| 초록 |
최근 핵연료의 고연소도화가 추진됨에 따라 구조부품 및 연료봉의 노내 체재기간이 장기화되고 있으며, 이에 따라 재료는 중성자 조사 및 수소화물 등에 의하여 기존 기계적 특성이 현저히 저하될 수 있다. 상용 원자력발전소에서 사용되고 있는 핵연료 집합체의 구조부품 및 연료봉에 대한 조사후 성능평가기술을 개발하기 위해서는 평가 목적에 적합한 중성자 조사시편을 준비하고, 이에 대한 다양한 시험기술을 개발하여야 한다. 또한 조사후 성능평가 시험에서 사용될 조사시편들은 상용 원자력발전소에서 연소된 핵연료 집합체로부터 직접 채취되어야 한다. 따라서 고방사능을 띄고 취성이 큰 모재로부터 소형 조사시편을 제작하기 위하여 기존의 시편 제작방법들 중 밀링머신 등을 사용한 절삭가공법 또는 방전가공기(EDM)을 사용한 방전가공법에 대한 장단점, 조사 재료의 가공조건 및 핫셀 내 사용을 위한 적용성 등을 고려하여 방전가공법을 소형 조사 시편의 제작을 위한 최적의 제작방법으로 선정하였다. 또한 방전가공법 중 와이어(wire) 및 쿠키(cookie)형 방전가공법을 서로 비교하고, 제작물의 크기가 작고 정밀도를 요구하는 경우 그리고 파괴인성 및 지연수소균열시편과 같이 날카로운 노치(notch)를 시편에 가공해야 하는 경우에 장점을 가진 와이어형 방전가공기를 최적의 소형 조사시편 제작장치로 최종 선택하였다. 조사시편 제작용 와이어형 방전가공기는 한국원자력연구소 조사재시험시설의 고방사성 물질을 취급할 수 있는 핫셀 내에 설치하며, 이를 위하여 방전가공기 부품에 대한 조사 영향, 원격조종기 사용조건, 핫셀 내 설치 조건, 조사시편 가공조건 및 유지보수 조건 등을 고려하여 기존 방전가공기에 대한 상세 설계 변경 및 부품의 교체를 수행하였다. 이와 같이 개발된 소형 조사시편 제작용 와이어형 방전가공기의 성능검사를 위하여 핵연료 집합체 구조부품 중 지지격자의 재질인 Zirlo 재질의 판을 사용하여 1차 성능검증시험을 수행하였으며, 이로부터 조사시편 제작장치의 와이어 방전성능이 개조 전과 동일하게 유지됨을 확인하였다. 또한 핵연료 집합체 조사성능평가기술 개발을 위하여 사용될 인장시편, 압축시편, 굽힘시편 및 파괴인성 시편 등의 가공을 통하여, 개발된 조사시편 제작용 와이어 방전가공기의 성능검사 및 최적 가공조건을 확립하였다. |
