Since the Fukushima nuclear accident in 2011, the development of accident tolerant fuel (ATF) has been actively pursued as an alternative to improve the safety of nuclear power plants. In addition, nuclear power plants containing ATF have recently been included as green energy in the 2022 EU taxonomy bill, receiving a lot of attention. Many countries are considering increasing 235U enrichment from 5 to 10 235U % for higher burnup and long cycle operation with ATF improving safety. To utilize ATF, the applicability of fuel storage systems such as new fuel storage vault, Region 1, and Region 2 must be determined. The purpose of this paper is to confirm the applicability of applying ATF, which is being developed in Korea, to the nuclear fuel storage system of Korean nuclear power plants. The nuclear power plant model used in the analysis is APR-1400, a representative Korean nuclear power plant model, and ATF model used in the analysis is Mo microcell UO2 pellet with CrAl coating, which is being developed in Korea. MCNP 6.2 has been used for multiplication factor calculations, and the TRITON/NEWT and ORIGEN-S modules of the SCALE code have been used for depletion calculations. From the analysis results, solutions and additional analysis would be necessary to satisfy criticality regulatory requirements to utilize ATF with increased enrichment.

Self-Powered Neutron Detector (SPND) is one of devices for in-core fluxes detecting without external electricity source. SPND consisted with emitter, insulator and collector. When neutrons reacted with emitter material, it generates electrons and these electrons cross insulator area to make electric signal in collector area. For calculating sensitivity of SPND with Monte-Carlo code such as MCNP, many physical components must be considered. Cobalt shows that prompt signal and relatively low signal comparing with other delayed signal SPNDs. Initial sensitivity was calculated as 4.28×10−22 A/nv-cm for one electron. Due to Cobalt’s complex decay chain and maintaining high efficiency of SPND, it is necessary to analysis the effect of activation of emitter. Therefore, the DPA (Displacements Per Atom) assessment and activation analysis of the detector components have been evaluated with MCNP 6.2 and ORIGEN-S. With these activation analysis results, that is expected to be used to determine the shielding thickness of the storage system.

우라늄 변환시설 가동 중 발생하여 라군(lagoon)에 저장중인 방사성 슬러지 폐기물에 대한 처리는 시설 해체과정에서 매우 중요한 업무 중 하나이다. 슬러지 구성성분 중 다량을 차지하는 질산암모늄의 폭발 위험성 등으로 인해 미생물을 이용한 질산염의 분해는 질산염을 안정적으로 처리할 수 있는 효과적인 방법이라 할 수 있다. 본 연구에서는 라군 슬러지의 약 60 wt%를 차지하는 질산염을 혐기성 균주의 하나인 Pseudomonas halodenidificans를 이용하여 탈질하기위한 공정 변수에 대한 영향을 평가하였다. 온도, 질산염 농도, 전자공여체의 영향, C/N 비율, 초기 접종하는 균주의 비율, pH등의 공정변수에 대하여 실험한 이번 결과는 향후 연속식 공정 설계를 위한 기초 자료로 사용될 것이다.

우라늄 변환시설의 라군 슬러지에 함유된 질산염의 안정적 처리를 위해 물 첨가 용해를 실시한 뒤, 여과 케이크의 안정화 특성에 대하여 알아보았다. 물 용해에 의해 대부분의 질산염은 고농도 질산염 용액으로 제거되었으므로, 여과 케이크의 열분해는 에서 하나의 단계로 수행하였다. Muffle furnace를 이용하여 에서 5시간동안 여과 케이크의 열분해를 실시한 결과 라군 1 슬러지에 포함된 U은 의 열분해와 함께 의 형태로 안정화 되었다. 라군 2 열분해 잔류물의 경우에는 열분해 시 생성된 CaO가 냉각과정에서 수분과 반응하여 로 전환되는 것을 TG/DTA 분석과 XRD 분석을 통해 확인할 수 있었지만, 처분장에서 대기중 노출이나 지하수의 침출 등에는 안정한 화합물로 알려져 있으므로, 특별한 첨가제의 첨가 없이 단순 열분해 후 처분이 가능할 것으로 판단된다.