| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2008년 가을 (11/07 ~ 11/07, 차세대융합기술연구원) |
| 권호 |
14권 2호 |
| 발표분야 |
구조재료 |
| 제목 |
핵연료 피복관의 조사후 연성평가기술 개발(I) |
| 초록 |
핵연료 집합체 구성부품 중 연료봉은 피복관, 소결체, 플레넘스프링 및 상․하단 봉단마개로 구성된다. 경수로용 연료봉은 하단 봉단마개를 전기 저항용접한 피복관 내에 이산화우라늄을 원기둥 형태로 성형 소결한 핵연료 소결체(pellet)를 진공상태에서 장입하고, 소결체 상부의 빈 공간에 플레넘스프링을 넣고 헬륨기체를 주입한 후 상단 봉단마개를 용접한다. 연료봉 상부의 빈 공간(plenum)은 열팽창에 의한 소결체의 축방향 팽창을 대비함과 동시에 핵분열기체 유출에 따른 연료봉 내압을 완화하는 역할을 한다. 피복관은 핵연료 소결체를 지지하고 핵분열생성물이 냉각수로 유출되는 것을 방지하는 기능을 하며, 플레넘스프링은 연료봉 취급 시 소결체가 움직이는 것을 방지하는 기능을 한다. 핵연료 피복관은 고온 및 고압의 가혹한 방사선 분위기에서 사용되므로, 연료의 사용 기간 동안에 피복관의 기능이 유지되도록 핵적 조건 외에 고온 강도 등 기계적 조건과 내식성 등의 화학적 조건을 만족해야 한다. 이상과 같은 핵연료 피복재로서 요구되는 조건들을 만족하도록 제조된 피복관이라 할지라도 사용 중 중성자 조사 및 수소화합물의 생성 등으로 인하여 피복관이 가지고 있는 기존의 우수한 기계적 성질 특히, 연성이 저하된다. 따라서 연료봉의 파손 또는 변형거동을 사전에 예측하여 사고를 미연에 방지하기 위한 피복관의 손상기준과 안전성 해석의 기초 자료를 취득하기 위하여 핵연료 피복관의 사용 중 조건을 모사할 수 있는 다양한 조사성능검사 기술이 개발되어야 한다. 피복관에 대한 조사후 연성(ductility)을 평가하기 위하여 횡 및 종방향 인장시험, 압축시험, 굽힘시험 및 팽창시험기술을 개발하고자 한다. 이상과 같은 피복관에 대한 조사후 연성평가 시험을 통하여 획득한 조사특성자료들을 데이터베이스화하고 향후 신규 핵연료 개발 및 기존 핵연료의 안전성 평가를 위한 설계 및 해석용 자료로 활용할 것이다. |
| 저자 |
김도식, 백승제, 유병옥, 주용선, 전용범, 안상복
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| 소속 |
한국원자력(연) |
| 키워드 |
피복관; 중성자 조사; 연성; 인장시험; 압축시험; 굽힘시험; 팽창시험
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