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페라이트-마르텐사이트강 TBM의 설계와 제작

전문가 제언: ○ 헬륨냉각 리튬-납과 헬륨냉각 페블 베드는 시험 블랭킷 모듈(Test Blanket Module, TBM) 프로젝트의 체제 내 ITER에서 시험될 유럽연합이 선정한 데모(DEMO) 원자로를 위한 두 가지 증식 블랭킷 개념이다. 이들 모두는 이른바 EUROFER라고 하는 9% CrWVTa 저방사화 페라이트-마르텐사이트(Reduced Activation Ferritic-Martensitic)강을 구조재료로 그리고 헬륨을 냉각재로 이용한다.

○ 본 논문은 블랭킷 프로그램과 TBM 사업에서 RAFM강의 선택에 대한 정당성의 전반적인 검토 후, TBM 설계와 제작능력을 위한 유럽연합이 현재 진행 중인 개발활동의 개요를 제시한다.

○ 재료의 문제점 그리고 DEMO와 차세대 융합로와 비교해 보면 ITER의 특징은 낮은 시적분 중성자속 그리고 저온의 강한 펄스 방식의 가동이다. 따라서 구조적 요구는 316LN-IG형 오스테나이트 스테인리스강의 이용으로 충족될 수 있으리라고 예측된다. 그러나 본 강종은 높은 시적분 중성자속에서 사용될 때 높은 헬륨과 수소 발생 때문에 팽창과 취화라는 두 가지의 제약을 받게 된다.

○ 결정구조 때문에 페라이트-마르텐사이트강은 조사팽창에 대해 훨씬 나은 저항을 나타낸다. 그러나 RAFM강은 500℃ 이상의 온도에서 강도의 급강하를 그리고 300~350℃ 미만의 온도에서 조사될 때 연성취성천이온도가 실온 이상에서 나타낸다. 고로 RAFM 재료의 가동온도는 오늘날 300~550℃의 범위라고 생각된다. 최고허용온도를 상승시키기 위하여 향후에는 RAFM강의 산화물-분산강(Oxide-Dispersion Steel, ODS)이 개발되리라고 예측된다.

저자: J.-F. Salavy et al.
자료유형: 학술정보