차세대 원자력시스템용 구조재료

전문가 제언

○ 제 4세대 원자로는 에너지자원의 지속성, 경제성, 안전성, 핵 비확산성 등의 획기적 향상을 목표로 6가지 노형이 선정되어 2030년 이후에 적용을 목표로 진행되고 있다. 우리나라의 경우 소듐냉각고속로, 초고온가스로, 중소형일체형 원자로(SMART), 선진 핵연료주기 시스템 등을 차세대 원자력시스템으로 선정해 기술개발이 진행 중이다.

 

○ 이러한 차세대 원자력시스템은 가동온도가 기존원자로에 비해 매우 높고(약 500-1000℃), 중성자 조사량도 최고 200dpa로 훨씬 더 높다. 따라서 이러한 가혹한 환경에서 장시간 사용할 수 있는 내조사성 재료의 개발이 시급하다고 생각된다.

 

○ 본고에서는 혁신 원자력시스템 개발에 필수적인 다양한 재료의 검토 즉, FM강 재료(EUROFER, EM10, FV448, 1.4914, HT9, T91), ODS 강(합금 230, Alloy 230), Inconel 617, 하스텔로이 XR), 흑연 또는 세라믹 매트릭스 복합재(C/C, C/SiC, SiC/SiC) 같은 비금속재료에 대한 선정, 최적화 및 검증에 대한 내용을 소개하고 있다. 특히 중성자 조사 환경 하에서의 치수안정성, 재료의 기계적 특성 및 부식환경에서의 재료의 양립성에 대하여 온도를 3구역(< 550°C, ≤800°C, > 800°C)으로 나누어 살펴보아 많은 참고 자료가 될 것으로 보인다.

 

○ 우리나라는 제 4세대 원자로 중 SFR 및 VHTR 관련 기반 또는 핵심요소 원천기술 개발연구는 주로 한국원자력연구원에서 진행 중이며 설계해석 기술은 독자 개발 검증되어 기술 수출을 하였고 초고온시험, 기기, 재료기술은 Gen-IV 공동연구로 재료의 DB를 활용할 예정으로 있다. 그러나 자료만을 이용하기보다는 앞으로 선진국으로 발전하기 위한 연구투자가 더욱 집중되어 내실 있는 기술개발이 되기를 바란다.

저자

Pascal Yvon, Marion Le Flem, Celine Cabet, Jean Louis Seran,

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

294()

잡지명

Nuclear Engineering and Design

과학기술
표준분류

에너지

페이지

161~169

분석자

강*환

분석물

• 차세대 원자력시스템용 구조재료.pdf [547,902 byte]

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