For the decommissioning or continuous long-term power generation of nuclear power plants, it is necessary to transfer the spent nuclear fuel from the wet storage pool to the dry storage. Spent nuclear fuel should go through the drying process, which is the first step of dry storage. The most important part in the drying process is the removal of the residual water. The spent fuel might be stored in a dry storage system for a long time. The integrity of internal components and spent fuel cladding should be maintained during the storage period. If residual water is present, problems such as aging of metal materials, oxidation of cladding, and the hydride-reorientation could occur. The presence or absence of residual water after vacuum drying is evaluated by pressure. If there is residual water in the vacuum drying process, it evaporates easily at low pressure to form water vapor pressure and the internal pressure rises. In the recent EPRI High burn up demonstration test, the gas inside the canister that satisfied the dryness criteria was extracted and analyzed. It showed that the water content was higher than the expected value. We are conducting verification studies on the pressure evaluation method, which is an indirect evaluation method of vacuum drying. The vacuum drying test was performed on small specimens at Sandia National Laboratory, and quantitative residual water evaluation was also performed. The report did not mention a detailed method for the assessment of residual water. Based on the test results of SNL, direct residual water evaluation was performed using energy balance. If the dryness criteria were satisfied, the quantitative amount of residual water was also evaluated. As a result, almost the same result as the evaluation result of SNL was derived, and it was confirmed that most of the water was removed when the dryness criteria was satisfied.

본 연구에서는 우리나라 56개 연구지역에 대해서 증발량 산정방법 중에 하나인 공기동력학적 방법의 적용성을 검토하였다. 이를 위해 과거 연구 자들에 의해서 제안된 공기동력학적 증발량 산정식들을 7가지 형식으로 구분하고 일반화하여 증발량 산정모델을 유도하였다. 또한, 공기동력학적 방법 적용에 필요한 기상요소자료들(풍속, 포화미흡량, 기온, 대기압)을 이용하여 4가지의 다변량 선형회귀모델을 유도하고 그 적용성을 검토하였다. 기상자료들의 자기상관의 영향을 고려하기 위해 변수들을 차분시켜 회귀분석을 실시하고 자기상관을 고려하지 않은 경우와 비교한 결과 결정 계수 값에 큰 차이가 없음을 확인하였다. 연구결과에 의하면 공기동력학적 모델이나 다변량 선형회귀모델 모두에서 산정된 월 증발량과 관측된 월 증발량 사이에 매우 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다. 하지만 대부분의 증발량 산정모델에서 8, 9, 10, 11, 12월에 증발량을 과다 산정하고 있는 것으로 나타났다. 다변량 선형회귀모델들에 사용된 기상요소자료들은 모두 증발량 산정에 유의한 영향력이 있는 것으로 나타났으며, 특히 포화 미흡량이 가장 중요한 기상요소이며, 두 번째로는 기온, 세 번째로는 풍속, 그리고 마지막으로 대기압인 것으로 나타났다.

증발접시 증발량의 경우 저수지 증발량을 산정하는 간접적인 방법으로 유용하게 적용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이용할 수 있는 기상자료 가 제한적인 경우에 기온자료만을 이용하여 증발접시 증발량을 산정하는 식을 제안하였다. 이를 위해서 전국 12개 지역에서 관측된 증발접시 증발 량과 비교를 통해 제안식을 유도하였다. 또한 전국 44개 지역에 대해서 본 연구에서 제안된 증발접시 증발량 산정식을 다른 기온자료에 기초한 식 들뿐만 아니라, 여러 종류의 기상자료(기온, 풍속, 습도, 일조시간)를 필요로 하는 식들과 비교하여 적용성을 파악하였다. 연구결과에 의하면 본 연 구에서 제안된 증발량 산정식들은 다른 기온자료에 기초한 식들과 비교하여 전반적으로 양호한 증발접시 증발량 산정결과를 보였다. 본 연구에서 제안된 증발량 산정식의 경우 우리나라 56개 연구지역 대부분에서 전반적으로 양호한 증발접시 증발량 산정결과를 보였다. 따라서 본 연구에서 수 정 제안된 기온자료만을 이용한 증발접시 증발량 산정식들은 우리나라에서 이용할 수 있는 기상자료가 제한적인 경우에 특히 적용성이 있는 것으 로 판단된다. 추후에는 저수지에서 관측된 기온 및 증발접시 증발량 자료를 바탕으로 저수지 증발량 산정을 위한 제안식들의 적용성 검토연구가 필 요하다.

본 연구에서는 일사량에 기초한 증발량 산정방법의 적용성을 검토하기 위해 기존에 연구자들에 의해서 제안된 식들을 3가지 형태의 model group (Model groups A, B, and C)으로 분류하고, 이를 우리나라 6개 지역(서울, 대전, 전주, 부산, 목포, 제주)에 적용하였다. 증발접시 증발량 자료를 이용하여 이들 model group들의 매개변수를 추정하고, 검증하였다. 또한 Penman (1948) 조합식을 적용하여 이들 model group들과 비교하였다. 연구결과에 의하면 모든 지역에서 Nash-Sutcliffe (N-S) 효율지수가 0.663 이상을 보여서 만족스러운 증발량 산정결과를 보였다. 모 형 검증과정에서 산정된 N-S 효율지수는 모든 연구지역에서 0.526이상을 보여서 역시 만족스러운 결과를 보였으나, 부산지역에서 적용된 Model groups B와 C를 제외하고는 모두 Penman (1948) 조합식보다 작은 N-S 효율지수를 보였다. 따라서 주요 기상자료 일부(풍속, 상대습도)가 부족 하거나 측정되지 않는 경우에 증발량 산정을 위해서 Penman (1948) 조합식을 대체하여 일사량자료에 기초한 증발량 산정 방법이 적용될 수 있을 것으로 사료된다.