세라믹 코팅 등 사고저항성 신 핵연료

전문가 제언

○ 후쿠시마 사고 이후, 원전선진국에서는 사고환경에서 우수한 저항성을 가지는 사고저항성 강화 핵연료 개발을 중점적으로 추진하고 있다. 현재 제안되고 있는 핵연료 피복관은 재료의 근원적 한계로 인해 사고를 원천적으로 방지하지는 못할 수도 있다. 하지만 기존 상용 Zr 합금 소재 대비 성능이 크게 향상된 소재를 적용하여 사고시 파손을 지연시킴으로써 사고수습에 대처시간을 확보하는 데 초점을 두고 있다.

 

○ 종전의 ATF개념의 성능을 향상시키기 위해, 이 논문은, 현재 사용하는 피복관 외면에 SiC를 코팅하는 경우와 기존의 Zr 합금을 FeCrAl, TZM, 합금 33 재료로 대체하는 경우에 대하여 중성자적 평가를 연구한 결과를 기술하고 있다. 특히 반응도 페널티, 주기 길이 및 페널티를 감안한 연료 형상과 농축도의 설계변경 관점에서 얻어진 결과와 그 중요성에 대하여 소개하고 있다. 현재 우리도 국가 중장기 계획으로 관련 연구를 진행하고 있어 많은 참고가 될 것으로 보인다.

 

○ 사고저항성 핵연료 개발을 선도하는 나라는 미국으로, 정부(DOE)의 강력한 주도하에 국립연구소, 대학, 산업체가 협력을 통해 소결체 및 피복관 분야에서 다양한 기술을 개발하고 있다. 또한 프랑스 CEA에서도 CrN와 TiAlN, AlCrN 재료를 Zry 표면에 PVD 공정으로 코팅하여 산화 저항성을 높이고자 하는 연구를 하고 있다. 일본도 도시바와 이비덴이 고온 요업재를 이용하는 새로운 기술을 적용한 실용화연구가 진행되고 있다.

 

○ 우리나라도 한국원자력연구원을 중심으로 이 분야의 기술을 선도하고 있다. 특히 SiC재료의 삼중층 복합체 튜브 제조기술, 봉단마개 접합기술 등을 개발하여 피복한 핵연료집합체를 제작하여 시험을 진행하고 있다. 이외에도 KNFC, 경희대에서 관련 연구가 진행되고 있다. 조만간에 원자력 선진국 반열에 우뚝 서게 될 것으로 기대된다.

저자

Ian Younker, Massimiliano Fratoni

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

88()

잡지명

Progress in Nuclear Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

10~18

분석자

강*환

분석물

• 세라믹 코팅 등 사고저항성 신 핵연료.pdf [513,827 byte]

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