본 과목은 원자력발전에 필요한 핵연료를 제작하기 위해 우라늄을 채굴한 후 여러 단계의 공정을 거쳐 핵연료의 형태로 가공하여 원자력발전소에서 효율적으로 연소시키고, 고준위 방사성폐기물로 운반, 처리, 처분하는 핵연료주기를 전반적으로 다룰 예정이다. 특히 사용후핵연료의 중간저장과 운반, 재활용, 영구처분 등 안전한 관리에 필요한 국내외의 다양한 공학적 사례들을 살펴볼 것이다. 사용후핵연료의 소내 저장 및 냉각 (수조저장)의 이슈와 장거리 운송, 대용량의 저장을 위한 운반용기 기술과 건식저장 기술, 재처리 및 재활용, 심층처분 용기 개발 등에 대해 소개할 예정이다. 사용후핵연료 관리 표준화 시스템 개발, 열적안전성/구조안전성/격납건전성 입증 시험, 육·해상 운반 시나리오 및 사고안전성 평가기술 등을 개발 사례를 구체적으로 살펴볼 것이다. 마지막으로 해외의 사용후핵연료 처분 정책을 알아보고, 차세대 원자로로 개발 중인 소형원전, 용윰염 원자로, 고온 헬륨 고속로, 납/납-비스무스 고속로, 소듐 고속로 등의 핵연료 제작과 사용후핵연료 처분에 관한 실질적인 케이스 스터디를 진행할 예정이다. 한전원자력연료이나 국내의 방사성폐기물관리시설을 직접 방문하는 기회를 가질 계획이다.

● Students can understand the basic concepts of the front- and back-ends of the fuel cycle including uranium mining/refining/enrichment, fuel fabrication, fuel operation, and waste management.
● Students can build general knowledge of the basic characteristics of radioisotopes in nuclear fuel with their properties.
● Students is able to understand the design criteria of storage canisters for spent nuclear fuel in transportation, interim storage, and permenant storage systems.
● Students can evaluate the economics of fuel reprocessing and direct disposal of nuclear fuels.
● Students can understand the history of nuclear fuel cycle and worldwide economical markets involved in the cycle as well as an appreciation of politic influence.

None

Homework & Open Presentation: 50%
Quiz & Exam: 50%

No textbook is required for this course.
Suggested references as follows:
- Ken B. Sorenson, Safe and Secure Transport and Storage of Radioactive Materials, Woodhead Publishing, 2015
- Man-Sung Yim, Nuclear Waste Management, Springer, 2022
- Nicholas, Tsoulfanidis, Nuclear Fuel Cycle, American Nuclear Society, 2013
- Status and Trends in Pyroprocessing of Spent Nuclear Fuels, IAEA, 2021

1주 : Overview of nuclear fuel cycle and basic concepts
2주 : Mining, milling, conversion and enrichment
3주 : Nuclear fuel design, fabrication, advanced designs
4주 : In-core fuel management
5주 : Generation and characteristics of spent nuclear fuel
6주 : Structural/thermal/radiation/criticality behavior of spent nuclear fuel transportation
7주 : Sea transport of irradiated nuclear fuels and accident scenarios
8주 : Mid-term (close book exam in class)
9주 : Wet storage of spent nuclear fuel
10주 : Dry storage of spent nuclear fuel
11주 : Purex and pyroprocessing
12주 : Engineered barriers for spent nuclear fuel
13주 : Geologic barriers for disposal of spent nuclear fuel
14주 : Decommissioning of nuclear power plant
15주 : Nuclear nonproliferation/security & Fuel cycle for advanced reactor designs
16주 : Final exam (close book exam in class)