원자로 내부구조물은 핵연료와 제어봉 집합체 등을 지지하고 정렬시키며, 제어봉 집합체의 동적하중을 흡수함은 물론 이 구조물에 작용되는 여러 하중들을 원자로용기로 전달하며, 냉각재의 유로를 형성하고 노내계측기 등을 안내할 수 있도록 설계되어 있다. 또한 내부구조물은 노심에서 방출되는 감마선이나 중성자가 압력용기 내벽에 조사 되는 것에 대한 차폐기능도 갖는다. …

원자로 압력용기는 핵연료를 내장하여 핵분열에 의한 에너지를 생산하는 원통형 그릇이다. 그림 1은 가압경수로(PWR) 압력용기 구조 개략도이다. PWR의 경우, 하부에 반구형 하부헤드가 용접된 용기 본체와 상부헤드인 용기덮개로 구성된다. OPR 1000의 경우를 예를 들면, 원자로 용기는 높이 약 15m, 외경 약 4.6m, 두께 약 21~26cm,…

용접과 접합기술은 원자력시스템에서 매우 중요한 위치를 차지하고 있다. 이는 원자력 설비가 대부분 매우 두껍고 다양한 소재를 상호 접합하여 제작되는 용접구조물이기 때문이며, 일반적으로 용접, 접합부가 가장 취약하기 때문이기도 하다. 또한 제4세대 원자로 및 핵융합로 등 혁신 원자력시스템에서는 이종금속 간 또한 금속-세라믹 간의 특수접합 기술이 필요하기 때문이…

가장 일반적인 세라믹은 UO2, PuO2, Al2O3, B4C 등 산화물, 탄화물, 질화물과 같은 두 원소의 화합물이며, 탄소(흑연, graphite), 보론(B), 실리콘(Si)도 세라믹으로 분류될 수 있다. 세라믹은, 높은 강도를 가지며, 융점이 매우 높아서 내열성과 내식성이 매우 우수하나 충격, 인장하중에 취약하여 원자력용 구조재료로는 사용에 많은 제…

최근 소듐냉각고속로와 수소생산을 위한 초고온가스로 등의 제4세대 원자력시스템 및 핵융합로를 위한 고온 금속재료의 필요성이 크게 대두되고 있다. 미래 원자력시스템에서는 가동온도가 가동 중인 경수로 등에 비하여 매우 높고 중성자 조사환경도 매우 열악하므로 조사손상 저항성을 갖는 구조용 금속재료 및 950℃…

지르코늄은 열중성자 흡수단면적이 0.18 barn으로 핵연료 피복재로 고속증식로에서 사용하는 스테인리스강의 ~3.2 barn에 비해서는 물론이고 연구용 원자로에서 사용하는 알루미늄의 0.23 barn 보다도 작다. 그리고 기계적 성질과 내식성이 우수하고 핵연료로 사용하는 이산화우라늄(UO2)과 양립성도 우수하므로 경수로와 중수로에서 핵연료피복관용 재료로 사…