韩国开发热测试装置 用于从乏核燃料干燥储存设施收集数据

乏核燃料的安全储存是全世界使用核电站的国家的一项任务。 韩国正在准备一座乏核燃料干式储存设施， 但由于内部存在放射性物质，很难测量设施内部的实际温度，而核燃料监测是关键。 因此，对温度的估计是保守的， 但国内研究人员通过寻找解决方案而引起人们的关注。

照片 1. 研究人员正在检查乏核燃料干罐热测试装置获得的温度数据。

(左起) 运输与储存技术开发部高级研究员 Kim Do-yoon和 高级研究员 Yoo Seung-hwan 。

韩国原子能研究院运输与储存技术开发部20日宣布，已开发出模拟干式储存设施环境的“乏核燃料干式罐热试验装置” 。 来自设备的热数据可以准确计算实际干燥储存设施内的温度。

干燥储存设施 的运行方式是将氦气放入罐中，氦气使乏核燃料和热量循环，该罐是储存乏核燃料的主要屏蔽容器。 因此，研究团队研发干罐热测试装置的重点是“控制模拟装配热量”和“维持氦态” 。

首先，制作了模拟乏燃料组件来模拟内部温度。 通过创建236 个模拟加热棒来创建类似于实际核燃料组件的模拟组件，这些加热棒通过 在核燃料棒内插入电子装置(加热器)来产生热量。 加热器通过外部设备供电。

此外，通过将罐与外部机器连接来实现干燥存储系统，该外部机器在内部提供氦气。 模拟核燃料棒上附有能够测量温度的热电偶，可以从外部直接测量干式储存系统内部的温度分布。

即使有很小的间隙，氦气也很容易泄漏到外面，所以只有在装置完全密封的情况下才能进行正常的实验。 据此，研究小组还制作了自己的罐盖，完全堵住任何缝隙，同时让连接罐内 总共80个热电偶和 236个加热器的电线暴露在外。

照片 2. 组装前的罐和模拟核燃料组件(高度 4.8m)照片 3. 安装在韩国原子能研究所大型恒温恒湿室中的模拟乏核燃料干罐热试验装置。

研究团队研发的热测试装置可以安全、准确地测定干燥储存乏核燃料的温度。

通过此次开发的装置，控制了模拟核燃料组件的发热，并测量了核燃料包壳管的温度，以确定外部温度与内部核燃料之间的相关性。现在可以根据实际干式储存系统的外表面温度来准确确定内部乏核燃料的温度。

研究人员计划将来使用该测试装置进行各种热测试。 测试 数据库将作为韩国乏核燃料干储存分析模型的验证数据，并将用于改进目前使用的保守预测模型。此外，通过在安全范围内有效处置乏核燃料可以减少经济损失。

运输和储存技术开发部高级研究员 Seunghwan Yoo 表示：“我们很高兴通过这项研究和开发为干燥储存设施的热稳定性评估做出了重大贡献”，并补充道， “我们将继续努力确保乏核燃料得到安全管理” 。