On the Particle Swarm Optimization of Cask Shielding Design for a prototype Sodium-cooled Fast Reactor

임동원; 이철우; 임재용; Donny Hartanto

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자료유형: 학술저널

저자정보: 임동원 이철우 임재용 Donny Hartanto

저널정보: 한국원자력학회 Nuclear Engineering and Technology Nuclear Engineering and Technology 제51권 제1호

발행연도: 2019.1

수록면: 284 - 292 (9page)

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For the continuous operation of a nuclear reactor, burnt fuel needs to be replaced with fresh fuel, whereappropriate (ex-vessel) fuel handling is required. Particularly for the Sodium-cooled Fast Reactor (SFR)refueling, its process has unique challenges due to liquid sodium coolant. The ex-vessel spent fueltransportation should concern several design features such as the radiation shielding, decay-heatremoval, and inert space separated from air. This paper proposes a new design optimization methodologyof cask shielding to transport the spent fuel assembly in a prototype SFR for the first time. TheParticle Swarm Optimization (PSO) algorithm had been applied to design trade-offs between shieldingand cask weight. The cask is designed as a double-cylinder structure to block an inert sodium region fromthe air-cooling space. The PSO process yielded the optimum shielding thickness of 26 cm, considering theweight as well. To confirm the shielding performance, the radiation dose of spent fuel removed at itspeak burnup and after 1-year cooling was calculated. Two different fuel positions located duringtransportation were also investigated to consider a functional disorder in a cask drive system. This studyconcludes the current cask design in normal operations is satisfactory in accordance with regulatoryrules

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T. Abram / 2008 / Generation-IV nuclear power : a review of the state of the science / Energy Pol 36(12):4323~4330

J. Rouault / 2010 / Handbook of Nuclear Engineering / Springer :2321~2710

Y. Chikazawa / 2009 / Technology gap analysis on sodiumcooled reactor fuel-handling system supporting advanced burner reactor development / Nucl. Technol 165(3):270~292

R. T. Klann / 1993 / A conceptual redesign of an inter-building fuel transfer cask / Proceedings of 2nd ASME-JSME International Conference on Nuclear Engineering

B.C. Cerutti / 1970 / EBR-II fuel handling system / Proceedings of Symposium on Progress in Sodium-cooled Fast Reactor Engineering

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