장전 시 일어날 수 있는 오장전 사고를 방지하기 위한 운영절차 개발에 참고자료로 활용될 수 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제31권1호
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• pp.37-46
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• 2006

본 연구에서는 심지층처분장에서 사용될 사용후핵연료 처분용기 개발을 위한 첫 시도로서 핵임계 및 방사선 안전성과 열역학적 구조안정성 관점에서 만족하는 처분용기 크기를 도출하였으며, 처분용기 구성요소의 적절한 배열과 안전한 처분조건 등을 설정하기 위한 기본정보도 수록하였다. 처분용기에 주어지는 외압에 대한 음력해석을 위한 안전계수를 2.0으로 하였을 때, 13cm의 사잇거리를 갖는 사용후핵연료 저장통을 둘러싸고 있는 내부충전물의 직경은 112cm로 평가되었으며, 저장통과 용기외부의 가장 얇은 부분의 최소두께는 15cm로 결정되었다. 이러한 크기를 갖는 처분용기는 가압경수로 사용후핵연료 집합체 4개 또는 중수로형 사용후핵연료는 297다발을 수용할 수 있는 것으로 평가되었다. 그러나 향후 처분작업의 방사선적 안전성 확보를 위하여 용기의 상하단 부위에 대한 상세 방사선차폐해석이 필요하다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권7호
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• pp.735-744
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• 2012

In order to quantify the flow distribution characteristics of APR+ reactor, a test was performed on a test facility, ACOP ($\underline{A}$PR+ $\underline{C}$ore Flow & $\underline{P}$ressure Test Facility), having a length scale of 1/5 referring to the prototype plant. The major parameters are core inlet flow and outlet pressure distribution and sectional pressure drops along the major flow path inside reactor vessel. To preserve the flow characteristics of prototype plant, the test facility was designed based on a preservation of major flow path geometry. An Euler number is considered as primary dimensionless parameter, which is conserved with a 1/40.9 of Reynolds number scaling ratio. ACOP simplifies each fuel assembly into a hydraulic simulator having the same axial flow resistance and lateral cross flow characteristics. In order to supply boundary condition to estimate thermal margins of the reactor, the distribution of inlet core flow and core exit pressure were measured in each of 257 fuel assembly simulators. In total, 584 points of static pressure and differential pressures were measured with a limited number of differential pressure transmitters by developing a sequential operation system of valves. In the current study, reactor flow characteristics under the balanced four-cold leg flow conditions at each of the cold legs were quantified, which is a part of the test matrix composing the APR+ flow distribution test program. The final identification of the reactor flow distribution was obtained by ensemble averaging 15 independent test data. The details of the design of the test facility, experiment, and data analysis are included in the current paper.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제43권2호
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• pp.50-58
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• 2018

Background: In terms of the Level 3 probabilistic safety assessment (Level 3 PSA), ingestion of food that had been exposed to radioactive materials is important to assess the intermediate- and long-term radiological dose. Because the ingestion dose is considerably dependent upon the agricultural and dietary characteristics of each country, the reliability of the assessment results may become diminished if the characteristics of a foreign country are considered. Thus, this study intends to evaluate and analyze the ingestion dose of Korean during a severe accident by completely considering the available agricultural and dietary characteristics in Korea. Materials and Methods: This study uses COMIDA2, which is a program based on dynamic food chain model. It sets the parameters that are appropriate to Korean characteristics so that we can evaluate the inherent ingestion dose of Korean. The results were analyzed by considering the accident date and food category with regard to the $^{137}Cs$. Results and Discussion: The dose and contribution of the food category depicted distinctive differences based on the accident date. Particularly, the ingestion dose during the first and second years depicted a considerable difference by the accident date. However, after the third year, the effect of foliar absorption was negligible and exhibited a similar tendency along with the order of root uptake rate based on the food category. Conclusion: In this study, the agricultural and dietary characteristics of Korea were analyzed and evaluated the ingestion dose of Korean during a severe accident using COMIDA2. By considering the inherent characteristics of Korean, it can be determined that the results of this study will significantly contribute to the reliability of the Level 3 PSA.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권4호
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• pp.941-951
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• 2016

The aim of this work is to simulate the thermohydraulic consequences of a main steam line break and to compare the obtained results with Rossendorf Coolant Mixing Model (ROCOM) 1.1 experimental results. The objective is to utilize data from steady-state mixing experiments and computational fluid dynamics (CFD) calculations to determine the flow distribution and the effect of thermal mixing phenomena in the primary loops for the improvement of normal operation conditions and structural integrity assessment of pressurized water reactors. The numerical model of ROCOM was developed using the FLUENT code. The positions of the inlet and outlet boundary conditions and the distribution of detailed velocity/turbulence parameters were determined by preliminary calculations. The temperature fields of transient calculation were averaged in time and compared with time-averaged experimental data. The perforated barrel under the core inlet homogenizes the flow, and therefore, a uniform temperature distribution is formed in the pressure vessel bottom. The calculated and measured values of lowest temperature were equal. The inlet temperature is an essential parameter for safety assessment. The calculation predicts precisely the experimental results at the core inlet central region. CFD results showed a good agreement (both qualitatively and quantitatively) with experimental results.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권9호
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• pp.821-826
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• 2016

원자력 배관 설계에는 파단전 누설(leak before break, LBB) 개념이 사용되고 있다. LBB 개념의 적용을 위해서는 관통균열을 통한 누설률을 정확하게 예측할 수 있어야 한다. 단면적이 일정한 관통균열에 대한 누설률 해석은 많이 이루어지고 있으나 실제 관찰되는 관통균열에서는 배관 내면 쪽과 외면 쪽의 단면적이 다른 경우가 많이 발생된다. 따라서 본 논문에서는 유동경로를 따라 선형적으로 변화하는 단면적을 가진 관통균열에 대하여 누설률을 평가하여 단면적의 분포가 누설률에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 클래딩 등에 의하여 두께 방향으로 이중 재료로 된 배관에 존재하는 관통균열에 대해서도 누설률을 평가하여 유동경로를 따라 달라지는 균열면 형태학적 변수가 누설률에 미치는 영향을 살펴보았다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권9호
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• pp.1143-1156
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• 2009

The SPACE code that is based on a multi-dimensional two-fluid, three-field model is under development for licensing purposes of pressurized water reactors in Korea. Among the participating research and industrial organizations, KAERI is in charge of developing the physical models and correlation packages for the constitutive equations. This paper introduces a developed wall-to-fluid heat transfer package for the SPACE code. The wall-to-fluid heat transfer package consists of twelve heat transfer subregions. For each sub-region, the models in the existing safety analysis codes and the leading models in literature have been peer reviewed in order to determine the best models which can easily be applicable to the SPACE code. Hence a wall-to-fluid heat transfer region selection map has been developed according to the non-condensable gas quality, void fraction, degree of subcooling, and wall temperature. Furthermore, a partitioning methodology which can take into account the split heat flux to the continuous liquid, entrained droplet, and vapor fields is proposed to comply fully with the three-field formulation of the SPACE code. The developed wall-to-fluid heat transfer package has been pre-tested by varying the independent parameters within the application range of the selected correlations. The smoothness between two adjacent heat transfer regimes has also been investigated. More detailed verification work on the developed wall-to-fluid heat transfer package will be carried out when the coupling of a hydraulic solver with the constitutive equations is brought to completion.