초록 ▼

국내 금속연료 기술 검증을 위해 BOR-60 연료봉 조사시험의 경우 목표 연소도 7 at.% 달성하였으며 노내 성능 검증자료를 확보함. 또한, BOR-60 피복관 조사시험을 통해서는 목표 조사량 75 dpa 달성하여 노내 크리프와 물성 자료를 확보하고 피복관의 노외 크리프 시험자료와 연계하여 노내 크리프 모델을 개발함.
국내제조 피복관 크리프 모델 구축에 필요한 참조 자료 생산을 위해 최대 20,000 시간 피복관 노외 크리프-파단 및 노외 크리프-변형시험을 수행하여 노내 크리프 모델에 필요한 응력-파단 선도 및 시간에 따른

국내 금속연료 기술 검증을 위해 BOR-60 연료봉 조사시험의 경우 목표 연소도 7 at.% 달성하였으며 노내 성능 검증자료를 확보함. 또한, BOR-60 피복관 조사시험을 통해서는 목표 조사량 75 dpa 달성하여 노내 크리프와 물성 자료를 확보하고 피복관의 노외 크리프 시험자료와 연계하여 노내 크리프 모델을 개발함.
국내제조 피복관 크리프 모델 구축에 필요한 참조 자료 생산을 위해 최대 20,000 시간 피복관 노외 크리프-파단 및 노외 크리프-변형시험을 수행하여 노내 크리프 모델에 필요한 응력-파단 선도 및 시간에 따른 변형률 선도를 도출함. 이와 함께 FCCI를 억제하는 기능성 물질을 결합한 금속(metal)/세라믹(ceramic) 복합층 코팅개념과 비철 내화금속 개념을 도출하고 그 타당성을 예비 평가하였으며 온도구배 약 50 °C/mm를 구현할 수 있는 온도구배 상호반응 시험 장치를 제작하였음. 또한 건전한 U-(15, 20, 25)wt.%Zr 연료심(∅5×L300 mm) 제조를 통하여 전자기 유도가열 성능 및 안전성 검증과 함께 주조법에 의한 고 Zr 함량 금속연료심 제조 타당성을 확인함.
원자로 안전성 및 핵연료 성능 측면에서 TRU 함유 핵연료의 성분 예비 설정 및 연료심 공융온도 분석을 수행하였으며, 연료봉 피복관 외경 및 플레넘 길이에 따른 피복관 최소 두께, 연료봉 플레넘 최소 길이를 예비 설정함. 또한, TRU 함유 핵연료의 열적 성능 모델 및 기체방출 모델을 비교·분석하여 최적 모델을 선정 후 LIFE-METAL 연료봉 성능분석 코드에 삽입 및 검증하였으며 노심 설계와 연계하여 TRU 함유 핵연료 성능평가를 수행하여 연료봉 건전성을 확인함.
상기 연구결과는 장수명·고독성 핵종을 효율적으로 핵변환하는 시스템의 TRU 함유 핵연료 개발 시 핵심기술로서 활용할 수 있음.

(출처 : 서지정보양식 176p)

Abstract ▼

For the verification purpose of domestic metallic fuel technology, the target burnup of 7 at.% was achieved in the BOR-60 metallic fuel rod irradiation test, and in-pile performance verification data was secured. The target irradiation dose of 75 dpa was achieved in the BOR-60 cladding irradiation t

For the verification purpose of domestic metallic fuel technology, the target burnup of 7 at.% was achieved in the BOR-60 metallic fuel rod irradiation test, and in-pile performance verification data was secured. The target irradiation dose of 75 dpa was achieved in the BOR-60 cladding irradiation test, and in-pile creep data as well as material data were secured. Using in-pile cladding creep data, in-pile cladding creep model was developed in conjunction with out-of-pile cladding creep test data.
For the production of reference dada necessary for the derivation of the creep model for the domestic manufacturing cladding, up to 20,000 hours of out-of-pile creep-rupture and creep-strain test were carried out. In order to prevent FCCI, concepts of the metal/ceramic layer coating and non-ferrous refractory metal were derived and preliminary evaluation on their validity was performed. A temperature gradient FCCI test device capable of implementing a temperature gradient of approximately 50 °C/mm was manufactured. The validity of manufacturing high Zr content metal fuel slugs by casting method were confirmed through the manufacture of sound U-(15, 20, 25)wt.%Zr fuel slugs (∅5×L300 mm), along with the verification of the performance and safety of electromagnetic induction heater.
In terms of reactor safety and fuel performance, the preliminary determination of TRU-bearing fuel composition ratio and the eutectic melting temperature analysis were performed. Also, the cladding minimum thickness according to the cladding outer-diameter and plenum length, and the plenum minimum length were preliminarily determined. After comparing and analyzing thermal performance models and gas release models of TRU-bearing fuel, the optimal models were selected. These models were inserted in LIFE-METAL fuel rod performance analysis code and verified by comparing with existing irradiation test results. Finally, TRU-bearing fuel performance evaluation in conjunction with the core design was carried out in order to verify the fuel rod integrity.
The above results can be utilized as a key technology for the development of TRU-bearing fuel of the system that efficiently transmutes long-lived and highly radiotoxic nuclides.

(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 177p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• 목차 ... 10
• 표목차 ... 12
• 그림목차 ... 13
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 17
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 19
• 1. 연구개발의 개요 ... 19
• 2. 연구개발의 필요성 ... 20
• 제2절 연구개발 목표 및 내용 ... 21
• 1. 최종목표 ... 21
• 2. 3단계 목표 및 내용 ... 21
• 제2장 연구수행내용 및 성과 ... 23
• 제1절 BOR-60 조사시험 ... 25
• 1. BOR-60 연료봉 조사시험 ... 25
• 2. BOR-60 피복관 조사시험 ... 44
• 제2절 피복관 노외 크리프 시험 ... 64
• 1. 노외 크리프 시험 수행 및 자료 생산 ... 64
• 2. TRU 함유 핵연료 피복관 개념 개발 ... 66
• 3. TRU 함유 핵연료심 제조 개념 개발 ... 74
• 4. 상호반응 시험 방안 및 장비구축 ... 78
• 제3절 TRU 함유 핵연료 개념 개발 ... 81
• 1. TRU 함유 핵연료 성능 요건 설정 ... 81
• 2. TRU 함유 핵연료 성능 예비 평가 ... 91
• 3. TRU 함유 핵연료 개발 ... 106
• 제3장 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 113
• 제1절 SFR 기술 검증 ... 115
• 1. 목표 ... 115
• 2. 목표 달성여부 ... 115
• 3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 117
• 4. 관련 분야 기여도 ... 117
• 제2절 부피∙독성 저감 극대화 핵심기술 개발 ... 119
• 1. 목표 ... 119
• 2. 목표 달성여부 ... 119
• 3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 120
• 4. 관련 분야 기여도 ... 120
• 제4장 연구개발성과의 활용 계획 ... 121
• 제1절 연구개발결과의 활용방안 ... 123
• 1. SFR 기술 검증 ... 123
• 2. 부피‧독성 저감 극대화 핵심기술 개발 ... 124
• 제2절 기대성과 ... 125
• 1. 기술적 측면 ... 125
• 2. 경제적·산업적 측면 ... 125
• 3. 사회·문화적 측면 ... 125
• 붙임 참고문헌 ... 127
• 부 록 ... 133
• [부록 2] 연구성과 소개서 ... 135
• [부록 4] 개인정보 및 과세정보의 제공 활용 동의서 ... 142
• [부록 5] 대표성과기술서 ... 145
• [부록 6] RFP 수행결과 보고서 ... 151
• [부록 7] 소듐냉각고속로개발사업 3단계 실적평가 수정·보완요구사항 ... 165
• [부록 8] 소듐냉각고속로개발사업 전담평가단 및 실무점검반 의견 및 반영내용 ... 174
• 서지정보양식 ... 176
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 177
• 끝페이지 ... 178