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사용후핵연료 처분용기 설계를 위한 주요인자 분석

Analysis of Key Parameters for Designing the Spent Nuclear Fuel Disposal Container in Korea

방사선방어학회지 2006년 31권 1호 p.37 ~ 46
최종원 ( Choi Jong-Won ) - 한국원자력연구소

최희주 ( Choi Hee-Joo ) - 한국원자력연구소
조동건 ( Cho Dong-Keun ) - 한국원자력연구소

Abstract

본 연구에서는 심지층처분장에서 사용될 사용후핵연료 처분용기 개발을 위한 첫 시도로서 핵임계 및 방사선 안전성과 열역학적 구조안정성 관점에서 만족하는 처분용기 크기를 도출하였으며, 처분용기 구성요소의 적절한 배열과 안전한 처분조건 등을 설정하기 위한 기본정보도 수록하였다. 처분용기에 주어지는 외압에 대한 음력해석을 위한 안전계수를 2.0으로 하였을 때, 13cm의 사잇거리를 갖는 사용후핵연료 저장통을 둘러싸고 있는 내부충전물의 직경은 112cm로 평가되었으며, 저장통과 용기외부의 가장 얇은 부분의 최소두께는 15cm로 결정되었다. 이러한 크기를 갖는 처분용기는 가압경수로 사용후핵연료 집합체 4개 또는 중수로형 사용후핵연료는 297다발을 수용할 수 있는 것으로 평가되었다. 그러나 향후 처분작업의 방사선적 안전성 확보를 위하여 용기의 상하단 부위에 대한 상세 방사선차폐해석이 필요하다.

For the first step to develop a reference disposal container of spent fuel to be used in a deep geological repository, this paper examined safe dimensions of the disposal container on the points of nuclear criticality and radiation safety and mechanical structural safety and provided basic information for dimensioning the container and configuration of the container components, and establishing the favorable and safe disposal conditions. When the safety factor for stress due to the external loads (hydrostatic and swelling pressure) is taken as 2.0, the safe diameter of the filler material to provide enough container strength under the assumed external loads is found to be 112cm with 13cm spacing between inner baskets in PWR container. Also the thickness of the thinner section between the fuel basket and the surface of the cast insert is determined to be 150 mm. Regarding these dimensions of the container, the PWR fuel container is sketched to accommodate 4 square assemblies or 297 CANDU fuel 297 bundles (33 circle tubes x 9 stacks). However the top and bottom parts need to be checked again through the detail radiation shielding analysis with respects to the emplacement position and handling processes of the disposal container.

키워드

심지층처분장;처분용기;핵임계;방사선차폐;구조안정성;사용후핵연료
Geological Repository;Disposal Container;Criticality;Radiation shielding;Spent fuel
원문 및 링크아웃 정보
등재저널 정보
KCI