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삼중수소 저장기술
Storage and Delivery of Hydrogen Isotopes 원문보기

한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, v.22 no.3, 2011년, pp.372 - 379  

정흥석 (한국원자력연구원 핵주기공정기술개발부) ,  정동유 (한국원자력연구원 핵주기공정기술개발부) ,  구대서 (한국원자력연구원 핵주기공정기술개발부) ,  이지성 (한국원자력연구원 핵주기공정기술개발부) ,  심명화 (한국폐기물협회 사업지원팀) ,  조승연 (국가핵융합연구소 이터한국사업단) ,  정기정 (국가핵융합연구소 이터한국사업단) ,  윤세훈 (국가핵융합연구소 이터한국사업단)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A nuclear fusion fuel cycle plant is composed of various subsystems such as a hydrogen isotope storage and delivery system, a tokamak exhaust processing system, and a hydrogen isotope separation system. Korea shares in the construction of its ITER fuel cycle plant with the EU, Japan, and the US, and...

주제어

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문제 정의

  • 예열 14분 후 340℃로 가열하였으며, 90%의 수소가 36분 안에 공급되었다. ZrCo의 비균질화를 억제하기 위해 가능한 낮은 온도를 유지하고자 하였다. 또한 압력을 낮게 유지하기 위해 수소 흡입 라인을 25.
  • 수소 및 신에너지 분야의 새로운 가능성이 삼중수소에 있음은 물론이다. 따라서 본 연구에서는 수소동위원소 특히 삼중수소의 금속수소화물 저장 공급에 관한 저자 등의 최근 연구 결과를 소개하고자 한다.
  • 소형 반응관 실험에서는 반복 사용에 따른 ZrCo 불균일화도가 비교적 낮은 온도인 350℃의 진공 분위기에서는 심각하지 않음이 확인되었다. 따라서 저자 등은 Fig. 4와 같은 수평 원통관 내에 127g의 ZrCo를 충전하여 흡탈장 특성 실험을 수행함으로써 핵융합연료주기에 필요한 삼중수소 급속공급 시스템 기술을 확보하고자 하였다3). 본 디자인은 저장재의 적층 높이가 낮을수록 수소 흡장 및 탈장 속도가 빠르다는 저자 등의 선행 연구 결과를 반영한 것이다4).
  • 우리나라는 국제핵융합실험로에 삼중수소 저장 공급 시스템을 공급하게 되어 있다. 이에 따라 본 연구에서는 삼중수소의 저장 공급에 관한 연구를 실험적 연구를 수행하였다. 삼중수소의 금속수소화물 저장 공급에 관한 저자 등의 최근 연구 결과는 다음과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
핵융합연료 주기에 필수적인 기술은 무엇인가? 핵융합반응은 미래에너지원으로 중요성이 알려져 있다. 핵융합연료 주기에 필수적인 기술로는 삼중수소 분리, 저장 공급, 삼중수소 정화기술 등이 있다.
삼중수소는 어떤 용기에 저장 운반 되는가? 삼중수소는 티타늄 스펀지 또는 ZrCo 및 DU(감손우라늄)에 저장 운반된다. 국제핵융합실험로와 같은 대형 연구시설에서는 매년 최대 1200g의 삼중수소가 사용될 수도 있다.
삼중수소 제거 시, 다단 화학교환반응에 사용하는 촉매는 무엇인가? 삼중수소화된 중수를 중수소와 향류 접촉 시켜 삼중수소를 중수소 기체 내로 다단 화학교환반응을 일으킨다. 이 반응에는 PSDBC(폴리스티렌 디비닐벤젠 공중합체) 같은 소수성 다공체를 담체로 하는 백금촉매가 사용된다. 삼중수소화된 중수소는 다단 초저온증류공정에서 농축된다.
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참고문헌 (9)

  1. H. Chung, M. Shim, D. Ahn, M. Lee, C. Hong, H. Yoshida, K. Song, D. Kim, K. Jung, and S. Cho, "Korea's Activities for the Development of ITER Tritium Storage and Delivery Systems", Fusion Science and Technology, Vol. 54, 2008, p. 18. 

  2. M. Shim, H. Chung, S. Cho, and H. Yoshida, "Disproportionation Characteristics of a Zirconium- Cobalt Hydride Bed under ITER Operating Conditions", Fusion Science and Technology, Vol. 53, 2008, p. 830. 

  3. M. Shim, H. Chung, H. Yoshida, H. Jin, M. Chang, S. Yun, and S. Cho, "Initial Test Results of a Fast Heat Transfer Response ZrCo Hydride Bed", Fusion Science and Technology, Vol. 56, 2009, p. 857. 

  4. M. Shim, H. Chung, H. Yoshida, K. Kim, S. Cho, E. Lee, and M. Chang, "Experimental Study on the Delivery Rate and Recovery Rate of ZrCo Hydride for ITER Application", Fusion Science and Technology, Vol. 54, 2008, p. 27. 

  5. M. Shim, H. Chung, H. Yoshida, H. Jin, J. Lee, K. Song, M. Chang, H. Kang, S. Yun, and S. Cho, "Hydriding/dehydriding Characteristics on Fast Heat Transfer Response ZrCo Bed for ITER", Fusion Engineering and Design, Vol. 84, 2009, p. 1763. 

  6. M. Shim, H. Chung, K. Kim, H. Yoshida, S. Cho, D. Kim, and M. Ahn, "Heat analysis on the initial reference design of ZrCo hydride beds for ITER", Fusion Engineering and Design, Vol. 83, 2008, p. 1433. 

  7. 정흥석, 안도희, 김광락, 백승우, 구대서, 정경기, 심명화, 진학수, 이종국, "ITER 삼중수소 저장.공급 용기 개발 및 시험", KAERI/CR-324/ 2008, 국가핵융합연구소, 2009, pp. 49-165. 

  8. D. Chung, D. Jeong, D. Koo, H. Yoshida, K. Song, M. Chang, H. Kang, S. Yun, S. Cho, K. Jung, and H. Chung, "Fusion fuel gas recovery and delivery characteristics on a tray-type ZrCo bed", Fusion Engineering and Design, doi:10.1016/ j.fusengdes.2010.11.026, 2011. 

  9. J. Nam, K. Kang, and H. JU, "Numerical Study of Hydrogen Absorption in a Metal Hydride Hydrogen Storage Vessel", Trans. of the Korean Hydrogen and New Energy Society, Vol. 21, No. 4, 2010, p. 249. 

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