초록 ▼

◦ 본 연구의 목적은 중대사고시 노심용융물(코륨, corium)과 반응하여 코륨의 온도를 낮추고 반응성을 낮추어 구조물 관통이나 격납용기 파손을 방지하는 희생물질(sacrificial material, SM)의 개발에 대한 연구이다. 내화성(refractory) 산화물 세라믹들은 용융온도와 용융열(흡열)이 높고 반응생성물이 적어 초고온의 노심용융물의 온도를 낮추고 원자로 격납용기의 건전성에 영향을 미치는 가스 생성이 낮아 희생물질로 연구되고 있다. 용융온도가 2000℃가 넘는 SrO, ZrO₂ 및 Al₂

◦ 본 연구의 목적은 중대사고시 노심용융물(코륨, corium)과 반응하여 코륨의 온도를 낮추고 반응성을 낮추어 구조물 관통이나 격납용기 파손을 방지하는 희생물질(sacrificial material, SM)의 개발에 대한 연구이다. 내화성(refractory) 산화물 세라믹들은 용융온도와 용융열(흡열)이 높고 반응생성물이 적어 초고온의 노심용융물의 온도를 낮추고 원자로 격납용기의 건전성에 영향을 미치는 가스 생성이 낮아 희생물질로 연구되고 있다. 용융온도가 2000℃가 넘는 SrO, ZrO₂ 및 Al₂O₃가 연구되고 있으며, 원자가 제어형 희생물질인 Fe₂O₃가 있다. NITI 등 해외 연구기관들에선 단일 산화물들의 단순첨가 보다는 미리 복합화한 세라믹형태로 합성하여, 예를 들면 Sr-ferrite(SrFe₁₂O₁₉), 콘크리트의 골재형태로 첨가함으로써 안정성을 부여하려는 시도를 하고 있다. 하지만 이러한 시도들도 역시 코륨과 만나는 초고온에선 Sr-ferrite의 분해 생성물인 다량의 Fe2O3로 인해 공융온도가 낮고 큰 발열반응으로 그 효과를 기대하기 힘들고 폭발성 및 가연성 가스의 발생으로 이러한 희생물질 연구는 그 한계에 도달했다고 여겨진다. 실제 torch를 이용한 실험에서 금속 Zr과 만나 폭발이 발생하였다. 실험에서 본 연구에서 시도하는, 안정성과 반응성이 높은 인산염계 희생물질(hydroxyapatite 및 tricalcium phosphate)이 사용될 경우 자체융점이 높아 흡열반응이 유도되고 코륨 조성과의 난용성 인산염형성이 쉬워 코륨의 온도를 낮추는 역할도 수행할 수 있다. 또한 그 자체로 내화성 시멘트(Ca-phosphate cement)로 응용할 수도 있어 시공성도 매우 높아지게 된다. 최근 원자력발전의 안전성이 주목받고 있는 이때 기존 희생물질의 문제점이 밝혀졌고 이를 해결할 수 있는 이러한 새로운 개념의 희생물질 연구가 반드시 필요하다고 여겨진다.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 1-1. 연구개발의 목적 및 희생물질(연구)의 필요성 ... 6
• 1-2. 연구 범위 ... 13
• 1-3. 국내외 기술개발 현황 ... 26
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 29
• 2-1. 연구수행내용 및 연구결과 ... 29
• 2-2. 연구수행 결과 및 성과 ... 89
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 92
• 3-1. 연구개발목표 및 연구목표 달성도 ... 92
• 3-2. 관련분야 기여 ... 93
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 ... 94
• 4-1. 연구개발 성과 ... 94
• 4-2. 연구개발 성과 활용계획 ... 100
• 붙임. 참고문헌 ... 101
• 끝페이지 ... 104