원자로용 하프늄 수소제어봉의 개발

전문가 제언

○ Hf(Hafnium)는 강하고 내식성이 뛰어나며 융점이 2,230℃, 비중이 13.31인 4가의 회색금속으로서 열중성자를 흡수하고, 반응온도를 낮출 수 있기 때문에 최근 원자로의 새로운 제어봉으로 개발되고 있다.

○ Tohoku대학금속재료연구소 양자에너지 재료연구센터 KONASHI Kenji교수는 Hf는 중성자를 흡수하여도 헬륨발생이 없기 때문에 탄화붕소에 비하여 수명이 길고, 운전비용과 방사성폐기물을 감소시킬 수 있다고 보고했다. 수소저장과 방출에 따른 결정구조변화기구도 제시했다. 일본에서는 고에너지중성자가속설비가 가동하고 있고, 영국 Rutherford Appleton연구소에서도 수소위치와 구조검토를 위한 실험을 하고 있다.

○ Sony사는 방사성물질 흡수 재료 및 전기화학장치 제조방법(JP-P-2001-002751941, JP-P-2001-00384368)을 우선권주장하여 2004년 KR-1020040032964국내에 공개한데 이어 2006년 수소흡장 및 제조방법에 관한 특허(KR-100659143)가 등록되었다. Ti, Zr, Hf 및 V중의 1개를 포함하는 비정질탄소로 확인되었다.

○ 국내에서는 1980년, 최초로 대전의 한국원자력연구소에 934억을 투자하여 HANARO(High-flux Advanced Neutron Application Reactor)를 자체개발했다. 1996년부터 암 치료, 진단의약품개발, 산업용동위원소개발, 고온초전도, 자성체, 생체, 엔진결함분석, 뇌종양치료, 극미량원소분석, 핵연료개발과 항공복합체 결함분석 등에 사용되고 있다.

○ 1992년 KAIST에서는 원자력 발전소 수명연장 연구에서 Hf제어봉의 손상원인과 수소방출 기구를 조사하였다. 2003년 KISTI 조만 전문연구위원은 중수냉각압력용기형의 원자로연구에서 Hf제어봉이 원자로 반응속도제어에 사용된다고 밝혔다. 2007년 원자로용 제어봉 등록특허(KR-100701636)에서도 Hf가 중성자흡수재로 사용됨으로 확인되었고, 향후 Hf수소화합물을 중성자흡수재로 사용됨으로써 원자로 안전과 수명연장에 기여할 것으로 사료된다.

저자

Konashi Kenji

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2011

권(호)

81(3)

잡지명

金屬

과학기술
표준분류

재료

페이지

235~240

분석자

김*상

분석물

• 원자로용 하프늄 수소제어봉의 개발.pdf [243,829 byte]

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