• 한국안전학회지
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• 제29권4호
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• pp.15-22
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• 2014

As the risk of the various external risk was increased, a study on the integrity assessment of the nuclear transport cask was needed. In this paper, an integrity assessment of the nuclear transport cask under the ballistic impact was studied. The projectile with L/D = 5 was used in simulation. The applied head shapes of the projectile were five types such as flat shape, conical shape, hemispherical shape, truncated conical and sliced flat shape, respectively. The range on the velocity of the projectile was 85 m/s to 680 m/s. The cask body of the nuclear transport cask was not penetrated by the projectile speed up to Vprojectile = 510 m/s. As the cask body was penetrated by the all types projectile with Vprojectile = 680 m/s and the cask lead in the nuclear transport cask was collided with the projectile. As the projectile moved to 31.3 mm in the cask lead, the cask lead was not penetrated by the projectile with Vprojectile = 680 m/s. The integrity assessment on the nuclear transport cask under ballistic impact up to Vprojectile = 680 m/s was obtained.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제14권4호
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• pp.196-203
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• 1982

본 논문에서는 고리 1호기의 기사용 핵연료 집합체를 수송하기 위한 Cask를 설계하였다. 이를 위하여 고리 1호기의 기사용 핵연료 집합체로부터 방출되는 감마선과 중성자를 계산하여 MORSE 및 ANISN전산 코드로써 차폐 계산을 수행하였다. 그 결과, 9개의 집합체를 동시에 수송할 수 있는 Steel Cask가 가장 적합하다는 것을 밝혔다. 이 Steel Cask에 대한 안전성을 평가하기 위하여 연료봉의 중심 온도와 복재온도를 계산하여 핵연료의 용융점보다 훨씬 낮음을 증명하였다. 또한 KENO와 MORSE전산 코드를 사용하여 임계도 계산을 수행하여 미임계 상태임을 증명하였다. 이로써 9개의 기사용 핵연료 집합체를 동시에 수송할 수 있는 Steel Cask를 간단히 설계하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제20권1호
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• pp.65-70
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• 1988

PWR사용 후 핵연료 집합체 4개를 장전한 수 있는 납/Resin차폐체형 수송용기에 대한 방사선 차폐해석을 수행하였다. 이때 차폐효과를 유지하면서도 전체중량이 최소화되도록 차폐재를 선택하였다. 방사선윈은 ORIGEN 전산코드로 계산하여 얻었으며, 사용후 핵연료의 연소도를 38,000 MWD/MTU 그리고 냉각기간을 3년으로 가정하였다. 수송용기의 외부 표면에서 1m거리에서 나타나는 감마선 그리고 중성자의 선량율은 ANISN전산코드로 계산하여 얻었다. 계산된 총방사선 선량율은 정상 및 가상 사고조건하에서도 국내 법규에 규정된 기준치 이내에서 만족하는 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권1호
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• pp.73-80
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• 2014

A concrete cask is an option for spent nuclear fuel interim storage. A concrete cask usually consists of a metallic canister which confines the spent nuclear fuel assemblies and a concrete overpack. When the overpack undergoes a missile impact, which might be caused by a tornado or an aircraft crash, it should sustain an acceptable level of structural integrity so that its radiation shielding capability and the retrievability of the canister are maintained. A missile impact against a concrete overpack produces two damage modes, local damage and global damage. In conventional approaches [1], those two damage modes are decoupled and evaluated separately. The local damage of concrete is usually evaluated by empirical formulas, while the global damage is evaluated by finite element analysis. However, this decoupled approach may lead to a very conservative estimation of both damages. In this research, finite element analysis with material failure models and element erosion is applied to the evaluation of local and global damage of concrete overpacks under high speed missile impacts. Two types of concrete overpacks with different configurations are considered. The numerical simulation results are compared with test results, and it is shown that the finite element analysis predicts both local and global damage qualitatively well, but the quantitative accuracy of the results are highly dependent on the fine-tuning of material and failure parameters.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제15권4호
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• pp.248-255
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• 1983

하나의 PWR 핵연료 집합체를 수송할 수 있는 사용후 핵연료 수송용기에 대한 열해석을 수행하였다. 정상 및 화재사고 조건하에서 수송용기에 대한 온도분포는 10CFR Part 71에서 제시한 조건에 맞도록 계산하였다. 붕괴열은 연소도가 45,000 MWD/MTU이고 사용후 핵연료 저장실에서 300일 냉각기간을 가질 KNU 5&6 핵연료 집합체를 고려하였다. 계산결과 화재사고시 dry cavity조건하에서 핵연료 피복관의 최대온도가 455$^{\circ}C$로 계산되었으며, 이 간은 10CFR Part 50.46에 규정된 최대 피복관 제한치 보다 훨씬 낮게 나타났다. 이것은 수송용기의 운반중에 화재사고 조건하에서도 핵연료 피복관의 파손이 일어나지 않는 것으로 설명된다. 그리고 중요 차폐체인 납의 용융도 일어나지 않았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권4호
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• pp.228-236
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• 1995

본 연구에서는 비파괴검사 방법의 하나인 gamma scanning test에 의한 대단위 차폐체의 결함을 평가하는 방법을 제시하고 방사선 차폐를 해석하는 유용한 방법중의 하나인 Monte Carlo 코드로 이에 대한 검증을 하였다. Gamma scanning test로 차폐체의 결함을 평가하기 위한 모델은 원통형 차폐체를 대상으로 하였다. 먼저 방사성물질 운반용기에 대한 설계기준에 따라 기준차폐체를 설치하여 Co-60 선원과 섬광계수기로 기준치를 측정하고, 그 다음 실물의 원통형 차폐체를 측정하였다. 기준치로 원통형 차폐체의 납두께를 환산한 결과 결함두께는 최대 12mm로 평가되었다. 이를 검증하기 위한 MCNP 코드의 계산에서는 결함두께가 실험적 결과에 비해 4.1%에 해당하는 최대 11.6mm를 나타내었으며, 두 결과가 만족할 정도로 일치함을 보여주고 있다. 따라서 이러한 평가방법은 방사성물질을 사용하는 시설에 설치되는 대단위 방사선 차폐체나 대용량의 운반용기 차폐능 검사시 현장에서 적용시킬 수 있으며 측정치의 신뢰도를 제고할 수 있다. 앞으로 보다 정확한 측정을 위하여 차폐체의 두께 측정결과가 화면에 직접 표시되는 측정장치의 연구 개발이 요구된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권4호
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• pp.455-472
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• 2018

국내의 사용후핵연료가 증가함에 따라 사용후핵연료 저장조는 곧 포화가 될 것으로 예상된다. 따라서 사용후핵연료 건식저장 운영 및 관리 방안에 대해 연구하는 것은 매우 중요하다. 미국에서는 오랜 기간 건식저장을 운영해왔으며 이를 바탕으로 사용후핵연료 건식저장 운영 및 관리 방안에 대해 많은 연구가 수행되고 있다. 그러나 우리나라에서는 경수로 사용후핵연료건식저장 경험이 없으며 관련 관리방안 및 구체적인 기준이 매우 부족한 현실이다. 건식저장기간 동안 주요한 이슈중의 하나는 건식저장용기 열화현상이며 대표적으로 응력부식균열에 의한 부식현상이 있다. 미국에서는 U.S. DOE, U.S. NRC, 그리고 EPRI 주관 아래 건식저장 캐니스터에서의 염화물 응력부식균열에 관한 많은 연구들을 수행하고 있다. 또한 건식저장 캐니스터의 염화물 응력부식균열 현상을 설명하기 위해 SNL에서는 확률론적 응력부식균열 모델을 제시하였다. 본 논문에서는 SNL에서 제시한 확률론적 응력부식균열 모델을 검토하였으며 모델에 제시된 주요인자들을 세세하게 분석하였다. 본 논문은 우리나라에서 스테인리스 스틸로 제작된 캐니스터를 경수로 사용후핵연료 건식저장으로 이용할 경우, 건식저장 운영 및 관리 방안을 구축하는 대에 좋은 참고문헌이 될 것이라 사료된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제43권5호
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• pp.405-412
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• 2011

Used nuclear fuel will likely be stored dry for extended periods of time in the USA. Until a final disposition pathway is chosen, the storage periods will almost definitely be longer than were originally intended. The ability of the important-tosafety structures, systems, and components (SSCs) to continue to meet storage and transport safety functions over extended times must be determined. It must be assured that there is no significant degradation of the fuel or dry cask storage systems. Also, it is projected that the maximum discharge burnups of the used nuclear fuel will increase. Thus, it is necessary to obtain data on high burnup fuel to demonstrate that the used nuclear fuel remains intact after extended storage. An evaluation was performed to determine the conditions that may lead to failure of dry storage SSCs. This paper documents the initial technical gap analysis performed to identify data and modeling needs to develop the desired technical bases to ensure the safety functions of dry stored fuel.