Transport packages have been developed to transport the decommissioning waste from the nuclear power plant. The packages are classified with Type IP-2 package. The IAEA requirements for Type IP-2 packages include that a free drop test should be performed for normal conditions of transport. In this study, drop tests of the packages were performed to prove the structural integrity and to verify the reliability of the analysis results by comparing the test and analysis results. Half-scale models were used for the drop tests and drop position was considered as 0.3 m oblique drop on packages weighing more than 15 tons. The strain and impact acceleration data were obtained to verify the reliability of the analysis results. Before and after the drop tests, radiation shielding tests were performed to confirm that the dose rate increase was within 20% at the external surface of the package. Also, measurement of bolt torque, and visual inspection were performed to confirm the loss or dispersion of the radioactive contents. After each drop test, slight deformations occurred in some packages. However, there was no loss of pretension in the lid bolts and the shielding thickness was not reduced for metal shields. In the package with concrete shield, the surface dose rate did not increase and there was no cracks or damage to the concrete. Therefore, the transport packages met the legal requirements (no more than a 20% increase of radiation level and no loss or dispersion of radioactive contents). Safety verifications were performed using the measured strain and acceleration data from the test, and the appropriate conservatism for the analysis results and the validity of the analysis model were confirmed. Therefore, it was found that the structural integrity of the packages was maintained under the drop test conditions. The results of this study were used as design data of the transport packages, and the packages will be used in the NPP decommissioning project in the future.

For transport containers for radioactive wastes, a drop test should be performed at a height of 0.3– 1.2 m on a rigid target depending on the weight as a normal condition in the regulation. In the drop test, a strain gauge is commonly used to measure the local strain, and the position of the strain gauges is determined by the experiences of the engineer in advance of the test. For this reason, the strains can be measured at only predetermined points. The DIC (Digital Image Correlation) method using highspeed cameras can be used to measure the change in strain over the region of interest. In addition, it is possible to measure effectively even in areas with high strain gradients that are difficult to measure with strain gauges. Therefore, the DIC method can measure the strain change according to time over the entire load path. When the drop test of the transport container is performed, the impact load is delivered through the lower corner fittings-corner posts-upper corner fittings-lids. In this study, white spray was sprayed on these main load path, and black speckles were created on the spayed surface to trace the rigid motion of speckles. The images taken during the drop test can be used to create a strain field over region of interest.

A drop weight impact test was conducted in this study to analyze the mechanical and thermal properties caused by the changes in the ratio of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) to ethylene vinyl acetate (EVA) laminations. The ratios of CFRP to EVA were changed from 10:0 (pure CFRP) to 9:1, 8:2, 6:4, and 5:5 by manufacturing five different types of samples, and at the same time, the mechanical/thermal properties were analyzed with thermo-graphic images. As the ratio of the CFRP lamination was increased, in which the energy absorbance is dispersed by the fibers, it was more likely for the brittle failure mode to occur. In the cases of Type 3 through Type 5, in which the role of the EVA sheet is more prominent because it absorbs the impact energy rather than dispersing it, a clear form of puncture failure mode was observed. Based on the above results, it was found that all the observation values decreased as the EVA lamination increased compared with the CFRP lamination. The EVA lamination was thus found to have a very important role in reducing the impact. However, the strain and temperature were inversely propositional.

최근 소형선박 국제표준규격(ISO-12215)이 제정되면서 소형선박-선체구조 및 치수-제5장 부속서 B에 의하여 길이 2.5미터 이상 6미터 미만 소형선박의 낙하시험에 의한 강도시험 기준을 적용할 수 있게 되었으나, 육안검사로 실시되는 현재의 방법으로는 선체 강도 평가의 객관적인 평가가 어려운 문제점이 있다. 본 연구에서는 레저선박의 낙하시험의 정량적 평가가 가능한 평가시스템을 개발하기 위하여 레저선박의 낙하시험에 대한 국내 외 규정을 기반으로 한 낙하시험 평가시스템을 설계하였으며, 5미터급 알루미늄선박의 낙하시험을 통하여 시스템의 적용가능성을 검토하고 낙하 시 선박의 상태 및 낙하자세에 따라 발생되는 문제점을 확인하였다.

2007년부터 아이오와 주 교통국에서는 고속도로와 국도에서 FWD 장비를 이용하여 네트워크 레벨에 필요한 조사를 실시하였고 처짐 자료와 포장 구조분석 결과를 데이터베이스로 구축하는 작업을 시작하였다. 축적된 데이터베이스에 정보는 포장에 구조적 문제점을 발견하고 포장에 잔류 공용수명을 예측하여 포장에 유지보수 시점을 결정하는데 사용한다. 현재 아이오와 주 교통국에서 사용하고 있는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜은 포장 표면에 3번에 하중을 각각 재하하여 8개에 지오폰으로부터 측정한 처짐량을 이용, 역 계산을 통해 포장구조 해석을 수행하고 있으며 조사지점 수는 조사하는 도로의 구간 길이에 따라 결정하고 있다. 그러나, 현재 사용하고 있은 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜은 1년 동안 아이오와 주 전체 도로 네트워크에 약 20%만을 조사할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서, 해마다 아이오와 주 도로 네트워크에 20% 이상을 조사하기 위해서는 현재 사용하고 있는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜을 간소화해야 할 필요가 있다. 본 연구에 목적은 현재 사용하고 있는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜에서 FWD 측정 데이터에 영향을 미치지 않는 범위내에서 최소 하중 재하 수와 조사지점 수를 결정하기 위한 것이다. 83개에 합성포장 구간을 대상으로 측정한 FWD 네트워크 레벨 조사에서는 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜에서 하중 재하 수와 조사지점 수를 줄여도 포장 구조해석 결과에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 간소화된 FWD 네트워크 레벨 조사 프로토콜은 FWD 측정 결과에 영향을 미치지 않으면서 측정 조사율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 교통 통제로 인한 간접비용도 절감시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.

방사성물질 운반용기는 가상 사고조건에서 구조적 건전성이 유지됨을 실험 및 수치해석을 통해 입증하여야 한다. 가상 사고조건에 포함되는 파열낙하 조건에 대한 기존 유한요소해석의 경우 충격완충체에서 재료의 파손이 발생하기 때문에 일반적으로 유한요소모델에서 이 부분을 무시하고 해석한다. 본 논문에서는 파열낙하 해석에서 충격완충체의 변형으로 인한 낙하에너지 흡수의 효과를 고려하기 위해 요소의 적분점에서 응력이나 변형율이 재료의 파손 기준치에 도달하면 그 요소를 제거하는 방법을 제안한다. 본 해석방법의 효용성을 보이기 위해 한국원자력연구원에서 설계중인 핫셀 운반용기에 대해 파열낙하 해석을 수행하였으며, 요소제거 기법의 적용을 통해 낙하 에너지의 80% 정도가 충격완충체에서 흡수되는 것으로 계산되었다. 본 해석방법은 시험조건에 비해 보수성을 가지는 평가방법이며, 기존의 해석방법과 비교해 파열낙하 조건을 보다 근사적으로 해석할 수 있는 방법이다.