사용후핵연료 장기처분을 위한 처분용기 구리 코팅의 기계적 성능

전문가 제언

○ 심지층처분(DGR, deep geological repository)의 장기 건전성은 사용후핵연료를 장수명 처분용기에 포장하고 이를 벤토나이트로 둘러싼 다중의 공학적 방벽 시스템에 의존한다. DGR 연구개발이 시작된 이래로 구리가 처분용기 부식방지를 위해 선택되었다. 구리 코팅을 처분용기의 부식방지용으로 사용하기 위한 기계적 모델링과 실험적 개발을 제시하였다.

 

○ 담금질한 저온 분사 코팅과 침착된 전착 코팅의 기계적 성능은 단조 구리의 성능과 견줄만하거나 더 좋았고 처분용기 설계에 적합하였다. 구리-스틸 복합재에 대한 기계적 건전성 모델인 유한요소모델(FEM, finite element model)은 두 금속 계면에서 파괴를 포함한 구리-스틸 복합재의 거동을 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

 

○ 처분용기 재질과 형태에 구리 코팅을 신뢰할 수 있게 실행할 수 있다는 것을 보여주었고, 이들 코팅을 폭넓게 시험하고 처분용기 설계를 위한 광범위한 기계적 성능을 확인하였다.

 

○ 저온 분사 코팅 기술은 모재에 대한 열적 변형이 없이 코팅할 수 있는 기술로, 국내 산업계에서는 코팅의 첨단기술로 자동차, 선박 ,항공, 반도체 등의 분야에서 저온 분사 코팅 기술을 연구개발하고 있고, 일부는 상업화가 되어 있다.

 

○ 한국원자력 연구원의 처분 연구 부서는 CANDU 사용후 핵연료 DGR을 위한 구리 처분용기의 개발 및 제작에 저온 분사 코팅기술을 적용하고, 구리에 대해 지하처분 연구시설의 지하수를 이용하여 부식연구도 수행한 바 있다.

 

○ 경수로 핵연료 처분을 위해 제안된 현재의 처분용기는 내부 주철 및 외부 구리 코팅의 구조로 처분용기 한 개당 7.5톤의 많은 구리가 사용될 수 있다. 현재 단조 방법으로 구리 코팅하는 것을 저온 분사 코팅 같은 새로운 코팅 기술을 개발하여 처분용기의 건전성을 높이는 것은 처분의 안전성 측면에서 바람직한 기술개발이라 생각된다.

 

저자

Christopher H. Boylea, Shaker A. Meguid

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

293()

잡지명

Nuclear Engineering and Design

과학기술
표준분류

에너지

페이지

403~412

분석자

박*화

분석물

• 사용후핵연료 장기 처분을 위한 처분 용기 구리 코팅의 기계적 성능.pdf [518,438 byte]

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