Mathematical modeling and computer code development for corrosion product transport are essential to the Operational Radiation Exposure (ORE) reduction and evaluations of various control methods in primary circuits of PWRs. However currently available mathematical modelings and computer codes are very limited and are most often proprietorial. For example, CRUDMIT code has limitations such as using only two nodes in describing primary circuits, assuming single layer of crud deposits and considering only two radionuclides($Co^{58}$, $Co^{60}$) out of major five radionuclides($Co^{58}$, $Co^{60}$, $Fe^{59}$, $Cr^{51}$ and $Mn^{54}$).
In this work, we have developed a computer code called CRUDTRAK, which improves these limitations by assuming multiple nodes, double layer deposits, considering five radionuclides and adding crud exchange diagrams used for PACTOJ code. PCCL operation at MIT was simulated for the verification of CRUDTRAK code. The simulated results were compared with experimental data of PCCL operation and sensitivity analyses were performed with some control methods and input data.
For the longer time simulations(about 600 days), $Co^{60}$ becomes the dominant radionuclide, however at the short runs(about 50 days), $Co^{58}$ becomes the dominant one and the others are negligible. High pH(7.4) operation is found to be a good strategy for ORE reduction and the increment of purification flow has negligible effect. Results of present work are turned out to be quite consistent with measured experimental data, and the simulation by CRUDTRAK code showed much precise results than that by CRUDMIT code.
PWR 1차 계통에서 방사성 부식 생성물의 거동 예측을 위한 모델링과 컴퓨터 코드의 개발은 여러가지 제어 방법들의 평가와 작업자 방사선 피폭(ORE)의 저감 등에 필수적이지만 이용 가능한 코드는 한정되어있고 자료개방이 되어 있지 않다. 여러가지 코드중 CRUDMIT는 1차계통을 2개의 노드화, 크러드 침적층의 단일층화 등과 같이 단순화 되어 있고 예측 가능한 방사성 핵종의 수에 있어서도 $Co^{58}$, $Co^{60}$, $Cr^{51}$, $Mn^{54}$, $Fe^{59}$ 중 $Co^{58}$ 과 $Co^{60}$ 뿐이다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 20개의 노드화, 이중 크러드 침적층, 그리고 5가지 핵종의 고려로 해결했으며 PACTOLE 코드의 크러드 거동 모델링을 바탕으로 CRUDMIT 코드의 모델링을 추가하여 새로운 컴퓨터 코드(CRUDTRAK)를 개발하였다. 개발 된 코드의 평가를 위해 MIT에서 운영중인 PCCL에 적용해 보았다. 예측결과는 실험값과 비교했으며 여러가지 제어방법과 입력 데이터에 대한 민감도 분석을 하였다.
600일 이상으로 시간이 증가함에 따라 $Co^{60}$이 중요한 방사선 핵종이나 그전에는 $Co^{58}$ 이 중요한 핵종으로 나타났고 기타 핵종($Cr^{51}$, $Mn^{54}$, $Fe^{59}$)은 별 영향을 미치지 못함을 알았다. 고 pH(7.4)운전이 ORE저감에 중요한 역할을 하나 정화 유량의 증가는 정화 유량의 제한 때문에 별영향을 주지 않는다. 예측값들은 실험값과 잘 일치하며 CRUDMIT코드보다 잘 맞는다.
