추락낙하 사고 시 지면과 충돌하는 고준위폐기물 처분용기의 비선형구조해석 = Nonlinear Structural Analysis of the Spent Nuclear Fuel Disposal Canister Subjected to an Accidental Drop and Ground Impact Event

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The biggest obstacle in the nuclear power generation is the high level radioactive waste such as the spent nuclear fuel. High levelradioactivities and generated heat make the safe treatment of the spent nuclear fuel very difficult. Nowadays, the only treatmentmethod is a deep geological disposal technology. This paper treats the structural safe design problem of the spent nuclear fueldisposal canister which is one of the core technologies of the deep geological disposal technology. Especially, this paper executed thenonlinear structural analysis for the stresses and deformations occurring in the canister due to the impulsive force applied to thespent nuclear fuel disposal canister in the case of an accidental drop and ground impact event from the transportation vehicle in therepository. The main content of the analysis is about that the impulsive force is obtained using the commercial rigid body dynamicanalysis computer code, RecurDyn, and the stress and deformation caused by this impulsive force are obtained using the commercialfinite element static structural analysis computer code, NISA. The analysis results show that large stresses and deformations mayoccur in the canister, especially in the rid or the bottom of the canister, due to the impulsive force occurring during the collisionimpact period.

국문 초록 (Abstract)

원자력발전의 최대 걸림돌은 사용 후 핵연료인 고준위폐기물이다. 높은 방사능과 발생하는 열은 사용 후 핵연료의 안전한처분을 어렵게 하고 있다. 현재 유일한 처리방법은 심지층 처분기술이다. 본 논문은 이와 같은 심지층 처분기술의 핵심기술중의 하나인 처분용기의 구조안전성 설계문제를 다루고 있다. 특히 본 논문은 처분장에서 처분용기 처분 시 사고로 운송차량에서 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 경우 처분용기에 가해지는 충격력에 의하여 처분용기에 발생하는 응력 및 변형에 대한 비선형구조해석을 수행하였다. 해석의 주된 내용은 심지층 처분장에서 운반차량으로 처분용기 운반 중 사고로 추락낙하하여 지면과의 충돌 시에 처분용기에 가해지는 충격력을 기구동역학해석 상용 컴퓨터코드인 RecurDyn으로 구하고 이 충격력에 의하여 처분용기에 발생하는 응력 및 변형을 유한요소 정적 구조해석 상용 컴퓨터코드인 NISA를 이용하여 구한 것이다. 해석결과는 충돌 충격 시간 중 발생하여 처분용기에 가해지는 충격력에 의하여 처분용기, 특히 처분용기의 위 덮개 혹은아래 덮개에 큰 응력과 대변형이 발생함을 보여주고 있다.

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