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Study on Decay Characteristics Change of Spent Fuel Materials by DUPIC Fuel Cycle
Park,Hyun-Soo,Ko,Won-Il,Lee,Jae-Sol,Choi,Jong-Won 대한방사선 방어학회 1996 방사선방어학회지 Vol.21 No.1
DUPIC핵연료주기로 인해 변화하는 경수로 사용후핵연료 물질의 핵종별 농도, 방사능, 붕괴열, 위해지수 및 방사선원항등을 시간의 함수로 그 변화특성을 분석하고, 각 인자별로 크게 영향을 미치는 주요핵종의 거동을 물질농도 측면에서 추적.분석평가한다. 방사성물질 농도에 있어서 연소도 19,000 MWD/MTU의 사용후 DUPIC핵연료에 존재하는 악티나이드 양은 연소도 35,000 MWD/MTU의 경수로 사용후 핵연료에 비해 약 2% 감소한 반면, 핵분열생성물의 양은 약 20% 증가된 것으로 나타났다. 그리고 사용후 DUPIC핵연료의 방사능 및 붕괴열은 일반적인 사용후핵연료 특성과는 달리, 방사성물질 농도 변화와 비레하지 않는 것으로 나타났다. 사용후 DUPIC핵연료가 갖는 감마 스팩트럼을 경수로핵연료의 경우와 비교해 볼 쌔, 전체적인 특징은 사용후 DUPIC핵연료의 경우가 0.01~0.575 MeV의 낮은 에너지 범위에서는 경수로핵연료보다 약 40-50% 자은 감마선 세기를 보여주고 있으나, 3.5. MeV이상의 높은 에너지 범위에서는 사용후 DUPIC핵연료의 감마선 세기가 훨씬 크게 나타났다. 중성자 선원항은 모두 악티나이드 물질의(α,η) 반응 및 자발핵분열에 의해 결정되고 있꼬, 특히 Cm-244의 자발 핵분열에 의한 중성자 선원이 지배적인 것으로 나타났다. 이런 이유 때문에 Cm0244의 농도가 약 3.3배 큰 사용후 DUPIC핵연료의 중성자 선원이 경수로 핵연룐보다 4배 이상 크게 나타났다. The change in spent fuel characteristis by DUPIC fuel cycle(burnup of spent PWR fuel again in CANDU) is examined with time elapse sine discharge. Major characteristics examined include isotopic concentration, radioactivity, decay heat, radiotoxicity and radiation source-term of spent fuel material, whcih is existing in a type of spent PWR and DUPIC fuel. Behaviors of major muclides contributing to such changes are also analyzed in terms of radionculide concentration. From the analysis, the change in radionuclide concentration by DUPIC shows approximately 2% decrease in actinides concentration and 20% increqase in fission products concentration.Raidoactivity and decay heat of spent DUPIC fuel does not depend upon radionclides concentrations, which is a unique in sence of general characteristics of spent fuel. In terms of gamma spectrum, spent CUPIC fuel shows lower values than that of spent PWR frel by 40 to 50% in the range of 0.01∼0.575 MeV but much higher over 3.5 Mev. Neutron intensities of both spent fuels are mainly determined by (α, n) reaction and spontaneous fission reaction of actinides. Of them, especially, the spontaneous fission reaction is a mojor neutron source-term, with causes that neutron intensities of spent DUPIC fuel having ∼3.3 times higher Cm-244 concentration are ∼4 times higher than that of spkent PWR fuel.