Lim, Sang Gyu;No, Hee Cheon;Lee, Sang Won;Kim, Han Gon;Cheon, Jong;Lee, Jae Min;Ohk, Seung Min
Nuclear Engineering and Technology
/
v.52
no.1
/
pp.37-50
/
2020
A passive containment cooling system (PCCS) has been developed as advanced safety feature for innovative power reactor (iPOWER). Passive systems are inherently less stable than active systems and the PCCS encountered the flashing-induced instability previously identified. The objective of this study is to develop stability maps for flashing-induced instability using MARS (Multi-dimensional Analysis of Reactor Safety) code. Firstly, we conducted a series of sensitivity analysis to see the effects of time step size, nodalization, and alternative MARS user options on the onset of flashing-induced instability. The riser nodalization strongly affects the prediction of flashing in a long riser of the PCCS, while time step size and alternative user options do not. Based on the sensitivity analysis, a standard input and an analysis methodology were set up to develop the stability maps of PCCS. We found out that the calculated equilibrium quality at the exit of the riser as a stability boundary above 5 kW/㎡ was approximately 1.2%, which was in good agreement with Furuya's results. However, in case of a very low heat flux condition, the onset of instability occurred at the lower equilibrium quality. In addition, it was confirmed that inlet throttling reduces the unstable region.
The perception of risk that firefighters have is closely related to their performance and emergency preparedness in nuclear power plant accidents. This study investigated the unique risk perception among firefighters working in nuclear power plants (NPPs) using a concept mapping method. Thirty three firefighters in NPPs participated in this study. Two core axes, "fear and control" and "coping resource", emerged in the firefighters' risk perception. In particular, the risk perception consisted of six clusters: fear of radiation exposure and low controllability; anxiety caused by the lack of control and authority; lack of trust and cooperation; lack of authority and professionals; lack of equipment, manual, and information; and lack of knowledge and training. Catastrophic expectation and a low sense of control caused by the lack of responsive resources were the main factors that increase the risk perception. The theoretical and practical contributions of this study were discussed.
Investigations on the molten-pool sloshing behavior are of essential value for improving nuclear safety evaluation of Core Disruptive Accidents (CDA) that would be possibly encountered for Sodium-cooled Fast Reactors (SFR). This paper is aimed at synthesizing the knowledge from our recent studies on molten-pool sloshing behavior with solid particles conducted at the Sun Yat-sen University. To better visualize and clarify the mechanism and characteristics of sloshing induced by local Fuel-Coolant Interaction (FCI), experiments were performed with various parameters by injecting nitrogen gas into a 2-dimensional liquid pool with accumulated solid particles. It was confirmed that under different particle-bed conditions, three representative flow regimes (i.e. the bubble-impulsion dominant, transitional and bed-inertia dominant regimes) are identifiable. Aimed at predicting the regime transitions during sloshing process, a predictive empirical model along with a regime map was proposed on the basis of experiments using single-sized spherical solid particles, and then was extended for covering more complex particle conditions (e.g. non-spherical, mixed-sized and mixed-density spherical particle conditions). To obtain more comprehensive understandings and verify the applicability and reliability of the predictive model under more realistic conditions (e.g. large-scale 3-dimensional condition), further experimental and modeling studies are also being prepared under other more complicated actual conditions.
Licensing the next-generation of nuclear reactor designs requires extensive use of Modeling and Simulation (M&S) to investigate system response to many operational conditions, identify possible accidental scenarios and predict their evolution to undesirable consequences that are to be prevented or mitigated via the deployment of adequate safety barriers. Deep Learning (DL) and Artificial Intelligence (AI) can support M&S computationally by providing surrogates of the complex multi-physics high-fidelity models used for design. However, DL and AI are, generally, low-fidelity 'black-box' models that do not assure any structure based on physical laws and constraints, and may, thus, lack interpretability and accuracy of the results. This poses limitations on their credibility and doubts about their adoption for the safety assessment and licensing of novel reactor designs. In this regard, Physics Informed Neural Networks (PINNs) are receiving growing attention for their ability to integrate fundamental physics laws and domain knowledge in the neural networks, thus assuring credible generalization capabilities and credible predictions. This paper presents the use of PINNs as surrogate models for accidental scenarios simulation in Nuclear Power Plants (NPPs). A case study of a Loss of Heat Sink (LOHS) accidental scenario in a Nuclear Battery (NB), a unique class of transportable, plug-and-play microreactors, is considered. A PINN is developed and compared with a Deep Neural Network (DNN). The results show the advantages of PINNs in providing accurate solutions, avoiding overfitting, underfitting and intrinsically ensuring physics-consistent results.
Jishen Li ;Bin Zhang ;Pengcheng Gao ;Fan Miao ;Jianqiang Shan
Nuclear Engineering and Technology
/
v.55
no.7
/
pp.2628-2641
/
2023
Nuclear safety is the lifeline for the development and application of nuclear energy. In severe accidents of pressurized water reactor (PWR), aerosols, as the main carrier of fission products, are suspended in the containment vessel, posing a potential threat of radioactive contamination caused by leakage into the environment. The gas-phase aerosols suspended in the containment will settle onto the wall or sump water through the natural deposition mechanism, thereby reducing atmospheric radioactivity. Aiming at the low accuracy of the aerosol model in the ISAA code, this paper improves the natural deposition model of aerosol in the containment. The aerosol dynamic shape factor was introduced to correct the natural deposition rate of non-spherical aerosols. Moreover, the gravity, Brownian diffusion, thermophoresis and diffusiophoresis deposition models were improved. In addition, ABCOVE, AHMED and LACE experiments were selected to validate and evaluate the improved ISAA code. According to the calculation results, the improved model can more accurately simulate the peak aerosol mass and respond to the influence of the containment pressure and temperature on the natural deposition rate of aerosols. At the same time, it can significantly improve the calculation accuracy of the residual mass of aerosols in the containment. The performance of improved ISAA can meet the requirements for analyzing the natural deposition behavior of aerosol in containment of advanced PWRs in severe accident. In the future, further optimization will be made to address the problems found in the current aerosol model.
The sodium cooled fast reactor (SFR) is one of the Gen-IV reactors with the most operating experience accumulated. Although the technology level is the most mature among the Gen-IV reactors, there is still a safety problem that has not been solved, which is the sodium-water reaction. Since sodium and water are separated only by a heat transfer tube with a thickness of only a few mm, there is inherently a risk of a sodium-water reaction (SWR) accident in the SFR. In this study, it is attempted to quantitatively evaluate the resistance of SWR accidents by replacing the shell and tube steam generator with printed circuit steam generator (PCSG) as a method to mitigate the SWR accident. To do this, a CATS-S (Compact Accident Tolerance Steam Generator-SWR) facility was designed and built. And for the quantitative evaluation of accident resistance, a methodology for measuring the impingement wastage rate was established. As a result of this research, the impingement wastage rate caused by SWR generated in a PCSG was measured first time. It was confirmed that the impingement wastage phenomenon was suppressed in the PCSG, and the accident resistance was higher than that of the SWR through comparison with the experimental results performed in the existing shell and tube steam generator. In conclusion, a PCSG is more resistant to impingement wastage as a result of the SWR accident than existing shell and tube steam generators, and it is estimated that a PCSG can mitigate SWR accidents, an inherent problem of SFR.
Kim, Dong-Joo;Kim, Keon Sik;Kim, Dong Seok;Oh, Jang Soo;Kim, Jong Hun;Yang, Jae Ho;Koo, Yang-Hyun
Nuclear Engineering and Technology
/
v.50
no.2
/
pp.253-258
/
2018
A microcell $UO_2$ pellet, as an accident-tolerant fuel pellet, is being developed to enhance the accident tolerance of nuclear fuels under accident conditions as well as the fuel performance under normal operation conditions. Improved capture-ability for highly radioactive and corrosive fission product (Cs and I) is the distinct feature of a ceramic microcell $UO_2$ pellet, and the enhanced pellet thermal conductivity is that of a metallic microcell $UO_2$ pellet. The fuel temperature can be effectively decreased by enhanced thermal conductivity. In this study, the material concepts of metallic and ceramic microcell $UO_2$ pellets were designed, and the fabrication process of microcell $UO_2$ pellets embodying the designed concept was developed. We successfully implemented the microcell $UO_2$ pellets and produced microcell $UO_2$ pellets. In addition, an assessment of the out-of-pile properties of a microcell $UO_2$ pellet was performed, and the in-reactor performance and behavior of the developed microcell pellets were evaluated through a Halden irradiation test. According to the expectations, the excellent performance of the microcell $UO_2$ pellets was confirmed by the online measurement data of the Halden irradiation test.
Wu, Xiangcheng;Yan, Changqi;Meng, Zhaoming;Chen, Kailun;Song, Shaochuang;Yang, Zonghao;Yu, Jie
Nuclear Engineering and Technology
/
v.48
no.6
/
pp.1321-1329
/
2016
To get an insight into the operating characteristics of the passive residual heat removal system of molten salt reactors, a two-phase natural circulation test facility was constructed. The system consists of a boiling loop absorbing the heat from the drain tank, a condensing loop consuming the heat, and a steam drum. A steady-state experiment was carried out, in which the thimble temperature ranged from $450^{\circ}C$ to $700^{\circ}C$ and the system pressure was controlled at levels below 150 kPa. When reaching a steady state, the system was operated under saturated conditions. Some important parameters, including heat power, system resistance, and water level in the steam drum and water tank were investigated. The experimental results showed that the natural circulation system is feasible in removing the decay heat, even though some fluctuations may occur in the operation. The uneven temperature distribution in the water tank may be inevitable because convection occurs on the outside of the condensing tube besides boiling with decreasing the decay power. The instabilities in the natural circulation loop are sensitive to heat flux and system resistance rather than the water level in the steam drum and water tank. RELAP5 code shows reasonable results compared with experimental data.
Kim, Daejong;Lee, Jisu;Chun, Young Bum;Lee, Hyeon-Geun;Park, Ji Yeon;Kim, Weon-Ju
Composites Research
/
v.35
no.3
/
pp.161-174
/
2022
SiC fiber-reinforced SiC matrix composite is a promising accident-tolerant fuel cladding material to improve the safety of light water nuclear reactors. Compared to the current zirconium alloy fuel cladding as well as metallic accident-tolerant fuel cladding, SiC composite fuel cladding has exceptional accident-tolerance such as excellent structural integrity and extremely low corrosion rate during severe accident of light water nuclear reactors, which reduces reactor core temperature and delays core degradation processes. In this paper, we introduce the concept, technical issues, and properties of SiC composite accident-tolerant fuel cladding during operation and accident scenarios of light water nuclear reactors.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
/
v.22
no.5
/
pp.949-957
/
2000
This study investigates the remediation of the phenol or PNP(p-Nitrophenol) contaminated soils in a slurry reactor by a pure culture, P-99. The application of a pure culture for the phenol decontamination make the degradation rate three times faster than that of the mixed activated sludge. The destruction of 300 mg/L phenol was completed in 26 hours. As 1 mg of phenol was added, 0.1457 mg of microorganism was grown in the medium. The pure culture could not utilizes PNP, one of the xenobiotics, as a growth substrate. When the bacteria was induced by phenol enrichment medium. PNP could be effectively transformed with cometabolic process. The induction of the bacteria requires 1 mg of phenol for the destruction of 0.027 mg PNP. When PNP concentration in the medium contained phenol and PNP increased. the degradation rate of phenol was decreased. The degradation rate of phenol and PNP in the slurry reactor was about two times faster than in the reactor without slurry because of higher dissolved oxygen supply in the aqueous phase and adsorption on the surface of the soil.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.