초록 ▼

O 본 연구의 주요 목표는 원자로심, 발전소저장조 및 건식중간저장시설 내 핵연료의 손상기구 및 열화를 평가할 수 있는 기술 개발로 요약할 수 있음.
O 본 보고서에는 총 3단계 연구 중 2단계 (2011. 4 ~ 2013. 3) 연구결과를 기술하였으며, 연구결과는 다음과 같이 요약할 수 있음.
- 노외 및 상용로 고연소핵연료의 열화성능, 손상원인 및 손상기구 등의 핵심자료 수집 및 분석
- 고연소 핵연료의 프레팅마모 손상, 발전소저장조 내 피복관 내 수소화 재분포 및 건식중간저장 연료봉 손상 예측을 위한 노외 핵연료

O 본 연구의 주요 목표는 원자로심, 발전소저장조 및 건식중간저장시설 내 핵연료의 손상기구 및 열화를 평가할 수 있는 기술 개발로 요약할 수 있음.
O 본 보고서에는 총 3단계 연구 중 2단계 (2011. 4 ~ 2013. 3) 연구결과를 기술하였으며, 연구결과는 다음과 같이 요약할 수 있음.
- 노외 및 상용로 고연소핵연료의 열화성능, 손상원인 및 손상기구 등의 핵심자료 수집 및 분석
- 고연소 핵연료의 프레팅마모 손상, 발전소저장조 내 피복관 내 수소화 재분포 및 건식중간저장 연료봉 손상 예측을 위한 노외 핵연료 열화성능시험 수행 및 평가
- 하나로 1차 캡슐조사시험 완료 및 2차 캡슐시험 매트릭스 도출
- 1차 조사시편에 대한 기계적 열화성능시험 수행 및 성능자료 분석
- 원자로심 연소, 발전소내 저장 및 건식중간저장에 따른 핵심 핵연료 손상기구(프레팅마모, 수소화 재배열 등)에 대한 핵연료 열화속도 예측모델 개발

Abstract ▼

Nowadays high burnup fuel, power up-rating and plant lifetime extension have been employed by world-leading nuclear vendors to enhance nuclear power plant economy. To provide some solutions for anticipated fuel integrity problems caused by the aforementioned aggressive fuel usage, the following obje

Nowadays high burnup fuel, power up-rating and plant lifetime extension have been employed by world-leading nuclear vendors to enhance nuclear power plant economy. To provide some solutions for anticipated fuel integrity problems caused by the aforementioned aggressive fuel usage, the following objectives have been established for this project and the corresponding activities have been performed:
○ Develop key failure mechanisms of high burnup fuel during in-reactor operation, plant wet storage and interm dry storage
○ Develop degradation characteristics of high burnup fuel during in-reactor operation, plant wet storage and interm dry storage
○ Develop technologies for the prediction of high burnup fuel degradation during the dry interim storage
To achieve the aforementioned objectives, the results obtained through the phase 2 activities (April 2011 through March 2013) are summarized in the following;
○ Collection and evaluation of performance degradation data of high burnup fuel
- Collected fuel failure mechanisms, mechanical performance degradations and hydride-induced degradations through domestic and foreign journals, international fuel performance conferences, and IAEA-TECDOC
○ Setup of out-of-pile test conditions and HANARO capsule test matrix
- Determined high burnup fuel operation conditions for in-reactor, plant wet storage and interim dry storage
- Established out-of-pile test conditions to simulate high burn fuel performance degradation with the use of a commercial fuel performance code
- Established the first and second HANARO capsule test matrix, and manufactured test specimens
○ On-going fuel performance degradation out-of-pile tests
- Evaluated the results of hydride reorientation tests using Zr alloy cladding tubes simulating plant wet storage and interim dry storage conditions
- Evaluated the results of mechanical degradation tests and fractured surface examinations for hydride reoriented cladding specimens
- Evaluated grid-to-rod fretting wear test results
○ Completion of the first HANARO capsule irradiation tests and mechanical degradation tests for irradiated specimens
- Completed the first HANARO tests: 56 days irradiation
- Performing mechanical degradation tests for irradiated ring and plate specimens: tensile tests, short-term creep tests, microstructure examination, hardness tests, etc.
○ Development of preliminary versions of fuel degradation prediction models for key high burnup fuel failure mechanisms
- Developed preliminary prediction models for fuel failure mechanisms with the use of reactor coolant activity histories
- Developed cladding oxidation-dependent PCI-induced fuel rod failure simulation model
- Developed grid-to-rod fretting wear-induced failure simulation model The aforementioned results may be utilized as basic data for 1) emergency core design required in the case of fuel failure and failure remedy establishment, 2) establishment of reuse criteria for spent fuel in in-site wet storage pits and 3) prediction of interim dry storage period for spent fuel and establishment of optimized interim dry storage conditions.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY(영문요약서) ... 8
• CONTENTS(영문목차) ... 10
• 목 차 ... 11
• 제1장 연구개발의 개요 ... 12
• 제1절 연구개발의 목적 ... 12
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 12
• 제3절 연구개발의 범위 ... 15
• 제2장 국내외 기술개발현황 ... 16
• 제1절 국내 기술개발현황 ... 16
• 제2절 국외 기술개발현황 ... 17
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 18
• 제1절 연구개발 수행방법 ... 18
• 제2절 연구개발 수행내용 및 결과 ... 21
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 76
• 제1절 연구개발목표의 달성도 및 기술발전 기여도 ... 76
• 제2절 정량적 연구성과 (2단계) ... 78
• 제3절 관련 분야에의 기여도 ... 78
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 79
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 80
• 제7장 참고문헌 ... 81
• 끝페이지 ... 89