혁신적 원자로계통 구조재료 협동연구 동향

전문가 제언

현재 원자력에너지 공급을 존속하기 위한 핵분열로나 핵융합로 및 핵연료 재순환과 폐기물 핵변환 계통 등이 혁신적 설계단계에 있으며, 새로운 계통들이 탐구되고 있는바, 이러한 계통들은 열효율이 높고 핵연료를 최대로 사용하는 동시에 원자력폐기물을 최소로 하여야 하며, 방사선/부식 저항성 및 고온 강도/인성이 뛰어난 새로운 구조재료의 개발을 위한 집중연구와 시험을 필요로 하고 있다. 그러나 현재로는 새로운 재료의 성능 개발이 기술적 한계에 도달하고 있어서 새로운 아이디어가 요구되고 있다.
한편, 섬유강화-세라믹 복합재료, 나노구조-산화물 분산강화 합금, 환원-활성화 페라이트-마텐자이트강 등 유망한 재료의 극한 조사선량/온도 영향 연구에는 하전입자 조사실험, 전산모델링, 개량재료 특성화 기술이 필요하다. 반면, 4세대 핵분열원자로 계통은 500~1000℃에서 가동되며 방사선 손상준위가 200 dpa에 달할 것으로 예측되지만, 이러한 매우 높은 조사선량에 견디는 노심재료에 대한 정보가 부족하다.
따라서 후보재료의 품질보증과 인가를 위한 포괄적 원자로-조사 프로그램 및 장기간 국제협동 집중연구개발 프로그램들이 필요하게 되며, 자세한 협동연구과제(CRP)의 정보가 웹페이지(www-crp.iaea.org)에 제시되어 있다.
IAEA의 INPRO(The International Project for Innovative Reactors and Fuel Cycles) 중, “방사선 영향의 가속장치 모의시험과 이론적 모델링(2009~2012)“라는 CRP에서는 더 높은 연소도에서의 구조재료 개량과 시험에 하전입자 조사와 이론적 모델링을 적용하여 시험되고 있다.
이와 더불어, 두 번째 CRP는 개량형 원자로용 사전-선정 구조재료 벤치마킹(2011~2014)에 초점을 두는데, 특히 팽윤기구에서 방사선 손상에 현저한 저항성을 나타내는 산화물-분산강화(ODS) 강의 고온적용 난제를 해결하기 위하여 방사선 열화, 노화 및 상-안정성 기구에 대한 후보재료 특성화와 시험을 수행하고 있다.
결론적으로, 이 개관은 혁신적 원자로 계통을 위한 구조재료의 개발 및 특성화 연구개발 프로그램을 지원하는 IAEA의 주된 활동을 요약하고 있는바, 국제적 IAEA 협동연구과제는 국가별로 추진되는 다양한 프로그램 활동들로 구성된 그룹의 효율성을 증진시키며, 연구 활동 활성화를 위한 국제적 공개토론회 제공은 재료와 설계방법 기술개선을 가속시고, 더 강건하고 안전한 원자로 기술과 설계 및 적용을 보증해줄 것이다.

저자

A. Zeman, R. Kaiser, V. Inozemtsev, R.L. Beatty

자료유형

연구단신

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2012

권(호)

428

잡지명

Journal of Nuclear Materials

과학기술
표준분류

재료

페이지

3~5

분석자

성*웅

분석물

• 혁신적 원자로계통 구조재료 협동연구 동향.pdf [270,601 byte]

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