초록 ▼

지르코늄 합금 피복재는 고온의 물과 반응하여 수소를 발생시키고 약 20%정도가 다시 피복재에 흡수되는데, 흡수되어 생성된 수소화물은 냉각재상실사고 발생 시 핵연료 피복재의 건선성 확보에 젓대한 영향을 끼친다. 이런 가혹한 조건을 견뎌낼 수 있는 다양한 피복관들이 현재 개발 젓에 있으며, 더 나아가 LOCA시 피복관의 건전성을 확보하기 위한 실험들 또한 수행되고 있다. NRC는 이에 대해 2014년 4월 새로운 규제안인 10CFR50.46c를 제안하였고, 새로운 규제안의 허용기준에 맞는 브레이크어웨이 산화 현상의 시작 시점을 측정하는

지르코늄 합금 피복재는 고온의 물과 반응하여 수소를 발생시키고 약 20%정도가 다시 피복재에 흡수되는데, 흡수되어 생성된 수소화물은 냉각재상실사고 발생 시 핵연료 피복재의 건선성 확보에 젓대한 영향을 끼친다. 이런 가혹한 조건을 견뎌낼 수 있는 다양한 피복관들이 현재 개발 젓에 있으며, 더 나아가 LOCA시 피복관의 건전성을 확보하기 위한 실험들 또한 수행되고 있다. NRC는 이에 대해 2014년 4월 새로운 규제안인 10CFR50.46c를 제안하였고, 새로운 규제안의 허용기준에 맞는 브레이크어웨이 산화 현상의 시작 시점을 측정하는 방법을 기술한 규제지침DG-1261[1]을 제시하였다.
본 연구에 사용된 시편은 현재 한전원자력연료에서 개발젓인 Zr base의 신 합금 피복관 M1-5, M2-5의 판재형이다.
지르코늄 신 합금M1-5, M2-5의 브레이크어웨이 산화 시작점을 측정하기 위해 수소를 장입한 시편을 연속측정 산화장치(SETARAM Instrumentation사의SETSYS Evolution TGA-DTA/DSC)를 이용하여 각 온도(950 ºC, 1,000 ºC)에서 산화시켰다. 시편이 산화되는 시간은 목표온도에 도달한 지점부터5,000초 동안이며 시간에 따른 무게 변화를 연속으로 측정하였다.
950ºC의 대기압 Air 분위기에서 산화를 시킨 결과, 브레이크어웨이 산화가 발생했으며, Zry-4는 2748초, M1-5와 M2-5는 각각 2025초, 4075초에서 나타났다. 1000ºC의 대기압 Air 분위기에서 산화를 시킨 결과 Zry-4는 1,848초에서 브레이크어웨이 산화가 나타났고, M1-5와 M2-5는 각각 430초, 2,910초에서 나타났다.
실험 결과에 따르면 M2-5가 M1-5 및 Zry-4에 비해서 브레이크어웨이 산화 시작지점이 상대적으로 늦다. 이는 M2-5가 다른 두 피복재에 비해 내부식성이 좋다는 것을 의미한다. 그 이유는 합금의 조성과 직결되는데, 특히 Sn의 함유량이 직접적으로 영향을 미친다.
(출처:요약 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1최종보고서 ... 2Abstract ... 31. Introduction ... 32. Materials and Methods ... 4 2-1. 시편 준비 ... 4 2-2. 실험방법 ... 63. Results and Discussion ... 6 3-1. Results ... 6 3-2. Discussion ... 84. Conclusions ... 10REFERENCES ... 10끝페이지 ... 11