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Ho-seog Dho,Tae-man Kim,Chun-Hyung Cho 한국방사성폐기물학회 2015 방사성폐기물학회지 Vol.13 No.2
경수로 사용후핵연료 수송/저장용기의 핵임계 해석은 사용후핵연료내의 악티나이드핵종 및 핵분열생성물 함유량에 대한 불확실성을 이유로 신연료로 가정된 가상의 연료를 선정하여 평가해오고 있다. 그러나 이러 한 평가방법은 용기 설계 시 과도한 임계여유도를 유도하여 경제적 손실을 유발할 수 있는 단점이있다. 이 와 같은 단점을 극복하기 위하여 최근 연소도이득효과(burnup credit, BUC)를 반영한 수송저장용기의 설계 및 상용화를 위한 연구가 추진되었다. 이에 본 연구에서는 한국원자력환경공단에서 개발중인 금속겸용용기 를 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 노심운전 인자 중 저농축, 고연소도일 때 비출력에 따른 핵임계 변화가 크게 평가되었으며, 고연소도 사용후핵연료에 서 End effect가 양의 값을 나타내었다. 특히 오장전에 의한 유효증배계수는 최대 0.18467증가하였으므로, 연소도이득효과를 적용할 경우 필수고려사항임을 확인하였다. 본 연구결과는 국내모델(금속겸용용기)의 연 소도 이득효과 적용기술 개발 및 사용후핵연료 장전 시 일어날 수 있는 오장전 사고를 방지하기 위한 운영 절차 개발에 참고자료로 활용될 수 있다. In general, conventional criticality analysis for spent fuel transport/storage systems have been performed based on the assumption of fresh fuel concerning the potential uncertainties from number density calculations of actinide nuclides and fission products in spent fuel. However, these evaluation methods cause financial losses due to an excessive criticality margin. In order to overcome this disadvantage, many studies have recently been conducted to design and commercialize a transportation and storage cask applied to the Burnup Credit (BUC). This study conducted an assessment to ensure criticality safety for reactor operating parameters, axial burn-up profiles and misload accident conditions, which are the factors that are likely to affect criticality safety when the BUC is applied to the dual-purpose cask under development at the KOrea RADioactive waste agency (KORAD). As a result, it was found that criticality resulting from specific power, changed substantially and relied on conditions of low enrichment and high burn-up. Considering the end effect in the case of high burn-up produced a positive-definite result. In particular, the increment of maximum effective multiplication factors due to misloading was 0.18467, confirming that misload is a factor that must be taken into account when applying the BUC. The results of this study may therefore be utilized as references in developing technologies to apply the BUC to domestic models and operational procedures or preventing any misload accidents during the process of spent fuel loading.
Dho, Ho-Seog,Seo, Myung-Hwan,Kim, Rin-Ah,Kim, Tae-Man,Cho, Chun-Hyung Korean Radioactive Waste Society 2020 방사성폐기물학회지 Vol.18 No.4
Currently, radioactive waste for disposal has been restricted to low and intermediate level radioactive waste generated during operation of nuclear power plants, and these radioactive wastes were managed and disposed of the 200 L and 320 L of steel drums. However, it is expected that it will be difficult to manage a large amount of decommissioning waste of the Kori unit 1 with the existing drums and transportation containers. Accordingly, the KORAD is currently developing various and large-sized containers for packaging, transportation, and disposal of decommissioning waste. In this study, the radiation exposure doses of workers and the public were evaluated using RADTRAN computational analysis code in case of the domestic on-road transportation of new package and transportation containers under development. The results were compared with the domestic annual dose limit. In addition, the sensitivity of the expected exposure dose according to the change in the leakage rate of radionuclides in the waste packaging was evaluated. As a result of the evaluation, it was confirmed that the exposure dose under normal and accident condition was less than the domestic annual exposure dose limit. However, in the case of a number of loading and unloading operations, working systems should be prepared to reduce the exposure of workers.
Ho-Seog Dho,Tae-Man Kim,Chun-Hyung Cho 한국방사성폐기물학회 2016 방사성폐기물학회지 Vol.14 No.4
최근 국내 원전의 경수로 사용후핵연료 습식 저장시설의 포화시점이 다가옴에 따라 운반 및 저장용기를 이용한 건식저장시스템 개발이 활발하게 수행되고 있다. 일반적으로 사용후핵연료 운반 및 저장용기 설계를 위한 차폐해석 시 장전 가능 연료중 가장 보수적인 연료를 설계기준연료로 선정하여 해석을 수행한다. 그러나 실제 금속 운반용기에 장전되는 사용후핵연료는 해석평가에 적용된 설계기준연료에 한정되지 않고 다양하기 때문에 초기농축도, 연소도, 최소냉각기간의 특성을 고려한차폐평가를 통하여 장전가능 여부가 결정된다. 이에 본 연구에서는 금속 겸용용기에 장전 가능한 연료를 대상으로 국내 운반기준을 만족하는 최소냉각기간의 결정을 위한 차폐해석 방법을 기술하였다. 특히 발생량이 많은 초기농축도 3.0~4.5wt% 의 사용후핵연료는 차폐해석 구간을 세분화하여 평가하여 연구결과의 활용에 효율성을 높이고자 하였다. 차폐평가를 통해2008년까지 국내 원전에서 발생한 장전대상연료 중 약 81%의 사용후 핵연료를 금속겸용용기로 운반할 수 있는것으로 평가되었다. 본 연구결과를 통해 금속 겸용용기의 운반조건에 장전 가능한 연료의 특성을 제시함으로써 운반 시 운영절차의 개발을 위한 기술적 근거 수립에 도움이 되고자 한다. Recently, because the wet pool storage facilities of NPPs in Korea has become saturated, there has been much active R&D on an interim dry storage system using a transportation and storage cask. Generally, the shielding evaluation for the design of a spent fuel transportation and storage cask is performed by the design basis fuel, which selects the most conservative fuel among the fuels to be loaded into the cask. However, the loading of actual spent fuel into the transportation metal cask is not limited to the design basis fuel used in the shielding evaluation; the loading feasibility of actual spent fuel is determined by the shielding evaluation that considers the characteristics of the initial enrichment, the maximum burnup and the minimum cooling period. This study describes a shielding analysis method for determining the minimum cooling period of spent fuel that meets the domestic transportation standard of the dual purpose metal cask. In particular, the spent fuel of 3.0~4.5wt% initial enrichment, which has a large amount of release, was evaluated by segmented shielding calculations for efficient improvement of the results. The shielding evaluation revealed that about 81% of generated spent fuel from the domestic nuclear power plants until 2008 could be transported by the dual purpose metal cask. The results of this study will be helpful in establishing a technical basis for developing operating procedures for transportation of the dual purpose metal cask.
Myunghwan Seo,Ho-Seog Dho,Sung-Wook Hong,Jin Beak Park 한국방사성폐기물학회 2017 방사성폐기물학회지 Vol.15 No.4
국내 원자력발전소의 사용후핵연료는 소내저장시설에 보관되어 있으나 저장시설의 용량 확장이 어려움이 있으며, 연구기관 의 연구로에서 발생하는 고준위 방사성폐기물도 자체 보관중이나 영구적으로 저장할 수 없다. 또한 원전의 해체 시에도 고 준위 방사성폐기물이 발생할 것으로 예상된다. 이에 따라, 본 연구에서는 현재 개발된 사용후핵연료 운반용기를 사용하여 고준위 방사성폐기물을 가상의 관리시설로 철도를 통하여 운반하는 경우에 대하여 작업자 및 운반경로 주변 일반인의 예상 피폭선량을 평가하였으며, 그 결과를 국내 법적기준치와 비교하였다. 또한, 고준위 방사성폐기물의 상하차 작업 시 작업자 와 운반용기 간 거리와 운반사고 시 방사성핵종의 누출율의 변화에 따른 피폭선량의 변화에 따른 피폭선량 추이와 운반에 사용되는 열차의 구성에 따른 운반작업자의 피폭선량 변화를 분석하였다. 본 연구에서 설정한 모든 조건에서의 예상피폭선 량은 국내 법적제한치 이하임을 확인하였다. In Korea, commercial nuclear power plants and research reactors have on-site storage systems for the spent nuclear fuel, but it is difficult to expand the facilities used for the storage systems. If decommissioning of nuclear power plants starts, an amount of high level radioactive waste will be generated. In this study, a radiological impact assessment of the railroad transport of high level radioactive waste was carried out considering radiation workers and the public, using the developed transport container as the transport package. The dose rates for workers and the public during the transport period were estimated, considering anticipated transport scenarios, and the results compared with the regulatory limit. A sensitivity analysis was also carried out by considering the different release ratios of the radioactive materials in the high level radioactive waste, and different distances between the transport container and workers during loading and unloading phases and while attaching another freight car. For all the anticipated transport scenarios, the radiological impacts for workers and the public met the regulatory limits.