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℃ 이상에서도 견딜 수 있는 초고온 구조용 금속재료가 매우…

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…

니켈(Ni) 합금은, 오스테나이트 스테인리스강과 같이 FCC 결정구조를 가지며, 오스테나이트 미세조직을 구성하는 대표 합금으로, 고온 부식저항성과 내산화성이 매우 우수하고 고온에서의 강도, 연성도 우수하며, 용접성도 우수하여, 특히 고온 내식성과 고온 강도가 필요한 원자력시스템 기기, 부품에 많이 사용된다. 그러나 Ni 합금은 주성분인 Ni도 비교적 큰 값…

스테인리스강(stainless steel SS)은 비교적 고온(악650℃)까지도 여러 환경에 대해 우수한 부식저항성을 갖으며, 강도와 연성이 우수하고, 용접 등 가공성이 좋으며, 쉽게 구할 수 있고, 비교적 저렴하며, 뚜렷한 연성-취성 천이거동을 보이지 않기 때문에, 원자력시스템 구조재료로 매우 광범위하게 사용된다. 그러나 특이 환경에서는 응역부식균열이 일…