Research on the safety of nuclear spent fuel has been heavily experimented and modelled from a mechanical perspective. The issues of corrosion, irradiation creep, hydride and hydrogen embrittlement have been addressed more than two decades since the early 2000s. Among these degradation behavior, hydrogen embrittlement and hydride reorientation have been the most important topics for establishing the integrity of nuclear spent fuel and have been studied in depth. In order to assess the safety of spent nuclear fuel, firstly, it is necessary to establish the safety criteria in all nuclear cycle, i.e., the failure criteria guidelines for nuclear fuel assemblies and nuclear fuel rods, and then examine the safety analysis. The contents of U.S.NRC Regulations, Title 10 General, Chapter 1 Code of Federal Regulation (CFR), Part 50, 71 and 72, describe the safety criteria for the safety assessment of nuclear fuel assemblies and nuclear fuel rods. In this study, technically important points in safety analysis on nuclear fuel are checked through the reference of those NRC regulation. As result, we confirmed that the safety assessment of nuclear fuel after 20 years of interim storage is now being tested by ORNL and PNNL. There are not quantitative criteria related to material safety. However qualitative criteria which is dependent on environmentally condition describe the safety analysis. There is some literature study about DBTT, yield stress, ultimate tensile strength, flexural rigidity data. In FRAPCON code Modelling of yield strength and creep had been established, but radial hydride or hydride reorientation has not considered.

본 연구에서는 확산에 의해 발생하는 시멘트 방벽의 변질 과정을 반응성용질이동 모델링을 통해 장기간 동안 예측하고자 하였다. 모델링 결과 50,000년 후 시멘트의 변질은 30cm까지 진행되었다. pH는 13.0에서 11.86까지 감소하였으며 이는 알칼리 이온의 감소, 포틀랜다이트(portlandite)와 CSH (Calcium Silicale Hydrate)광물의 용해/침전반응에 의해 결정되고 있었다. 공극률 또한 portlandite와 의 용해에 의해 가장 큰 영향을 받고 있었으며 최고 약 0.3 점도 증가하였다. 우라늄의 용해도 역시 증가하고 있었으며 이는 pe의 증가에 기인하고 있었다. 본 연구 결과는 장기간의 시멘트 변질이 pH, pe, 공극률을 변화시킴으로서 핵종의 이동을 증가시킬 수 있음을 보여주고 있다.

장기간의 사용수명을 요구하는 구조물의 건설재료인 콘크리트는 내구성이 우수하지만, 외부 환경적 요인에 의해 장기간 열화가 진행될 경우 성능 저하가 발생하기 때문에 이를 평가해야 한다. 따라서 본 연구에서는 콘크리트 부재를 제작하여 장기간 열화 환경에 노출시켜 콘크리트 부재의 휨거동 특성의 변화를 평가하고자 하였다. 그 결과, 장기 열화가 진행된 콘크리트의 압축강도는 감소하였으며, 항복 하중이 감소하고 그때의 처짐이 증가하였다. 또한, 광물질 혼화재를 혼입한 부재에서도 이와 동일한 경향이 나타났으나, 광물질 혼화재 종류에 따라 열화에 대한 저항성능 차이가 발생하는 것으로 나타났다.