사용후 핵연료 저장조

Spent fuel pool
폐쇄된 Caorso 원자력 발전소의 사용후 핵연료 저장조의 예.이 수영장은 많은 양의 재료를 담을 수 없다.

사용후 핵연료 저장조(SFP)원자로사용후 핵연료를 위한 저장조(영국에서는 "저장조")이다.일반적으로 깊이는 40피트(12m) 이상이며, 하단 14피트(4.3m)에는 원자로에서 분리된 연료 어셈블리를 고정하도록 설계된 보관 랙이 장착되어 있다.원자로 국부 풀은 연료가 사용된 원자로를 위해 특별히 설계되었으며 원자로 현장에 위치한다.이러한 풀은 연료봉의 단기 냉각에 사용됩니다.이것은 단수명 동위원소가 붕괴할 수 있게 하고, 따라서 막대로부터 방출되는 이온화 방사선과 붕괴열을 감소시킨다.물은 연료를 냉각시키고 방사선에 대한 방사선 보호를 제공합니다.

또한 저장고는 원자로에서 멀리 떨어진 현장, 모리스 운영소에 위치한 독립 사용후 핵연료 저장 시설(ISFSI)과 같은 장기 보관을 위해 또는 재처리 또는 건식 캐스크 저장을 위해 보내지기 전에 10-20년 동안 생산 완충재로 존재한다.

방사선 수준을 허용 수준 이하로 유지하는 데 필요한 물은 약 20피트(약 6m)에 불과하지만, 추가 깊이는 안전 여유를 제공하고 운전자를 보호하기 위해 특별한 차폐 없이 연료 어셈블리를 조작할 수 있다.

작동

사용후 핵연료 저장조

원자로 총 연료 부하의 약 1/4에서 3분의 1이 12개월에서 24개월마다 노심으로부터 제거되고 새로운 연료로 교체된다.사용후 핵연료봉은 반드시 억제되어야 하는 강한 열과 위험한 방사선을 발생시킨다.연료는 원자로에서 이동되며, 일부 수동 시스템은 여전히 사용 중이지만 일반적으로 자동 핸들링 시스템에 의해 풀에서 조작된다.노심으로부터 갓 나온 연료 다발은 보통 최초 냉각을 위해 수개월 동안 분리한 후 최종 폐기를 대기하기 위해 풀의 다른 부분으로 분류된다.금속제 랙은 물리적 보호와 추적 및 재배열을 위해 연료를 제어된 위치에 유지합니다.고밀도 랙에는 아임계율을 보장하기 위해 종종 붕소 카바이드(메타믹,[1][2] 보라플렉스,[2] 보랄,[3] 테트라보르 및 카보룬덤[4])[5][6][2] 또는 기타 중성자 흡수 물질인 붕소-10도 포함되어 있다.연료 또는 피복재의 열화를 방지하기 위해 수질을 엄격하게 관리한다.여기에는 연료봉 [7]누출을 나타낼 수 있는 액티니드에 의한 물의 오염 모니터링이 포함될 수 있습니다.미국의 현행 규정에서는 보관 효율을 [5]극대화할 수 있도록 폐봉의 재배열을 허용하고 있습니다.

작업자가 Sosnovy Bor에 있는 레닌그라드 원자력 발전소의 사용후 핵연료봉을 저장하기 위해 연못을 검사하고 있다.

사용후 핵연료 다발의 최대 온도는 2년에서 4년 사이에 크게 감소하며, 4년에서 6년 사이에 감소한다.연료 저장조 물은 사용 후 연료 어셈블리에서 발생하는 열을 제거하기 위해 지속적으로 냉각됩니다.펌프는 사용후 핵연료 저장조의 물을 열교환기로 순환시킨 후 사용후 핵연료 저장조로 되돌립니다.정상 작동 조건에서 수온은 50°C(120°F)[8] 미만으로 유지됩니다.은 잔류 방사선에 의해 분할될 수 있고 수소 가스가 축적되어 폭발 위험이 증가할 수 있기 때문에 방사선에 의한 분자해리인 방사 분해는 습식 저장에서 특히 중요하다.이러한 이유로 수영장 실내 공기와 물을 지속적으로 모니터링하고 처리해야 합니다.

기타 가능한 구성

중국은 핵분열 활동의 지속 가능성을 최소화하기 위해 풀의 재고를 관리하는 대신, 지역 난방과 담수화 과정을 위한 열을 생성하기 위해 원자력 발전소에서 나오는 사용후 연료로 가동하는 200 MWt 원자로를 건설하고 있다.기본적으로 SFP는 심층 수영장 원자로로 작동하며 대기압으로 작동하므로 안전을 [9]위한 엔지니어링 요건이 감소한다.

다른 연구에서는 방사성 분해를 통한 수소 생산을 제한하는 대신 냉각수에 촉매와 이온 스캐빈저를 추가하여 사용후 연료를 사용하는 유사한 저출력 원자로를 구상하고 있다.이 수소는 [10]연료로 사용하기 위해 제거될 것이다.

리스크

후쿠시마 원전 사고 후 IAEA가 점검한 수영장.

중성자의 사용 후 연료 수영장에 담아 풀어낸 재료는 심하게 시간이 지나면서 미임 계도 유지하는 것이 안전 마진을 줄이는 것을 저하시키고[4][5][11][2][6]이 현장 측정 방법 이 중성자 흡수 장치를 평가하는데 사용되 하(붕소는 면적 밀도 두께 측정기 평가...보관소 또는 BADGER)을 보여 주고 있다 관측되고 있다.알려지지 않은도여서불확실한 [6]냄새가 난다.

비상상황으로 인해 냉각이 장기간 중단될 경우 사용후 핵연료 저장조의 물이 끓어 방사성 원소가 대기 [12]중으로 방출될 수 있다.

2011년 3월에 후쿠시마 원전을 강타한 진도 9의 지진에서는 사용후 핵연료 저장조 중 3개가 파손되어 수증기를 방출하는 것으로 보이는 건물에 있었다.미국 NRC는 원자로 4의 웅덩이가 비등하여[13] 건조되었다고 잘못 기술했다. 이는 당시 일본 정부에 의해 거부되었고 후속 검사 및 데이터 [14]검사에서 부정확한 것으로 밝혀졌다.

원자력발전소 안전 전문가에 따르면, 사용후 핵연료 저장조의 임계 가능성은 매우 낮다. 일반적으로 연료 집합체의 분산, 저장 랙에 중성자 흡수체 포함 및 사용후 핵연료가 핵분열 반응을 자급자족하기에는 농축 수준이 너무 낮다는 사실에 의해 회피된다.또한 사용후연료를 덮고 있는 물이 증발할 경우 [15][16][17]중성자를 조절하여 연쇄반응을 일으킬 원소가 없다고 명시하고 있다.

원자력 및 방사선 연구 위원회의 케빈 크롤리 박사는 "사용후 핵연료 저장조에 대한 성공적인 테러 공격은 어렵기는 하지만 가능하다.만약 공격을 propagating 지르코늄 피복 화재로 돌리게 된 방사능 물질의 많은 양의 출시에 발생할 수 있다."[18]2001년 9월 11일 테러 공격 이후 핵 규제 위원회 미국 원자력 발전소 필요"to 높은 assurance"과 특정한 위협 어떤 번호와 공격의 능력과 관련된을 막아 주지요.공장들은 또한 "보안 담당자의 수를 증가"시키고 "시설 접근 통제"[18]를 개선하도록 요구되었다.

2010년 라이프스타트 원자력발전소(KKL)의 사용후 핵연료 저장조에 서비스를 제공하는 다이버는 중성자속 방사능 감시기의 보호 배관으로 나중에 식별된 미확인 물체를 취급한 후 법정 연간 선량 한계를 초과하는 방사선에 피폭되었다.다이버는 약 1,000 mSv의 수작업 선량을 받았는데, 이는 법정 한계치인 500 mSv의 두 배이다.KKL 관계자에 따르면 이 잠수부는 이 [19][20]사고로 인해 오랫동안 어떠한 영향도 받지 않았다고 한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Holtec International, "중성자 흡수소재 2019-03-21 웨이백 머신에 보관"
  2. ^ a b c d 사용후 핵연료 저장; 중성자 흡수 물질, "핵공학 핸드북", Kenneth D에 의해 편집.콕, 302페이지
  3. ^ "3M™ 중성자 흡수체 복합체(이전의 Boral® 복합체)2018-02-14 Wayback Machine에 보관"
  4. ^ a b "2017-05-07년 웨이백 머신에 보관된 사용후 핵연료 저장조의 페놀수지 기반 중성자 흡수체 열화 모니터링" Matthew A.Hiser, April L. Pulvirenti and Mohamad Al-Shheikhly, 2013년 6월 미국 원자력규제위원회 연구실
  5. ^ a b c "NRC: Spent Fuel Pools". Archived from the original on 12 March 2016. Retrieved 18 March 2016.
  6. ^ a b c "웨이백 머신에 보관된 2019-06-22 BADGER 방법론관련된 불확실성의 초기 평가", J. A.채프먼과 J. M. Scaglione, Oak Ridge 국립연구소, 2012년 9월
  7. ^ Chaplin J, Christl M, Straub M, Bochud F, Froidevaux P (2 June 2022). "Passive Sampling Tool for Actinides in Spent Nuclear Fuel Pools". ACS Omega. 7 (23): 20053−20058. doi:10.1021/acsomega.2c01884.
  8. ^ "Members - USA - Utilities Services Alliance". Archived from the original on 4 March 2016. Retrieved 18 March 2016.
  9. ^ "UIC - Newsletter 5/02". Archived from the original on 13 October 2007. Retrieved 18 March 2016.
  10. ^ "Radiolytic Water Splitting: Demonstration at the Pm3-a Reactor". Archived from the original on 4 February 2012. Retrieved 18 March 2016.
  11. ^ "일반적인 안전 문제 해결: 이슈 196: 보랄 열화(NUREG-0933, 보충판 1-34) 미국 원자력규제위원회
  12. ^ "Nuclear Crisis in Japan FAQs". Union of Concerned Scientists. Archived from the original on 2011-04-20. Retrieved 2011-04-19.
  13. ^ "No water in spent fuel pool at Japanese plant: U.S". CTV News. 16 March 2011.
  14. ^ "U.S.: spent fuel pool never went dry in Japan quake". Associated Press. 15 June 2011. Archived from the original on 29 October 2013. Retrieved 24 October 2013.
  15. ^ Robert Kilger, 2011-05-11 웨이백 머신에 보관된 NPP 사용후 핵연료 폐기물 관리의 중요도 안전
  16. ^ "Nondestructive assay of nuclear low-enriched uranium spent fuels for burnup credit application". Archived from the original on 3 May 2011. Retrieved 18 March 2016.
  17. ^ 방사성 폐기물 관리/폐기물 핵연료
  18. ^ a b 사용후 핵연료 저장조는 안전한가?2003년 6월 7일 대외관계협의회: CS1 유지: 타이틀로서의 아카이브 카피(링크)
  19. ^ "Exposure of a worker in excess of statutory annual dose limits". www-news.iaea.org. Retrieved 2021-06-09.
  20. ^ Ritter, Andreas. "Unplanned Exposure During Diving in the Spent Fuel Pool". isoe-network.net.

외부 링크