소개
원자력발전소의 안전성, 경제성, 지속가능성, 핵 비확산성을 획기적으로 향상시킨 미래형 원자력 시스템을 개발하기 위한 국제적인 연구가 활발히 진행되고 있다. 우리나라는 우선 개발대상으로 소듐냉각고속로(SFR)와 초고온가스로(VHTR)를 선정하였으며, 핵융합 에너지 개발의 기반을 다지기 위한 노력의 일환으로 ITER에 참여하고 있다. 이들은 상용 원자로에 비해 가동온도가 훨씬 더 높고 중성자 조사량도 매우 크다. 따라서, 차세대 원전의 성공적인 개발을 위해서는 고온 및 고중성자 환경에 견딜 수 있는 재료의 확보가 선행되어야 한다. 원자력재료개발부에서는 초고온가스로의 원자로 control rod sheath, hot gas duct, heat exchanger 및 ITER용 test blanket module 등 고온 핵심부품 후보재료 평가기술, 신재료 확보를 위한 재료 개량 및 개발을 수행 중이다.
주요 성과
- 상용 니켈기 초합금 대비 고온강도 30% 개선 NC 강화 합금
- 니켈기 나노복합분말 In-situ 제조기술 확보
- 핵융합로 브랭킷 구조용 저방사화 신합금 개발
현재 진행중인 연구개발
- Nano-cluster 강화 합금 및 grain boundary engineering을 통한 내조사손상 합금 개발
- 차세대 고온구조재료의 고온손상 및 수명 평가
- 핵융합로 저방사화 페라이트/마르텐사이트 신소재 개발
주요 사용 장비
- MA (Mechanical alloying) 장비: 수평식 볼밀 (ZoZ Simoloyer CM-08) 1기, Planetary Ball Mill (Fritsch Pulverisette 5) 3기
- 용해정련장비 (ESR; Electroslag Remelting Furnace, 15Kg 급) 1기
- 고온 물성 평가 장비: 고온 크리프 장비 50대, 크리프 균열성장 평가장비 4대, 열중량분석장비 (TGA), 초고온가스로 냉각재 환경모사 산화시험 루프, 기체크로마토그라피(GC)