A model for estimating the number of failed fuel rod and defect size based on the primary coolant activity is presented. Transport phenomena in the gap is represented by a diffusion process to attain a link with the defect size. The gap attenuation factor dependent on the defect size and the radioactive decay constant is introduced. It is shown that if the effective defect size is larger than the thickness of the clad, the gap attenuation factor is weekly dependent on the defect size. From the values of the gap attenuation factors, the rod escape rate coefficients can be evaluated.
On the basis of the present model, the ENOFS computer program has been developed and applied to cycles 1 and 2 of KORI-1. The number of fuel failures deduced from ENOFS calculations was between four and five with small defect size for cycle 1. On the other hand, about 15 failed fuel rods with small defect size and one with more large defect size were predicted for cycle 2. The end of cycle 1 sipping test results showed that there were two assemblies with failed fuel rods, and for cycle 2 there were two fuel assemblies which included a few large defective fuels.
1차 냉각재에서 측정한 방사능 농도를 이용하여 파손된 핵연료의 수와 그 결함크기를 평가하는 모델이 제시되었다. 갭(gap) 내에서의 수송현상은 결함크기와의 연계를 위해 1차원적인 확산모델로 나타내었고 그 결과, 결함크기와 각 핵종의 붕괴율에 의존하는 감쇠율(gap attenuation factor)을 유도하였다. 결함크기가 피복재의 두께보다 클 경우에는 감쇠율이 결함크기에 크게 의존하지 않는 것으로 나타났고 이 값으로부터 냉각재로의 누출율을 계산하였다.
이와 같은 모델을 근거로 하여 ENOFS 프로그램을 개발하였고 이를 고리원자력발전소의 제 1주기 및 제 2주기에 측정한 수질 데이타에 적용하였다. ENOFS 계산으로부터 제 1주기에서는 작은 결함크기를 갖는 4~5개의 파손된 핵연료가 존재하는 것으로 나타났고, 제 2주기의 경우에는 약 15개의 핵연료가 작은 결함크기를 갖고 있으며, 그보다 큰 결함크기를 갖는 핵연료가 1개정도 있는 것으로 나타났다. 제 1주기 말에 실시된 시험(shipping test) 에서, 2개의 핵연료 집합체가 파손된 핵연료를 갖고 있다는 것을 보였고, 제 2주기에서는, 몇 개의 커다란 결함크기를 갖는 2개의 핵연료 집합체가 있는 것으로 나타났다.
