초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
▶ 고온물성과 조사 저항성이 우수한 핵융합로용 저방사화 철강소재 개발 및 조사특성 평가 및 예측기술 개발
• 저방사화강 모재 및 용접부의 이온 조사 손상에 따른 미세조직 변화 해석 및 기계적 열화 특성 평가
• 저방사화강 모재 및 용접부의 조사 저항성 향상 방법 정립
▶ 조사 저항성 평가 기술 개발
• 이온 조사 손상층에서의 재료의 기계적 열화 특성 평가용 나노스케일 피로 및 크리프 시험 방법론 개발
• 상용 스테인리스강 합금의 조사손상 영향에 대한 참조기준 데

□ 연구의 목적 및 내용
▶ 고온물성과 조사 저항성이 우수한 핵융합로용 저방사화 철강소재 개발 및 조사특성 평가 및 예측기술 개발
• 저방사화강 모재 및 용접부의 이온 조사 손상에 따른 미세조직 변화 해석 및 기계적 열화 특성 평가
• 저방사화강 모재 및 용접부의 조사 저항성 향상 방법 정립
▶ 조사 저항성 평가 기술 개발
• 이온 조사 손상층에서의 재료의 기계적 열화 특성 평가용 나노스케일 피로 및 크리프 시험 방법론 개발
• 상용 스테인리스강 합금의 조사손상 영향에 대한 참조기준 데이터 측정
• 상온 이온 조사의 크리프 및 피로 거동에 영향 분석
• 핵융합 실증로 작동 온도에서 이온 조사가 팽윤 및 미세구조에 미치는 영향 분석
• 핵융합 실증로 작동 온도에서 이온/He 조사가 크리프 및 거동에 미치는 영향의 나노역학적 분석
▶ 저방사화강의 중성자 조사 특성 예측 모델 개발
• 고온/고에너지 이온 조사 및 기계적 거동 메카니즘 in situ TEM 정밀 분석
• 오스테나이트계 스테인리스강 피복재의 성능 평가용 물성 모델 개발
• 분자동역학 시뮬레이션을 통한 기계적 거동 메카니즘 교차 분석

□ 연구 개발 성과
▶ 중성자 조사에 의한 손상 기구 및 물성 열화를 양성자 및 이온 조사 실험을 통해 모사할 수 있는 방법론 개발
• 양성자 및 이온조사에 의한 얇은 (수 – 수십 마이크론) 조사손상 층에 미세 구조 분석과 나노역학 실험을 통한 조사 손상 기구 및 물성 열화 측정법 확립.
▶ RAFM 철강재료의 미세 구조 및 나노역학적 기계적 물성 분석법 확립
• RAFM 철강 재료의 미소 구조 분석과 이를 활용한 나노역학 실험범 설계
• 다층 미세 구조의 RAFM의 낮은 층위에서 각 미세 구조 및 계면이 소성 변형 거동에 끼치는 영향 분석.
▶ RAFM 철강재료의 양성자 조사에 의한 기계적 물성 변화 측정
• RAFM 철강재료의 양성자 조사에 의한 미세구조 변화 분석.
• RAFM 철강재료의 양성자 조사에 의한 기계적 물성 변화 실험적 측정.

□ 연구 개발 성과의 활용 계획(기대 효과)
▶ 응용 분야 및 활용 범위
• 핵융합 실증로 및 상용로에 적용 가능한 플라즈마 대면재료 및 블랑켓 제작에 활용
▶ 기대효과
• 핵융합 실증로 및 상용로에 한국 고유 개념의 블랑켓 및 구조재 제작 공급 가능
• 조사특성 평가방법 및 예측기술 개발을 통해 향후 핵융합로 건설 시 예상되는 중성자 Damage 예측 기술 기반구축
• 핵융합 발전에 의한 원자력 발전 의존 비율을 낮추고, 선진국 대비 낮은 에너지 자립도 확립을 위한 기초연구
• 대면 재료 분야 인력 양성으로 핵융합 연구 인력 저변 확대
• 핵융합 재료 분야 기초 연구 역량 강화

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

□ Purpose & Contents
▶ Development of reduced activation ferritic-martensitic (RAFM) steel with excellent high temperature strength and irradiation resistance, and prediction technology for microstructure and mechanical properties after irradiation.
• Evaluation and prediction of microstruct

□ Purpose & Contents
▶ Development of reduced activation ferritic-martensitic (RAFM) steel with excellent high temperature strength and irradiation resistance, and prediction technology for microstructure and mechanical properties after irradiation.
• Evaluation and prediction of microstructure and mechanical degragation after irradiation.
• Eastablishment of methodologies to enhance the radiation tolerance
▶ Development of evaluaion and prediction methods for the radiation tolerance of reduced activation ferritic-martensitic (RAFM) steel.
• Development of experimental methodologies to characterize the fatigue and creep properties of ion-irradiated thin layers.
• Measurements of reference data from commercial steels with which the irradiation effects will be compared.
• Nanomechanical characterization of room-temperature effect of proton and helium irradiation on the creep and fatigue behavior.
• Characterization for microstructure and swelling effect due to ion and helium irradiation at fusion reacotor operation temperature.
• Nanomechanical characterization of operation temperature effects of proton and helium irradiation on the creep and fatigue behavior.

□ Results
▶ Development of experimental simulation methodology to mimic neutron irradiation effects by using proton and ion beams.
• Establishment of microscopic and nanomechanical experiments to analyze a few micron-thick irradiated layer by proton and ion beams.
▶ Development of experimental technique to investigate the proton/ion irradiation effects on RAFM steel.
• Design of nanomechanical experiments based on microstructural analysis of RAFM steel.
• Investigation on the effects of hierarchical microstructures of RAFM steel on the plasticity mechanisms.
▶ Nanomechanical analysis of proton/ion irradiation effects on mechanical behavior of RAFM steel.
• Microscopic analysis on the microstructural evolution of RAFM steel by ion/proton irradiation.
• Nanomechanical analysis of mechanical degradation of RAFM steel by proton/ion irradiation

□ Expected Contribution
▶ Development of evaluaion and prediction methods for the radiation tolerance of reduced activation ferritic-martensitic (RAFM) steel.
• Development of experimental methodologies to characterize the fatigue and creep properties of ion-irradiated thin layers.
• Measurements of reference data from commercial steels with which the irradiation effects will be compared.
• Nanomechanical characterization of room-temperature effect of proton and helium irradiation on the creep and fatigue behavior.
• Characterization for microstructure and swelling effect due to ion and helium irradiation at fusion reacotor operation temperature.
• Nanomechanical characterization of operation temperature effects of proton and helium irradiation on the creep and fatigue behavior.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 목차 ... 6
• 1. 연구 개발 과제의 개요 ... 7
• 1-1. 연구 개발 목적 ... 7
• 1-2. 연구 개발의 필요성 ... 7
• 2. 국내외 기술 개발 현황 ... 9
• 3. 연구 수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 20
• 4-1. 목표 달성도 ... 20
• 4-2. 관련 분야 기여도 ... 20
• 5. 연구 결과의 활용 계획 ... 21
• 6. 연구 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 22
• 7. 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 22
• 8. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구 시설·장비 현황 ... 22
• 9. 연구 개발 과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 22
• 10. 연구 개발 과제의 대표적 연구 실적 ... 23
• 11. 기타 사항 ... 23
• 12. 참고 문헌 ... 24
• 끝페이지 ... 25