고연소도 사용후핵연료 연장저장 기간 중의 피복재 스트레스

전문가 제언

○ 연장된 건식저장 기간 중의 고연소도 사용후핵연료 피복재의 저온크리프와 지연수소균열에 대한 잠재력을 분석하기 위해서, 핵연료 연소도 65 GWd/MTU인 UO 에 대한 300년 건식저장 기간 중 피복재 스트레스를 예측하는 데에 미국 NRC 핵연료-관련 분석도구가 사용되었다. 핵연료 팽윤 상호작용 규명을 위해 FRAPCON-3.5 핵연료 실행코드로 원주 방향의 평균 피복재 스트레스를 예측하는 부분을 붕괴가스 생성과 방출 부분과 함께 개발하여 사용하였다.

 

○ 핵연료 피복관(Nuclear Fuel Cladding)은 원자로에서 핵연료가 방출되는 방사성물질을 외부로 누설하지 못하도록 밀봉하기 위해 사용하는 것이고, 핵연료 피복관 중에 핵연료 펠릿을 1열로 삽입한 것을 핵연료봉이라고 한다. 핵연료 피복관은 지르코늄 합금에 지르코늄 금속 막으로 내장한 2층 구조의 두께 0.7mm 정도의 가는 관이다.

 

○ 미국 NRC의 분석결과 축적된 최대 크리프 변형은 0.54～1.04%이었지만 크리프 파손은 적어도 2% 변형 이하에서는 예상할 수 없었다. 지연 수소 균열 크기에 대한 잠재적인 파손 메커니즘을 일으키는데 필요한 위험한 갈라진 틈 크기를 계산하여 분석하였다.

 

○ 사용후핵연료 중간저장 기술은 습식 저장기술과 건식 저장기술로 구분되며, 1990년대에 들어서면서 용량 확장과 장기 관리 측면에서 유리한 건식 저장방식을 채택하는 국가가 늘고 있다. 미국, 캐나다, 독일, 영국, 체코, 헝가리 등에서는 건식 중간 저장시설을 운영하고 있다.

 

○ 한국에서도 고리원전 1호기가 폐로 단계에 들어가게 된다. 폐연료봉을 장기간 지층처분하게 되는데, 핵연료봉의 피복관이 앞으로 장기간 안전한 상태를 유지할 수 있을 지가 큰 관심사이다. 미국 NRC가 분석한 결과를 참고하여 계속해서 안전관리를 해야 되며, 이것이 한국이 원자력발전소를 안전하게 운영하여 전력을 공급할 수 있는 길이다.

저자

Patrick A.C. Raynaud, Robert E. Einziger

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

464()

잡지명

Journal of Nuclear Materials

과학기술
표준분류

에너지

페이지

304~312

분석자

문*형

분석물

• 고연소도 사용후핵연료 연장저장 기간 중의 피복재 스트레스.pdf [461,405 byte]

이미지변환중입니다.