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조사된 금속안에서의 헬륨버블 형성기구

전문가 제언: ○ 핵융합로 재료의 조사 시 금속내 손상이 일어나면서 헬륨버블이 형성된다. 여기에서는 이 헬륨 거동 특징과 메커니즘 이론을 설명하고 있다. 이 실험에서는 헬륨버블에서 버블 상호작용에 의해 헬륨버블 사이가 끊어지게 되면, 표면각리현상이 일어날 수 있다고 보고 있다. 우리나라에서는 극히 제한된 부분에서 핵융합 관련 실험을 한 바 있으나, 이의 내용에 대해서는 상세하게 발표된 바 없다.

○ 핵융합로 재료가 조사되거나, 핵변환반응으로 금속재료내로 강제적으로 들어가게 된 헬륨은 금속표면으로 나오지 않는 한, 안정되게 고체로 용융될 수 없으므로 재료 내에서 헬륨버블이나 판상 석출형태로 되어 집합하게 된다. 헬륨이 없는 경우와 비교하면 재료의 미크로 구조나 미크로 조성, 기계적 특성, 수소 리텐선 특성, 표면형상, 부식, 마모 등에 대한 영향을 받을 우려가 있어, 조사 시 재료내 헬륨 집합체 형성에 대한 메커니즘 이론 연구는 필수적이라고 할 수 있다.

○ 헬륨버블의 해리에너지는 자기격자간 원자해리시 발생하는 에너지로서 헬륨 압력의 증가에 따라 감소하게 된다. 그러므로 고압 헬륨버블 해리에너지는 아주 적으나, 이때 온도를 상승시키게 되면 열 활성화에 의해 원자를 방출할 수 있게 된다. 즉 온도가 높을수록 존재하는 헬륨버블의 He/V를 취할 수 있는 범위가 좁아지므로 열적이나 비열적 어느 경우에서도 SIA의 방출은 헬륨버블 성장 속도식에 무관하다. 헬륨버블의 He/V 비가 큰 재료의 경우에는 그와 같은 효과를 이러한 식에 적용시킬 수 있다.

저자: MORISHITA Kazunori
자료유형: 학술정보