| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2003년 가을 (11/21 ~ 11/22, 연세대학교) |
| 권호 | 9권 2호 |
| 발표분야 | 기타 |
| 제목 | 결함 핵연료 피복관의 산화막 형성 |
| 초록 | 1.서론 원자력발전의 안전성을 유지하면서 경제적 이득을 극대화하기 위한 노력의 하나로 핵연료의 연소도를 높이고 연소기간을 연장하기 위한 노력이 전 세계 원자력발전국가들에 의해 계속되어 오고 있다. 이러한 고연소 핵연료 개발에 있어 해결해야할 가장 큰 인자중 하나는 피복관 부식에 의한 산화막의 증가이다. 본 연구에서는 실제 원자력발전소에서 연소중 결함징후가 발견된 핵연료봉의 결함원인을 조사하기 위해 조사후시험을 실시한 7개의 연료봉 시편들에 대한 파괴시험결과 나온 결과들을 이용하여, 실제 원자로내에서 핵연료 피복관의 산화막 증가와 또한 결함이 발생했을 때 피복관 내부로의 냉각수 유입에 따른 내부 산화막 형성을 관찰하여 피복관의 여러 가지 노내 산화기구 연구에 도움을 주고자 하였다. 2. 실험방법 시험대상 연료봉은 국내 상용 원자력발전소에서 3주기 조사중 결함징후가 있는 연료봉 3개와 2주기 연소중 결함이 발견된 연료봉을 대상으로 하였으며, 거시 금속조직시험은 20배율로 찍은 사진이 가장 선명하게 잘 나타났고, 미세 금속조직시험은 500배율의 현미경을 통해 피복관 단면의 내, 외면 산화막의 형태 및 두께를 측정하였다. 3. 실험결과 1) 연료봉 피복관 외면 산화막은 4부위 평균값이 2.1∼55.3㎛의 두께분포를 보였다. 연료봉 상부로 갈수록 증가하였으며, 2,590mm 수소화 손상부위에서 최대인 35.4㎛의 두께분포를 나타내었고, 그 이상 부위에서는 차츰 감소하였다. 2) 결함 연료봉의 내면 산화층은 8부위 평균값이 8.1∼50.6㎛의 두께분포로 나타났다. 비교적 얇고 조밀한 초기 산화막의 형상을 보여주고 있으며, 결함이 없는 부위에서는 정상 사용후핵연료봉에서 나타나는 내면 산화막과 거의 유사한 형상을 나타내었다. 3)결함부위의 경우 비교적 온도가 낮은 부위는 결함과 관계없이 얇고 균일한 산화막이 형성된 것으로 나타났으며, 비교적 높은 온도에 노출된 상부 결함부위의 경우는 결함에 인접한 부위가 더 두껍거나 불균일한 것으로 나타났다. 4) 결함 연료봉의 피복관 내면 산화막은 외면에 비해 4배정도 두껍게 형성된 것으로 나타났고, 외면에 비해 산화막의 형상이 불균일하고 산화막내에 많은 기공과 균열이 존재하며 최 하단부 결함주위 내, 외부 산화막에서는 산화막이 비교적 얇게 형성되었다. |
| 저자 | 양송열, 서항석, 이형권, 권형문, 전용범, 홍권표 |
| 소속 | 한국원자력(연) |
| 키워드 | 결함; 연료봉; 피복관; 산화막; 산화층두께; 온도; 금속조직시험; 조사; 현미경; 상부 |
