초록 ▼

국내에는 원자력 중장기 과제인 원자력 신소재 개발(구조용강,Inconel, Zr 합금, stainless steel 등) 및 신형 핵연료 개발(고성능/고연소도용 Pellet, 피복관 등), 핵비확산성 건식공정 산화물 핵연료 기술개발 및 신형 원자로개발 과제에서 사용 재료의 다양한 조사시험이 요구되고 있으며, 중성자 조사로 인한 재료 및 핵연료 조사거동 연구를 위해 산·학·연 이용자들의 조사시험에 대한 관심이 증대되고 있다. 따라서, 이에 대비한 연구로를 이용한 캡슐 조사기술의 연구개발이 요구되고 있다. 한국원자력연구소에서는 원자력

국내에는 원자력 중장기 과제인 원자력 신소재 개발(구조용강,Inconel, Zr 합금, stainless steel 등) 및 신형 핵연료 개발(고성능/고연소도용 Pellet, 피복관 등), 핵비확산성 건식공정 산화물 핵연료 기술개발 및 신형 원자로개발 과제에서 사용 재료의 다양한 조사시험이 요구되고 있으며, 중성자 조사로 인한 재료 및 핵연료 조사거동 연구를 위해 산·학·연 이용자들의 조사시험에 대한 관심이 증대되고 있다. 따라서, 이에 대비한 연구로를 이용한 캡슐 조사기술의 연구개발이 요구되고 있다. 한국원자력연구소에서는 원자력 중장기 사업으로 1997년 7월 21일부터 2000년 3월 31일까지 재료분야 이용자가 요구하는 시험을 수행하기 위한 재료캡슐을 이용한 조사시험 기반기술을 개발하였다. 2000년 4월 1일부터 2002년 3월 31일까지 수행된 이번 단계에서는 핵연료개발에 요구되는 조사기반기술을 확보하여, fissile material 시편에 온도, 압력, 변형 센서를 부착하여 조사시험에 활용할 수 있는 계장 기술개발과 요구되는 대부분의 조사시험을 수행하여 핵연료개발에 필요한 설계자료를 생산하는데 있다. 이 외에도 일부 사용자들이 요구하는 시험을 효율적으로 수행하기 위하여 기 개발된 기술을 보완하고, 특수목적의 재료조사시험을 위한 기술중의 하나인 실시간으로 노내에서 크립시험을 수행할 수 있는 크립캡슐의 개발이 요구된다. 이로써 국가 원자력 중장기과제 및 산·학·연에서 요구되는 조사시험을 수행할 수 있는 기반기술의 확보 및 개선을 통하여 이용자가 요구하는 다양한 시험기술을 준비하는데 있다.

Abstract ▼

The objective of this project was to establish basic capsule irradiation technology using the multi-purpose research reactor [HANARO] to eventually support national R&D projects of advanced fuel and materials related to domestic nuclear power plants and next generation reactors. There are several na

The objective of this project was to establish basic capsule irradiation technology using the multi-purpose research reactor [HANARO] to eventually support national R&D projects of advanced fuel and materials related to domestic nuclear power plants and next generation reactors. There are several national nuclear projects in KAERI, which require several irradiation tests to investigate in-pile behavior of nuclear reactor fuel and materials for the R&D of several types of fuels such as advanced PWR and DUPIC fuels and for the R&D of structural materials such as RPV(reactor pressure vessel) steel, Inconel, zirconium alloy, and stainless steel. At the moment, internal and external researchers in institutes, industries and universities are interested in investigating the irradiation characteristics of materials using the irradiation facilities of HANARO. For these kinds of material irradiation tests, it is important to develop various capsules using our own techniques. The development of capsules requires several leading-edge technologies and our own experiences related to design and fabrication. The basic technology for material irradiation tests was successfully developed to meet the user`s requirements at KAERI from July 21, 1997 to March 31, 2000. It enables the irradiation tests to be performed for a non-fissile material under controlled temperatures(300±10℃) in a He gas environment, and most of the irradiation tests for the internal and external users were able to be conducted effectively using our established technologies. In the second phase from April 1, 2000 to March 31, 2003, it was necessary to develop the utilization technology for various sensors for the measurements of temperature, pressure and displacement, and instrumented capsule technology for the required fuel irradiation tests. In addition, the improvement of the existing capsule technology and the development of an in-situ measurable creep capsule for specific purposes were done to meet the various requirements of users.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요
  제 2 장 국내·외 기술개발 현황
  제 1 절 외국 조사기술 개발 현황
  제 2 절 국내 조사기술 개발 현황
  제 3 절 국내외 기술 비교
  제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과
  제 1 절 핵연료 조사시험용 캡슐개발
  1. 핵연료 조사시험용 무계장캡슐 설계 개선
  2. 핵연료 조자시험용 계장캡슐 설계 요건
  3. 핵연료 조사시험용 계장캡슐 기본설계 및 해석
  4. 핵연료 조사시험용 모의 계장캡슐 설계/제작
  5. 핵연료 조사시험용 모의 계장캡슐의 노외시험
  6. 핵연료 조사시험용 계장캡슐 설계/제작
  7. 핵연료 조사시험용 계장캡슐 설계검증 시험 계힉 및 안전성 분석
  8. 하나로를 이용한 핵연료시험용 계장캡슐의 예비설계 연구개발(INEEL)
  9. 핵연료 캡슐 Double Shell 시스템의 구조해석 및 설계최적화
  제 2 절 핵연료 조사시험용 제어시스템 기술 개발
  1. 공정계통의 원리
  2. 핵연료 조사시험용 제어시스템의 설계
  3. 노외 성능시험
  제 3 절 핵연료 조사시험용 계장기술개발
  1. 재계장/재조사 기술현황
  2. 핵연료 특성 측정 계장기술 개발
  3. 조사시험용 핵연료봉 제작기술
  4. OECD Halden Reactor Project 참여
  제 4 절 표준형 캡슐의 성능 고도화
  1. 조사시험 기술 전망
  2. 온도 및 환경 제어기술 개선 및 확립
  3. 표준형 캡슐 설계 개선
  4. 캡슐 제어시스템 개선 및 성능 고도화
  5. Sapphire를 이용한 중성자 조사선량 평가기술 개발(위탁과제)
  제 5 절 특수캡슐 기술개발
  1. 조사시험용 크립캡슐 기술개발 현황
  2. 크립캡슐 설계 요건
  3. 크립캡슐 핵적 특성 및 구조적 건전성 해석
  4. 노외 하중부과장치 설계 및 제작
  5. 크립캡슐 설계/제작/조사시험
  6. 크립캡슐 제어장치 설계/제작
  7. 특수캡슐 유형 및 차기 개발 업무
  8. 지르코늄 합금의 조사 크립 시험 방법 연구(위탁과제)
  9. 복수시편 장착용 기계적 특성 시험장치 기초연구(위탁과제)
  제 6 절 캡슐 노외 시험시설
  1. 노외 시험시설 설계 및 제작
  2. 노외 시험시설 운영
  3. 노외 시험시설 개선
  제 7 절 이용자 요구 조사시험/자료생산
  1. 재료시험용 캡슐 이용 조사시험 및 자료생산
  2. 하나로 이용 활성화를 위한 대학 조사시험
  제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도
  제 1 절 당해 단계목표 및 달성도
  1. 핵연료캡슐 기술확립 및 조사시험
  2. 핵연료 계장 기술 확립
  3. 특수계장(Creep 시험) 캡슐 기술개발 및 성능시험
  4. 표준형 계장 캡슐의 성능 고도화
  5. 조사시험/자료생산
  6. 캡슐 노외시험 시설 개발
  제 5 장 연구개발 결과의 활용계획
  제 6 장 연구개발과정에서 수집한 국내·외 과학기술 정보
  표 및 그림