장기저장을 고려한 사용후핵연료의 방사선학적 특징 및 거동 특성

전문가 제언

○ 독일은 사용후핵연료를 지층 처분하기 전에 저장·수송 겸용 용기에 건식저장을 하는 방식으로 저장기간을 40년까지로 인허가를 받았다. 처분부지 선정이 지연되는 상황에서 저장기간의 연장은 필연적이므로 핵연료 집합체와 캐스크 구성물에 대한 안전성평가를 확대하여야 한다.

 

○ 19개 연료 집합체를 넣은 기준 캐스크를 만들어 분석하였다. 연소도로 선원 항과 기체 핵분열 제고량(inventory, 핵종 및 함량)을 결정하고, 열적 및 역학적 분석을 하여 피복관 온도와 원주응력을 예측하고, 입자이동 및 차폐 계산을 하여 저장기간 100년 동안의 표면 선량률을 결정하였다.

 

○ 수소화물 재흡착(hydride reorientation)을 초래하는 원주응력은 55GWd/tHM 이상의 연소도인 연료봉에서 일어날 수 있음을 보여주었다. 기간연장에 의해 피복관 온도가 연성을 잃어 부스러지는 전이 온도(DBTT) 이하로 떨어질 가능성은 증가하였다. 선량률은 부분적으로 4개 MOX 집합체를 넣은 캐스크의 표면 선량률이 3배 높았다.

 

○ 우리나라는 사용후핵연료 공론화 위원회의 권고안에 따르면 2051년에 처분장운영을 하며 이전에는 사용후핵연료는 임시저장을 하도록 제안하고 있다. 각국의 저장 방식에 대한 현황분석은 하였으나 우리나라의 저장 방식은 아직 결정된 상태가 아니다

 

○ 건식저장은 1992년부터 2010년까지 300기의 콘크리트 사일로에 중수형 핵연료를 넣어 시범운영 중에 있고, 저장·수송 겸용 캐스크에 대한 연구도 여러 기관에서 선행연구 중에 있다.

 

○ 처분장을 2051에 운영하는 것은 처분부지 결정이 쉽지 않아 지연될 가능성도 있다. 또한 사용후핵연료 저장 방법 및 기간도 현재는 불확실한 상태이지만, 본 연구는 저장·수송 겸용 캐스크에 대한 안전성 요구조건을 충족시키는 사용후핵연료 장기 건전성에 대한 다양한 연구를 수행하는데 도움이 된다고 생각한다.

저자

F. Rowold,K. Hummelsheim,S. Keßen,J. Stewering

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

84()

잡지명

Progress in Nuclear Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

1~5

분석자

박*화

분석물

• 장기저장을 고려한 사용후핵연료의 방사선학적 특징 및 거동 특성.pdf [493,117 byte]

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