초록 ▼

제2차 중장기과제에서 독자적으로 경수로형 혼합핵연료 제조기술 및 성능분석기술을 개발하고 스위스 PSI와의 국제협력을 통해 시험용 혼합핵연료봉을 제조하였음. 노르웨이 Halden 원자로에서 시험용 혼합핵연료봉의 노내 연소시험을 수행하여 연소도 50,000 MWd/tHM에 도달할 때까지, 시험용 핵연료봉은 건전성을 유지하면서 성능을 평가할 수 있는 다양한 자료를 생산함으로써 개발된 제조/성능분석 기술의 우수성을 입증하였음.
새로 개발된 경수로형 혼합핵연료 제조기술 및 성능분석기술은 노내 연소시험과 더불어 조사후시험을 통해서만 최종

제2차 중장기과제에서 독자적으로 경수로형 혼합핵연료 제조기술 및 성능분석기술을 개발하고 스위스 PSI와의 국제협력을 통해 시험용 혼합핵연료봉을 제조하였음. 노르웨이 Halden 원자로에서 시험용 혼합핵연료봉의 노내 연소시험을 수행하여 연소도 50,000 MWd/tHM에 도달할 때까지, 시험용 핵연료봉은 건전성을 유지하면서 성능을 평가할 수 있는 다양한 자료를 생산함으로써 개발된 제조/성능분석 기술의 우수성을 입증하였음.
새로 개발된 경수로형 혼합핵연료 제조기술 및 성능분석기술은 노내 연소시험과 더불어 조사후시험을 통해서만 최종적인 분석 및 검증이 가능하므로, 개발된 기술을 평가하기 위해 시험 핵연료봉의 성능 평가에 필요한 전산코드인 COSMOS를 개발하고 조사후시험을 통해 노내 거동 자료를 생산하여 코드 검증에 활용함. 또한 해외의 유수한 혼합핵연료 회사가 제조하여 동일한 조건에서 연소시킨 참조용 혼합핵연료봉과 본 과제의 기술로 개발한 시험 핵연료봉의 성능을 비교 및 분석함으로써 국내 개발기술의 수준을 상대적으로 평가함.
또한 시험 연료봉의 조사후시험을 통해 생산된 각종 성능자료를 분석하여, 제2차 중장기과제에서 자체적으로 개발한 혼합핵연료 제조기술 및 성능분석기술을 평가하고 개선하여 최종적으로 국내 고유의 경수로형 혼합핵연료 기술을 확보함.

Abstract ▼

Since LWR MOX fuel has 5～10wt% PuO2 from the beginning, MOX fuel has different material and neutronic characteristics and also shows different in-core behavior. These differences should be considered in developing technology for LWR MOX fuel. To meet the current demand to increase discharge burnup o

Since LWR MOX fuel has 5～10wt% PuO2 from the beginning, MOX fuel has different material and neutronic characteristics and also shows different in-core behavior. These differences should be considered in developing technology for LWR MOX fuel. To meet the current demand to increase discharge burnup of nuclear fuel for improving economic efficiency, some studies have been done to increase the discharge burnup of MOX fuel. Consequently, since phenomena observed in high burnup UO2 fuel such as PCMI, thermal conductivity degradation, and the formation of high burnup structure will also occur in LWR MOX fuel, the technology to overcome or, at least, analyze these phenomena should be developed.
This study covers the development of MOX fuel technology in the area of manufacturing MOX fuel pellet, MOX fuel performance analysis code (COSMOS), irradiation test of MOX fuel in the Halden reactor, and post-irradiation examination of the irradiated MOX fuel.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 15
• 목 차 ... 17
• 표 목 차 ... 19
• 그림 목차 ... 20
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 25
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 25
• 제2절 연구개발의 목적 및 범위 ... 31
• 제2장 국내·외 기술개발 현황 ... 38
• 제1절 국외 혼합핵연료 기술개발 현황 ... 38
• 제2절 국내 혼합핵연료 기술개발 수준 ... 40
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 41
• 제1절 조사시험용 혼합핵연료 제조 및 특성 정량화 ... 41
• 1.1 조사시험용 혼합핵연료 제조 ... 41
• 1.2 조사시험용 혼합핵연료 특성자료 정량화 ... 45
• 1.3 Pu-MOX의 특성분석 및 정량화 ... 51
• 1.4 요약 ... 52
• 제2절 성능분석기술 개발 ... 63
• 2.1 열전도도 ... 63
• 2.2 혼합핵연료 기체방출 ... 70
• 2.3 피복관 크립 ... 93
• 2.4 피복관 산화 ... 101
• 2.5 고연소도 거동 ... 110
• 2.6 고연소도 핵연료 미세구조 모사 ... 127
• 2.7 입출력 기능 ... 134
• 제3절 노내 연소시험 및 분석 ... 144
• 3.1 서 론 ... 144
• 3.2 할덴 원자로 노내 조사 ... 144
• 3.3 노내 거동 ... 153
• 3.4 COSMOS 코드 검증 ... 174
• 3.5 반경방향 플루토늄 분포 ... 183
• 3.6 요약 ... 187
• 제4절 조사시험 혼합핵연료 미세조직 분석 ... 188
• 4.1 서 론 ... 188
• 4.2 KAERI-혼합핵연료와 타 상용 혼합핵연료와의 특성비교 ... 189
• 4.3 조사시험 혼합핵연료의 저배율 미세조직분석 ... 192
• 4.4 조사시험 혼합핵연료의 미세조직분석 ... 201
• 4.5 결 론 ... 212
• 제5절 결론 ... 228
• 제4장 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 229
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획 ... 231
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 232
• 제7장 참고문헌 ... 233