장전모형

예시 핵연료장전모형 (녹색이 신연료 위치)

Fuel Loading Pattern. 원자로심에 각각의 핵연료를 노심의 어느 위치에 배치하는지를 나타내주는 모형을 말한다.

오른쪽 그림은 원자로심을 위에서 바라본 핵연료 장전모형도로써 각 네모 박스 하나가 핵연료 1 다발을 나타낸다. 녹색은 신연료, 청색은 두 주기 연소 핵연료, 적색은 한 주기 연소 핵연료를 각각 의미한다.

예를들면, OPR 1000형 원자로에는 모두 177 다발의 핵연료가 장전되는데 대략 매 18개월 마다 가장 많이 연소된 핵연료부터 약 64다발을 방출하고 이들을 신연료로 대체하여 장전한다. 이 경우 노심구성은 아래와 같다.

• 신연료 수 : 64다발
• 한 주기 연소 핵연료 수: 64 다발
• 두 주기 연소 핵연료 수 : 49 다발

연소된 핵연료는 핵분열성 물질인 U-235가 많이 줄어들었기 떄문에 신연료에 비하여 상대적으로 핵분열이 덜 일어나 출력이 낮다. 또한, 원자로심 외곽은 중성자가 원자로 밖으로 누설이 많아 핵분열이 적게 일어나 출력이 낮은 반면 노심 안쪽은 상대적으로 출력이 높다.

노심 핵설계에서는 특정 핵연료의 출력이 지나치게 높으면 핵연료손상 가능성이 있으므로 과출력이 생기지 않도록 원자로심내의 핵연료를 적절하게 배치 설계할 것을 규정하고있다. 국부 출력제한치 등 안전 기준을 충족하면서 더 많은 에너지를 생산하는 최적의 핵연료 배치를 정하는 것을 장전모형 최적화 설계라고 한다.

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr