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조사효과에 미치는 조사속도의존성

전문가 제언: ○ 국내외 할 것 없이 원자력 발전설비의 사용수명을 증가하는 과제는 최근 그 중요성이 점차 증가되고 있는 실정에 있다. 이 중에서 재료의 강도특성에 미치는 중성자 조사가 중요한 과제로 되어 있으며, 이에 대하여 조사효과에 미치는 조사속도 의존성은 핵심적인 해결사항으로 대두되고 있다.

○ 중성자 조사취화에 가장 많은 영향을 주는 조사속도는 단위시간당 압력용기에 입사되는 중성자의 수로 정의되며, 가압수형경수로(PWR)가 비등수형경수로(BWR)에 비해 높은 조사속도를 갖는다.

○ 실제 경수로의 조사속도 영역에서 속도의존성이 적절하게 인식된 것은 최근에 일어난 일이다. 즉 조사속도가 증가할수록 항복강도의 상승량은 줄어든다. 원자력 발전소용 압력용기의 조사취화를 정확하게 예측하기 위해서는 조사속도와 함께 가속조사의 영향도 함께 분석해야 한다.

○ 압력용기강에 고에너지의 중성자가 조사되어 임계값 이상의 에너지가 격자점의 원자에 전달되면 원자가 튀어나가면서 점결함이 형성된다. 그리고 고온에서 원자빈자리의 농도가 증대하면 단원자 원자빈자리끼리 충돌하는 빈도가 증가하여 이중원자빈자리(divacancy) 또는 이중원자빈자리 쌍(divacancy pair)과 같은 복수의 원자빈자리 집합체가 형성된다.

○ 원자빈자리는 불순물 등의 집합체이고 전위루프 등을 형성하는 존재이다. 이와 같이 원자빈자리불순물 집합체와 전위루프(기지결함)가 형성되는 것도 조사취화의 주요원인의 하나가 된다.

○ 조사속도가 매우 작은 영역 또는 조사속도가 매우 큰 영역에서는 조사속도가 증가하는 만큼 포화에 도달하기까지의 조사량이 증대한다. 또한 조사속도가 작은 경우 고용원자 클러스터의 크기가 빠르게 성장을 하며, 조사속도가 큰 영역에서 조사속도가 증대함에 따라 원자빈자리기구에 의한 고용원자의 확산이 작게 되어 고용원자의 클러스터에 조사속도의 영향이 나타나게 된다.

저자: YOSHIIE Toshimasa
자료유형: 학술정보