| 초록 |
● 오늘날 전 세계적으로 사용되고 있는 지르코늄 합금 핵연료 피복관의 사고시 고온부식과 그로 인한 재료의 열화 그리고 수소발생은 후쿠시마에서 원전 수소폭발과 재앙적 방사선 누출을 야기함 ● 이와같은 지르코늄 합금 피복관의 사고시 거동은 원자력 발전소의 안전성을 치명적으로 저하시키는 요소로 원자력 발전의 침체를 가져오고 있음 ● 본 연구에서는 기존의 사고저항성 핵연료 개발방법과는 확연한 차이가 있는 억지끼움 이중벽면 피복관과 갈바닉 부식 소결체 기술을 제안함 ● 이중벽면 피복관의 구성재료에 내관으로는 지르코늄 합금과 외관으로는 Fe-Cr-Al 합금과 탄화규소(SiC)를 선정함 ● Zr-FeCrAl 이중벽면 피복관은 약 1050℃에서 공융현상으로 인하여 녹는 것이 실험으로 확인됨 ● Zr-SiC 억지끼움 이중벽면 피복관은 코팅으로 접합된 피복관에 비하여 정상상태에서 현저히 낮은 응력에 놓이는 것을 확인함 ● SiC 피복관은 1350℃ 이하에서 재관수 급냉 열충격 파괴는 일어나지 않는 것이 실험적으로 확인되었음 ● 피복관 열충격 파괴현상을 예측할수 있는 전산해석 코드가 구축되었으며 실제 4.08m SiC 피복관의 열충격 파괴 모사 결과 열충격에 의한 파괴확률이 허용가능한 수준으로 판명됨 ● 갈바닉 부식 소결체로는 Fe, Cr, Ni 이 선정되었음 ● 갈바닉 부식 소결체가 지르코늄 합금의 고온 증기 산화 반응에 영향을 끼치지 않는 것이 실험적으로 확인되었음 ● 위의 결과들을 바탕으로 Zr-Sic 억지끼움 이중벽면 피복관의 원천 사고저항성의 기본 타당성이 확인되었으며 심화 연구의 정당성 및 필요성을 확인함 |
