사용후핵연료 용해거동 예측 다상계면 모델

전문가 제언

○ 핵연료 모체 용해 모델(FMDM, Fuel Matrix Dissolution Model)은 우라늄산화물 사용후핵연료의 용해에 대한 전기화학적 반응/확산모델로서, 다양한 형태의 지층처분장에 대한 성능 평가용 방사성핵종 방사선원(radionuclide source terms)을 제공하기 위한 모델로 개발되었다.

 

○ 이는 혼합전위 이론에 근거하여 용해하는 핵연료 표면의 부식전위가 UO2와 귀금속 입자와의 용액 계면에서 일어나는 음극？양극 반응의 평형에 근거하여 계산된다.

 

○ 지하수의 방사선분해로 발생되는 용존산소와 과산화수소가 핵연료 용해를 촉진시키는 주요한 산화제로서 귀금속 합금 표면상에서 일어나는 몇 반응이 UO2와 전기적으로 연계되어 핵연료 산화성 용해에 크게 영향을 미치는 반면, 핵연료 폐기물 패키지 철강 구조물의 무산소성 부식으로 발생되는 수소가 용해거동을 현저하게 늦추어준다.

 

○ 본 연구는 FMDM 모델의 적용성과 가치를 입증하기 위한 과학적 기반과 더불어 처분시스템 내 사용후핵연료 모델링에 대한 접근방법 및 예비계산 결과를 제시하고 있다.

 

○ 우리나라에서도 방사성폐기물 지층처분과 관련한 다양한 연구가 수행되었지만, 여러 변수를 고려한 처분장의 지질학적 안전성에 대한 집중적 연구는 비교적 최근에 시작되었으며 아직은 초기단계 수준에 있다.

 

○ 그러나 금년 6월에 한국원자력환경공단(KORAD, Korea Radioactive Waste Agency)은 방사성폐기물 처분부지 관련 연구개발과 조사-평가 협력 및 기술자료 교류 등의 상호협력을 위한 양해각서를 한국지질자원연구원과 체결하였다.

 

○ 본문에 제시된 사용후핵연료 용해에 대한 기술 근거와 거동예측 모델의 성능은 이러한 추세에 따른 국내 사용후핵연료 지층처분 연구의 가속화에 일조할 것이다.

 

저자

James L. Jerden Jr., Kurt Frey, William Ebert

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

462()

잡지명

Journal of Nuclear Materials

과학기술
표준분류

에너지

페이지

135~146

분석자

성*웅

분석물

• 사용후핵연료 용해거동 예측 다상계면 모델.pdf [516,555 byte]

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