• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.609-613
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• 2003

사용후핵연료 및 방사성물질을 저장하기 위한 저장시스템은 사용후핵연료를 저장하는 동안 안전성 문제를 야기하지 않도록 격납을 설계하고 평가하여야 하며, 격납 평가는 ANSI Nl4.5 또는 ISO 12807에서 규정하고 있는 절차에 따른 허용 누설률을 계산하여 평가할 수 있다. 따라서, ISO 12807에서 규정한 평가방법에 따라 PWR 사용후핵연료 24 다발을 저장하였을 경우와 금속전환체 24다발을 저장하였을 경우에 대한 허용 누설률을 평가하였다. OWR 사용후핵연료 24다발을 저장하였을 경우 허용 누설률은 $1.38{\times}10_{-10}m_3/s$로, 금속전환체 24다발을 저장하였을 경우 $4.46{\times}10_{-10}m_3/s$로 평가되었다. 따라서, 사용후핵연료를 저장하였을 경우보다 금속전환체를 저장하였을 경우 격납 조건이 수월해 짐을 알 수 있었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.509-514
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• 1998

ORIGEN-S 전산코드로 계산된 가압경수로(PWR)사용후핵연료 내에 존재하는 방사성핵종비 $^{134}$ Cs/$^{137}$Cs 및 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs 를 감마선 분광실험으로 측정한 값과 비교하여 핵연료의 연소도를 결정하였다. 고리 1호기 및 2호기 사용후핵연료봉에 대한 감마선 분광실험을 한국원자력연구소 조사재시험시설(IMEF)과 조사후시험시설(PIEF)의 시험기기 및 장치를 이용하여 수행하고 이 결과로부터 $^{134}$ Cs/$^{137}$Cs 와 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs 의 핵종비를 측정하였다. 이와 별도로 사용후핵연료의 연소도, 냉각시간, 초기농축도등에 따른 $^{134}$ Cs/$^{137}$Cs 와 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs의 핵종비를 ORIGEN-S 코드로 계산을 하였으며, 이 핵종비와 연소도 사이의 관계를 회귀분석하여 2차 다항식 함수로 유도하였다 이관계식과 감마선 분광실험으로 측정한 $^{134}$ Cs/$^{137}$Cs와 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs 의 핵종비를 이용하여 각각의 연소도를 결정할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제17권1호
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• pp.1-7
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• 1985

원자력 발전소의 조사후 핵연료 저장풀에시 조사후 핵연료 집합체에 대한 감마선 분광분석 실험을 비파괴적인 방법으로 수행하였다. 조사후 핵연료 집합체가 갖는 연소분포를 알기 위해서 1차핵분열 생성물과 2차핵분열 생성물간의 감마선 강도비인 $^{134}$ Cs$^{137}$Cs을 사용했으며 그 결과는 이들 집합체가 노심내에서 연소시에 가졌든 중성자 분포의 기대치와 상응하였다. 이로부터 감마선 강도비 $^{134}$ Cs$^{137}$Cs은 연소도 해석을 위한 좋은 인디케이터임을 확인하였다. 핵물질의 안전관리면에서 중요시되고 있는 조사후 핵연료의 냉각시간을 감마선 강도비 $^{144}$ Ce$^{137}$Cs을 사용하여 구했으며 이를 핵연료 관리기록에 의한 냉각시간과 비교해 본 결과 각각 2%, 10%이내의 차이를 나타내었다. 이로부터 본 실험에서 냉각시간을 하기 위해서 유도한 방정식을 단일 주기로 연소된 핵연료에 대해서 사용할 수 있음을 실증하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.476-481
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• 1998

본 연구에서는 PWR 핵연료집합체를 금속 전환시켜 형성된 금속저장체에 대한 온도분포를 계산하였다. 해석모델은 PWR 핵연료집합체 2개 및 4개를 1개의 금속저장체로 전환한 경우로 하였다. PWR 핵연료를 금속 전환할 경우 금속전환 과정에서 Sr과 Cs를 선택적으로 제거함으로서 냉각부하를 약 1/2로 줄일 수 있고 체적을 약 1/4로 줄일 수 있는 잇점이 있다. 열해석 결과 2 PWR 핵연료 금속저장체에서 저장시스템 주변 공기의 온도가 50 $^{\circ}C$ 인 경우, 금속 연료봉의 최고온도는 164 $^{\circ}C$로 나타났다. 또한, 4 PWR 핵연료 금속저장체의 경우 금속 연료봉의 최고온도는 사각형 저장체에서 193 $^{\circ}C$, 육각형 저장체에서 183 $^{\circ}C$ 로 나타났다. 따라서 건식 저장에서 연료봉의 온도를 낮게 하기 위해서는 저장 밀도를 높일 수 있는 연료봉 밀집화 (rod consolidation) 방식이 경제성 측면뿐만 아니라 열안전성 측면에서도 유리한 것으로 나타났다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.381-387
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• 2003

가압 경수로 사용후핵연료봉을 재처리하는 과정에서 발생되는 hull은 고준위 방사성폐기물로 분류되고 있다. 본 논문에서는 연소도 32,000MWd/tU, 냉각기간 15년(고리 1호기 cycle 4-7)인 PWR 사용후핵연료의 건식처리 공정에서 발생한 hull에 대하여 방사능적 특성 실험을 수행하였고, 문헌 조사 및 관련 코드의 계산을 통하여 가압 경수로 사용후핵연료 hull에 대한 방사화학적 특성을 조사하였다. 이를 토대로 hull에 부착되어 있는 핵물질을 레이저 또는 플라즈마 등의 건식 방법으로 제거함으로써 hull의 방사능을 저감시켜 중저준위 폐기물화하는 방안을 제시하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.545-550
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• 1998

PWR 사용후핵연료 내에 존재하는 $^{134}$ Cs/$^{137}$Cs 및 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs의 감마선 핵종비를 써서 각각 연소도를 결정하고, 그들의 차이가 최소가 되는 시간을 찾는 방법으로 사용후핵연료의 냉각시간을 결정하였다. $^{134}$ Cs/$^{137}$ Cs 및 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs의 핵종비로부터 연소도를 구하는 방법은 이들 핵종비에 대한 ORIGEN-5 코드 계산과 감마스캐닝 실험 결과를 비교하는 것이었다$^{[1]}$ . 사용후핵연료의 냉각시간을 임의의 시간으로 가정하고 핵종비 $^{134}$ Cs/$^{137}$ Cs을 써서 구한 연소도와 $^{154}$ Eu/$^{137}$Cs를 써서 구한 연소도의 차이를 계산했으며, 이 차이는 실제 측정대상 핵연료의 냉각시간에서 최소가 될 것을 기대하였다. 감마선 방출 핵분열생성물인 $^{134}$ Cs와 $^{154}$ Eu는 비교적 긴 반감기를 갖고 있으면서도 또 이들의 반감기 차이가 약 6.4년이나 되므로 기존의 방법$^{[2]}$ 에 비해 넓은 범위의 냉각시간을 정확하게 측정할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권4호
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• pp.243-251
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• 2015

국내 원자력발전은 현재 두 번째로 큰 전력 공급 방법이며 원전의 수 역시 증가되는 것으로 계획되어 있다. 그러나, 원자력발전에 의해 발생되는 사용후핵연료에 대해서는 아직 명확한 관리 정책이 확립되어 있지 않다. 원자로 이 후 핵물질 흐름과 관련된 후행 핵연료주기는 사용후핵연료 관리를 위한 기술들의 집합이다. 따라서, 사용후핵연료 관리 정책은 핵연료주기 선택과 함께한다. 핵연료주기 선택의 중요 항목은 경제성으로 이는 사적비용과 함께 외부비용을 더해 결정되어야 한다. 직접비용 인 사적비용과 달리 간접비용인 외부비용에 대한 연구는 원전에 집중되어 있으며 핵연료주기에 대한 연구는 없는 상황이다. 본 연구에서는 핵연료주기에 적용할 수 있는 외부비용 항목들을 도출하고 정량화를 시도하였다. 핵연료주기 외부비용 평가를 위해 고려될 수 있는 핵연료주기로 OT(직접처분), DUPIC(PWR-CANDU 연결), PWR-MOX(PWR 습식재처리), Pyro-SFR (파이로 처리와 고속로 연계)의 네 가지를 선정하였다. 원자력발전의 외부비용 평가에 고려되었던 항목들을 분석하여 핵연료주기에서 에너지 공급 안보비용, 사고위험비용과 수용성 비용을 외부비용 항목으로 도출하고 추산하였다.

• 분석과학
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• 제16권2호
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• pp.110-116
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• 2003

사용 후 핵연료의 화학특성 연구를 위하여 요오드의 분리와 정량에 관한 연구를 수행하였다. 사용 후 핵연료를 용해시키는 과정에서 핵연료 중에 CsI로 존재하는 요오드가 $I_2$로 산화되어 휘발되지 않도록 질산과 염산의 혼합산 (80:20 mol%)을 이용하여 비휘발성 ${IO_3}^-$­로 안정화시켰다. 2.5 M $HNO_3$ 매질에서 $NH_2OH{\cdot}HCl$을 이용하여 $I_2$로 환원시킨 후 사염화탄소로 추출하여 우라늄과 핵분열생성물로부터 분리, 회수하였다. 0.1 M $NaHSO_3$을 사용하여 요오드를 역추출하였으며 수용액층으로 회수된 요오드를 이온 크로마토그래피로 정량하였다. 방사성 물질 분석에 적합한 이온 크로마토그래피/차폐 시스템을 구성하였으며 42,000~44,000 MWd/MtU 의 연소도를 갖는 사용후핵연료를 대상으로 요오드를 분석한 결과 Origin 2 연소도 전산코드에 의한 계산결과인 $324.5{\sim}343.6{\mu}g/g$와는 -8.3~-0.5%의 편차를 나타내었다.

• 분석과학
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• 제11권6호
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• pp.421-428
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• 1998

사용후핵연료의 화학특성을 규명하기 위하여 시료 중에 함유되어 있는 핵분열생성물 중 Zr을 분리, 정제하는 연구를 수행하였다. 우라늄과 핵분열생성물 대신 비방사성 금속이온들로 구성된 사용후핵연료 모의 용해용액을 시료로 사용하였다. 12 M HCl 용액으로 전처리한 Dowex $1{\times}8$ 음이온교환수지관에서 Ce, Nd, Cs, Rb, Ba, Sr, Ru, Rh, Pd, Ag 및 Cd을 용리시킨 후 5 M HCl 용액으로 Zr을 95% 이상 분리, 회수할 수 있었다. 용출액에 함유되어 있는 Zr 동위원소의 동중원소인 Mo을 제거하기 위하여 5 M HCl 용액으로 전처리한 Dowex $1{\times}8$ 음이온교환수지관에서 정제하였으며, 실제 PWR 사용후핵연료에 함유되어 있는 Zr 분리, 정제에 적용하여 질량분석한 결과 Mo 및 Sr에 의한 동중원소 영향이 나타나지 않았다.

• 원자력산업
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• 제4권6호통권22호
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• pp.19-23
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• 1984

현재 우리나라에는 3기의 원전이 운전중에 있으며 6기가 건설중에 있다. 즉, 2기의 가압경수로(PWR)의 1기의 가압중수로(HWR)가 운전중에 있으며 건설중인 것은 모두 PWR이다. 현재 추진되고 있는 원전계획을 수행하면, 1990년에는 사용후핵연료가 년간 약200톤씩 방출될 것이며, 2000년에는 500톤 정도가 방출되게 된다. 이와 같은 핵사용후연료는 현재 소내저장하고 있으나 '90년대 중반 부터는 소내저장용량이 한계에 달하게 될 것으로 전망되고 있다. 따라서 본교에서의 이와 같은 소내저장 한계성에 대처할 수 있는 가능한 방안을 검토하고, 이를 경제성 측면에서 분석하고자 하였다. 사용후핵연료의 관리방안에 대한 경제성 분석을 위해서는 장래의 원전계획, 원자로형 및 핵연료주기방식 등에 대한 여러 가지 가정이 필요하게 된다. 원전계획은 정부에서 발표한 $\ulcorner$5차5개년 수정계획$\lrcorner$에 의거하여 원전시설용량은 현재의 2GWe에서 2000년에는 22GWe로, 2025년에는 44GWe로 늘어나는 것으로 보았다. 이와 같은 원전계획을 바탕으로 6가지 핵연료주기에 관한 시나리오를 설정하였다. 즉, 사용후핵연료를 비순환방식으로 운영하는 2가지 경우, 순환방식으로 운영되는 3가지 경우 그리고 FBR에 활용하는 1가지의 경우에 대하여 검토하였다. 사용후핵연료의 관리방식에 따른 장기적인 안목에서의 경제성 분석은 핵연료주기비용 뿐만아니라 원전의 투자비도 함께 분석하는 것이 합리적이며, 따라서 본교에서는 계획기간 동안의 6가지 시나리로에 따른 원전 및 핵연료주기에 관한 총 투자비를 비교하였고, 1982년 가격으로 현가화한 단가도 비교${\cdot}$검토 하였다. 이와 같은 6가지 시나리오에 대한 경제성을 비교해 본 결과, 핵연료주기선택의 경제성평가에 큰 영향을 주는 핵연료주기요소는 재처리비, 재처리시 방출되는 폐기물의 처리${\cdot}$처분비 그리고 사용후핵연료 저장방식으로 판명되었으며 6가지 시나리오에 대한 경제성 비교평가 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 단기적인 안목에서는 소내저장용량을 확장하는 방안이 가장 바람직하며, 중기적인 관점에서는 소외집중저장설비가 활발히 수행되는 시점에서는 사용후핵연료를 재처리하여 재활용하는 방안도 강구되어야 할 것이다.