페라이트계 강에서 연성파괴에 미치는 중성자 조사의 영향

전문가 제언

○ 일반적으로 재료가 중성자 등 방사선에 피폭되면 물리적 치수와 함께 기계적, 열적, 광학적 및 전기적 성질 등을 포함한 모든 성질이 변한다. 이러한 현상은 재료의 결정과 결함구조에서 방사선 피폭으로 원자와 원자 간의 결합의 해체와 재결합에 의한 것으로 생각된다. 페라이트계 강(ferritic steel)이 원자로 재료로서 널이 사용되는 주요 이유의 하나는 중성자 조사에 의한 부풀음(swelling)이 적은 것이다.

○ 여기서는 본문의 이해를 돕기 위해 몇 가지 항목에 대해 설명을 추가하고자 한다. 원자로 용기에 대한 감시시험(surveillance test)의 목적은 중성자 조사 및 열적 환경에 있는 이들 재료의 피폭으로 인한 재료 성질의 변화를 원자로 안전을 위해 법령(미국의 경우 10 CFR 50 Appendix H)에 의거 감시하는 것이다. 감시는 ASME code 등에 의거하며 원자로 내에 들어있는 감시시편 캡슐을 충격시험기 등으로 파괴인성의 변화 등을 측정한다.

○ 원자로 용기 재료의 파괴인성을 측정하기 위해 샤르피 v 노치 충격시험(Charpy v-notch impact test)을 실시한다. 이것은 충격시험용 v형-새김눈을 가진 시편을 사용하여 샤르피 충격시험기(Charpy impact test machine)로 시편의 파괴 흡수에너지를 측정하는 것이다. 파괴 흡수에너지의 크기가 인성의 정도를 나타낸다.

○ 이 때 흡수에너지를 Charpy upper-shelf energy로 표기하고 있는데 이것은 시험온도가 연성-취성 천이영역 이상일 때의 평균 흡수에너지를 말한다. ASME code에 의하면 용접부의 Charpy upper-shelf energy는 초기에는 102J보다 적어서는 안 되고, 원자로 용기의 수명말기에는 68J보다 적어서는 안 된다고 규정되어 있다.

○ 본문에서 J-적분(J-integral)이라는 용어가 나오는데 이것은 재료에서 변형 에너지 방출률 또는 단위 파괴면적 당 에너지를 계산하는 방법을 뜻한다. 이 논문에 대한 국내 연구원들의 이해와 활용을 기대한다.

저자

J.F. Knott, D.P.G. Lidbury

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

일반기계

연도

2009

권(호)

86

잡지명

International Journal of Pressure Vessels and Piping

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

395~402

분석자

차*희

분석물

• 페라이트계 강에서 연성파괴에 미치는 중성자 조사의 영향.pdf [374,097 byte]

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