| 초록 |
기존 핵연료 집합체 구조물의 손상원인 규명, 신형 핵연료의 설계검증 및 성능평가 등을 위하여 조사후시험 기술 및 특성자료는 반드시 확보되어야 한다. 또한 사용후핵연료 중간 건식저장이 지속 논의됨에 따라 이후 최종 처분 단계에서 사용후핵연료의 회수성 및 취급성 등을 판단, 보장하기 위해서는 집합체 구조부품의 조사후시험을 통한 근거자료가 필수적이다. 핵연료집합체의 구조물인 골격체 중 지지격자체는 핵연료봉을 일정간격으로 유지하고 외부충격으로부터 손상을 방지하며, 안내관은 지지격자체와 결합되어 골격체를 구성하고 제어봉을 안내하는 역할을 하는 주요 구조부품으로 항시 건전성이 유지되어야 한다. 본 연구에서는 조사 지지격자체 및 조사 안내관의 열화특성을 평가하는 시험 절차 및 기술을 구축하고 경수로 사용후핵연료를 대상으로 성능을 평가하였다. 핵연료집합체로부터 지지격자체 및 안내관 시편을 취득하기 위한 공정은 수중에서 수행되며 연료봉을 전량 인출 한 후 지지격자체와 결합된 안내관을 절단하는 골격체 수중 절단 기술을 통해 시험시편을 획득한다. 조사 지지격자체는 횡방향 충격에 대한 좌굴특성을 평가하기 위해 진자식 충격시험기술을 개발하였고 이를 통해 열화로 인한 임계 좌굴충격력의 저하정도 및 좌굴형상 등을 획득할 수 있다. 조사 안내관에 대한 열화평가는 조직시험 및 압축시험을 통해 수행된다. 조직관찰 결과로부터 안내관에 형성된 산화막 및 수소화물의 특성 등을 평가하며 압축시험으로 획득한 하중-변위 곡선으로부터 offset strain을 산출하여 안내관의 취화여부를 판단한다. 이와 같이 구축된 시험기술을 적용하여 웨스팅하우스형 저연소도 핵연료 집합체 구조부품에 대한 조사후시험을 수행하였으며 인코넬 재질 조사 지지격자체의 임계 죄굴충격력 및 변형 특성데이타를 취득하였고 지르칼로이 소재의 조사 안내관이 연성을 유지함을 확인하였다. |
