산업기술 통합검색
원자로 내부고조물과 핵연료가 용융되어 원자로용기 하부로 떨어지는 중대사고가 발생하는 경우, 원자로용기 외벽을 찬물로 살수시켜 원자로내부 노심용융물을 냉각하여 원자로 용기의 건전성을 유지시킬 수 있는 원자로 침수계통 설계임미국 TML-2 원전사고와 같은 원자력발전소 중대사고 발생시 노심용융물에 의한 원자로용기의 용융파손을 방지하기 위한 기술임.
본 발명은 에너지를 발산하는 포장지에 관한 것으로 히란야라는 문양이 일종의 기(氣)에너지를 집적하고 방사하는 기능과 기타 여러 유익한 작용을 하는데 예를 들어 식품의 보존 기간을 상당기간 늘린다는 점 등의 실험결과가 일본 TV와 국내 실험으로 나왔으며 식물의 씨앗을 히란야 문양위에 두었던 것은 발아를 촉진하고 곡식생산량이 느는 등의 여러 유익한 특성이 있고, 과자, 식품, 담배 박스에 히란야를 인쇄해서 유통과정에서 히란야 문양에서 과자나 음식의 에너지를 방사시켜서 음식에 좋은 에너지를 흡수시켜서 활성화시켜서 식품의 맛도 좋아지게 하고 보존에도 좋은 작용을 하게 한 발명임.
소듐 냉각제가 있는 고속로의 운전시 일차회로 소듐의 청소 보충 및 교체가 일어난다. 이 때문에 해당 보조계통과 보조 일차 배관계통은 로 용기로부터 별개의 위치에 두도록 제안된다. 제안된 비상 소듐 방출로 수동 보호계통 (ESD PPS) 은, 일차회로 보조 배관계통이 감압이 될 때 로로부터의 소듐 손실이 제한이 되도록 한다. ESD PPS 는 소듐 유량을 제한하는 orifice plate 가 있는 caisson (수중상자)과 caisson 상부에 있는 배관계통으로 되어 있다. 소듐은 전자자기 펌프에 의하여 보조계통에 공급된다. 소듐은 orifice plate 의 간격을 통하여 일차회로 순환펌프의 하나로부터 caisson에 들어가며 전자자기 펌프의 교란 때문에 로 용기의 상부에 있는 보조 배관계통으로 들어간다. 보조 배관계통 파열 (누설)시에는 “사이폰” 효과가 중지되어 소듐의 대량손실을 제한한다.핵에너지 분야에서 사용을 위한 ESD PPS의 개선에 대한 개발, 조립, 실험연구
원자로 플랜트는 40MW 까지의 열출력을 가진 단일화된 ABV 원자로 플랜트를 기초로 하여 설계되고 석유굴정장비의 전력원으로서의 사용을 목표로 한다. 이 원자로 플랜트 설계는 최근의 모든 기술적 생태학적 기준에 적합하다. 특히 고신뢰성, 안전기준, 경제적인 운전특성을 보증하는데 관심을 두고 있다. 원자로 플랜트 입지의 특이성을 고려하여 실행 과제는 다음과 같다.- 승인된 설계 및 기술의 실행- 고유한 자가보호 및 수동적인 안전특성 개념의 도입- 장치 및 플랜트 계통의 축소- 정비 및 수리 업무의 감소- 고도의 자동제어 기술- 최신의 Silicon Graphics work station 에 의하여 전산화된 3차원 플랜트 모델을 이용한 설계의 개발ABV 형 원자로 플랜트는 집중화된 전기, 열 공급망으로부터 떨어진 원격 지역에 자가 전력 및 열 공급원으로서 적용될 수 있을 것이다.
제어봉 이동장치는 전세계 원자력 발전소의 원자로에 널리 사용되고 있다. 이 장치는 노심에서 반응도 변화를 위한 제어봉 이동을 위해서 사용된다. 대형원자로 개발시 노심의 높이가 높아지고 따라서 제어봉의 stroke가 길어지는 관계로 제어봉 이동을 위한 구동체의 개발 및 원자로 상부의 그 위치 때문에 문제가 발생한다. 전자기 구동체는 제작하기가 가장 간단하고 한층 신뢰성이 있어 이 목적으로 가장 널리 사용되고 있다. 전기 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는데 사용되는 전자기 구동장치는 다음과 같은 형태로 나누어져 있다.- 드럼-로프 쌍에 의해서 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 방식 (봉과 드럼 사이에 flexible link를 가지고 있는 구동체)- 랙과 피니언 혹은 screw-nut 쌍에 의해서 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 방식 (봉과 랙 혹은 스크루 사이에 hard link가 있는 구동체)장치 설계 및 제작
소듐 냉각제가 있는 고속로 운전시 MCP-1 shutdown 및 주비상보호계통의 비작동으로 인해서 사고 발생이 가능하다. 제안된 보조정지계통은 hydraulically suspended rod 및 수동적인 실행원리 (PEP)를 기초로 하고 있으며 MCP-1 정지 및 주 EP 계통의 비작동으로 인한 사고 결과를 제한하도록 목표를 두고 있다. PEP 계통은 노심에 위치한 채널 (sleeve and CPS guide tube) 로 구성되어 있으며, 여기서 PEP 흡수봉과 제어봉구동장치 (CRDM) 가 작동한다. CRDM 은 열린 상태를 유지하며 노심을 통한 유량이 0.6 Gnom 보다 커질 때 PEP 봉 방출이 완료된다. 봉과 슬리브의 선택된 유압특성은 노심 상부의 작동 위치에 유압으로 봉을 속박하게 된다. 반면 냉각제 유량은 0.6 Gnom 이상이며 유량이 0.5 Gnom 일 때 봉강하가 시작된다.원자로 활성화를 위한 PEP 계통의 개발, 제작 및 실험연구
해상 원자력 시스템은 탈염선에서, 입증된 역삼투압 탈염기술을 해상 스테이션에 설치된 KLT-40 형 원자로 플랜트를 이용하는 원자력 에너지 생산기술과 결합시켜 두 플랜트간에 전기 및 열 에너지 연결을 시킨다. KLT-40 프랜트에 의하여 생산되는 전기는 RO 공정을 운전하는데 소요되는 전력을 공급하게 된다. 열적 연결은 발전공정에서 생기는 폐열의 형태로 이루어진다. 페열은 원자력발전소의 스팀 터빈 응축기를 냉각시키는 냉각수에 의해서 원자로로부터 제거된다. 예열된 냉각수는 다음 RO 시스템에 사용된다. 이러한 독특한 페열의 활용 결과로 RO 공정의 효율을 30%까지 증가시킬 수 있다.선박 전환로 기술과 역삼투압 기술을 기초로 한 공학적 사이클의 최적화 및 기술적인 전력탈염장치의 제작 완성
우리는 IRT-MEPhI 노심에 CW 작용이 있는 direct current nuclear pumped gas lasers 건설을 제안함. 이들 레이저는 민간용 multichannel의 강력한 레이저 시스템을 위한 활성 요소의 모델로서 간주될 것이다. (소형 위성 발사, 우주와 달에서의 에너지 전송, 동위원소 분리, 지표면의 조명, 대기층 구름의 분산등) 이 레이저의 주요한 특색은 다음과 같다.- 파장: 202 nm 또는 442 nm- CW 작용- neutron threshold flux less than 1E13 n/cm.s- CW 작동시간: 수시간- 활성매체: (Ar-Xe) or (He-Cd) 혼합물핵에너지의 고출력 집속성 광으로의 직접 변환
지난 수년 동안 우리들은 핵시설의 제어시스템에 있어서의 전자 부품의 변수 전이를 예측하는 과학적인 기초를 마련하였다. 이들 전이는 우주통신위성에 실려 있는 장비에 대하여도 예측이 가능한데 그것은 낮은 선량율의 피폭과 온도 변화에 반응하기 때문이다. MOS 구조의 박막 산화물에서 전하 축적과 서냉에 대한 반응 메커니즘이 조사되었다. 우리들은 또한 고선량율의 조사실험 모델과 적용사항을 이용하여 저선량율 예측을 위한 접근법을 개발하였다. 전자부품의 변수를 조사하기 위한 몇가지 시스템이 개발되었다. 이 작업 결과는 국제회의에서 발표되었으며 (NSREC, RADECS,etc), 과학잡지에 발표되었다.(IEEE Transaction on Nuclear Science, Microelectronics and Reliability,etc.)
제안된 새로운 맥동형 수소화물 주입기에서는 수소 동위원소의 저장, 청소, puffing 기능이 중복된다. 개발 제작된 수소화물 주입기의 가장 중요한 이점은 전기맥동 사이 기간에는 주입기의 작동 공간에 동작 부품과 가스 (중수소,삼중수소)가 없다는 것이다. 주입기의 작동은 화학적으로 연관된 조건하에서 한 가지 수소 동위원소를 함유하고 있는 특수 원소의 맥동전류 가열을 기초로 하고 있다. 수소주입 공급시간은 0.01-10초 정도의 간격으로 한다. 상기 원소들은 스텐레스 스틸로 된 진공 용기내에 넣어진다.a) 수소 동위원소의 저장, 청소, puffing 을 위한 수소화물 주입기에 대하여 선행기술 및 특수원소의 개발b) ionization chamber 의 교정을 위해서 삼중수소 가스의 엄격히 제어된 주입과 함께 최소화된 주입기의 개발,연구 및 생산c) 대규모 열핵시설, 삼중수소 실험실, 재료 조사, 방사화학,생물학등에서 사용하기 위한 삼중수소 1 그람에 해당하는 (10 kilocuries) 수소 동위원소 전기맥동 수소화물 주입기의 개발,연구 및 생산
서밋 연료봉 (60 vol. % UO₂+ 40 vol. % Al 합금, Zr합금 피복) 실험실 규모 제조 기술이 개발되어 연료봉에 UO₂입자가 균일하게 분산되도록 하고, 피복과 연료 기반재료의 결합이 균일하게 되도록 하였다. 제조 방법은 다음과 같다.- UO₂-Al 의 진공 다지기는 연료봉에 혼합물의 규일한 밀도를 가져다 준다.- 지역 용융 열처리는 원하는 최종 연료밀도와 연료-피복간의 야금학적 결합을 가져다 준다.서밋 연료는 연소도를 (100 MWd-kgU 이상까지) 실질적으로 올려주는 가능성을 가지고 있고, 출력조절 운전을 수행해주며, 산화물 연료와 비교하여 훨씬 낮은 온도에서 연료를 연소시킬 수가 있기 때문에 안전성을 향상시킨다.
연료봉 피복 내의 getter 는 수분과 반응성 가스를 흡수하는 것이다. 발전로에서의 대규모 적용과는 달리 getter는 다른 산업 분야에서도 적용이 될 수 있을 것이다. 예를 들면 헬륨, 알곤 등과 같은 noble gas의 정화, 산소, 수소, 질소, 스팀,등과 같은 불순물 가스의 제공 및 진공공학에 사용되는 흡수펌프의 흡수제 재료 등이다.Getter는 특별히 구성된 Zr-Ni 합금이다. 그것은 중간 정도 기공도(30 %)에서 높은 비표면적(0.18-0.20m²/g)을 내는 공정인 분말 압착법에 의해서 여러 가지 형상의 펠렛 형태로 조립된다. 이 재료는 광범위하게 활성가스를 흡수하며 적절하게 높은 기계적 강도(σn comp=250-300 MPa)를 가지고 있다. 이 재료는 용적은 실제로 변하지 않으면서 T=280-480°C에서 getter당 150 g 의 H₂O 까지 흡수할 수 있는 높은 능력 을 가지고 있는 것이 특색이다.
원자로 재료 특성에 대한 방사선 효과를 검토할 때 방사선 재료과학은 방사선 흐름, 조사 온도 및 중성자 플럭스와 같은 요소를 고려한다. 현재까지 감마 방사선 요소는 열 방출 및 결함 추가의 관점에서만 고려되어 왔다. 이 연구는 감마 방사선의 결함과의 상호작용공정 및 감마 방사선 하에서 열 방출보다는 오히려 중성자에 의해서 시작되는 새로운 형성 또는 감마선으로 인해서 시작되는 추가 결함 등을 고려할 것을 제안한다. 원자로에서 조사의 결과로 감마선 플럭스는 고속 전자 플럭스로 변환하며, 그 스펙트럼은 규칙적인 원자보다는 오히려 결정 격자와 살짝 결합된 이미 발생된 결함과 가장 효율적으로 상호 작용한다는 것이다. 이 상호작용의 결과로 결함은 활성화 에너지가 더 크거나 더 작은 새로운 상태로 변한다.이 프로젝트의 연구결과는 신세대 핵발전소 원자로의 설계 및 시험과 열핵반응기의 후보 재료 선정에 사용될 것이다.결과를 얻기 위하여 다음 사항이 필요하다.A. 원자로의 여러 부위에 대해 감마선 및 전자 방사선 스펙트럼과 강도에 대한 계산을 한다.B. 감마 방사선 플럭스의 실험적인 기록법을 개발하고 적용한다.C. 여러 재료에 있어 여러 형태의 결함과 감마 방사선의 상호작용 모델을 개발한다.D. 모델과 구조재료의 중성자로 인한 분해에 대하여 감마 방사선 서냉 효과에 대한 원자로 실험을 한다.
현재 VNIIAM과 I. V. Kurchatov 원자력연구소는 연료 요소로서 도포된 입자를 활용하는 VVER-1000 원자로 노심을 개발하기 위한 공동 프로젝트에서 일하고 있다. 이 연구의 최종 목표는 안전성이 매우 높은 시스템의 개발이다. 극도로 안전한 VVER 원자로를 건설하기 위한 문제를 해결하기 위하여 세라믹 피복기술에 의해서 생산된 미세연료 요소를 사용하도록 제안되었다. 고온 원자로의 연료 요소는 다층 쉘(열분해 흑연, 실리콘 카바이드 등)로 도포된 이산화우라늄 또는 이산화플루토늄으로 된 구형 펠릿이다.도포된 연료 펠릿의 직경은 약 1 mm이다. 이들 피복물은 2000 °C까지의 온도에서 방사능을 내부에 축적, 보지한다. 세라믹 피복물의 운전경험에 의하면 그것은 어떤 종류의 사고에 대해서도 독특한 안전 특성을 제공한다는 것을 보여 주었다.도포된 입자로 채워진 연료 용기 제작의 최적화 및 각종 비상 상황의 연구를 위한 새로운 수치적 모델과 소프트웨어를 사용할 계획으로 있다.
Pu239의 연소가 U238로 부터 형성되는 것과 평형을 이루고 있는 핵반응기에서 자기조정 영역 중성자-핵종(SANN) 영역이 수학적 모델링에 의해서 제시되고 연구되고 있다. 이와 같이 핵반응기는 제어가 없이도 임계에서 약간 벗어나게 된다. 실은 U238가 반응기에서 연소되고 있다. 이러한 영역의 변형(SANN2) 이 발견되고 있다. 여기서 임계로부터 편차는 더 적기조차 하다.(출력은 제어가 없으면 2-3개월 동안 5% 정도 변한다.) 이 변형에서 연소후 연료를 무거운 부분과 가벼운 부분으로 분리한 후 얻어진 약간의 쓰레기를 포함하고 있는 폭탄 연료와 악티나이드 원소 혼합물을 연소시킬 수가 있다. 동일한 연구가 U233+Th232 혼합물을 만드는데 유용하다. 이 영역에서 반응기에 대한 제어와, 과열시 SANN과 반응기 열 확대 사이의 상호작용이 연구될 것이다. 과열시 운전정지 영역과 함께 SANN2에서 반응기의 사용은 전 주기의 안전성을 향상시킬 것이다. 이 작업은 우리가 개발한 수학적 방법에 기초를 두고 있다.이러한 반응기의 개발은 유사한 무거운 동위원소를 분리할 필요가 없기 때문에 핵공학 안전성을 향상시키고 핵폭탄의 비확산에 유용할 것이다.
전 세계에 걸쳐 과학연구, 공학 및 산업응용에 있어서 수치적 시뮬레이션이 널리 사용되고 있다. 미국 정부, 유럽 및 동남아시아 몇몇 국가는 산업체가 프로젝트를 개발하기 전에 장래 공정과 시설에 대한 완전한 컴퓨터 모델을 작성하기를 요구한다. 우주기술, 경제적인 항공기 설계, 최적제어, 각종 핵 공정의 개발 등에 있어서 현재의 성공은 소위 “계산적 실험”과 그로부터 나온 귀중한 정보의 사용에 의한 것이다. 수학적 모델을 기초로 하는 잘 설계된 컴퓨터 코드는 흔히 더 포괄적이고, 보통 현재의 실험법보다 훨씬 비용이 적게 드는 정보를 제공할 수 있다.전형적으로 수치적 시뮬레이션은, 미분방정식과 경계조건을 사용하여 초기 시스템을 기술하는 연속 모델을 기초로 하여 보통 비선형 대수방정식의 대형 시스템(SNAE)인 불연속 모델을 작성하는 것을 포함하고 있다.전환은 유한차분법을 사용하여 수행할 수 있다.SNAE를 풀기 위한 직접적인 방법은 뉴톤 반복법과는 달리 Jacoby 행열을 사용하지 않는 유한차분 방정식을 풀기 위한 보편적 산술법을 포함한다. 우리들은 전통적인 방법보다 더 안정되어 있고 효과적으로 SNAE를 풀기 위한 새로운 방법을 개발할 것을 계획하고 있다. 그것은 핵분열 반응기의 모델화 및 연구, 각종 기체 동력학 문제, 다단계 화학공정 등에 사용될 수 있다.
핵반응기 집합체(연료와 흡수봉이 들어있는 셀의 시스템)에서 중성자 분포를 위한 볼츠만 이송방정식의 해법은 공학과 과학에서 중요하다. 이 분포는 nodal code에 사용되어야 할 단면적을 균일화하여 압축시켜 사용하여야 한다. 이송방정식의 적분형을 위한 수많은 해법은 격자분석에 널리 사용되고 있다. 그러나 소그룹 단면적 발생은 핵반응기 계산에 있어 계산적으로 가장 집중적인 적용분야의 하나로 남아 있다.가장 널리 사용되고 있는 적분 이송법은 충돌확율법(CP), 계면전류법(IC), 및 전류 연결 충돌확율법(CCCP)이다. 일차비행 충돌확율은 선 추적 루틴에 의하여 계산된다. 이것은 보통 CPU 시간의 관점에서 비용이 많이 드는 방법이다.최신 프로그람에서 실행될 수 있는 핵반응기 집합체의 계산.
고속 중성자에 의하여 유도된 전하를 띤 입자의 방출에 대한 연구는 핵에너지 적용이나 기본적인 핵 문제 이해에 둘 다 상당히 흥미로운 것이다. 예를 들면 이들 반응은 핵분열과 핵융합 반응기의 구조재료에 수소와 헬륨 가스 생성으로 인한 잔류 방사능 형성과 방사선 손상으로 된다. 반면에 (n,p),(n,α) 반응에 대한 연구는 반응기구와 핵 구조에 대한 연구에 상당히 흥미롭다. 그러나 핵 데이터의 편집에 의하면 전하를 띤 입자 방출 반응의 문지방이 대부분 존재하는 1-10 MeV의 에너지에서는 실험 데이터 베이스가 오히려 빈약하고 각 저자들의 이용 가능한 결과들 사이에는 현저한 차이가 있다는 것이 밝혀졌다. 덧붙여,대부분의 경우 이 에너지 범위에서 이들 반응의 측정은 전에 활성화 기술을 이용하여 이루어졌다.실험 결과는 GIC가 고속중성자로 유도된 전하 입자의 방출 반응을 연구하는데 성공적으로 사용될 수 있음을 보여 주었다.
그것은 약 1 MeV로부터 1 Gev까지의 에너지 범위에서 핵반응의 단면적을 측정하기 위한 하이브리드 핵발전시설의 건설을 위해서 대단히 중요하다. 토륨을 표적으로 양자와 중양자(1-30 MeV의 에너지를 가진)에 의해서 유도되는 핵반응의 최대로 폭 넓은 에너지와 각속도로 된 이중 미분 단면적의 측정을 할 것을 제안한다. 핵반응 동력학에서 평형전 반응기구의 역할과 기여를 결정한다.하이브리드 핵발전 시설의 개발.
다변수 정보분석 방법이 생산 품질관리를 위한 수단으로 제시된다. 이것은 전통적, 통계적인 데이터 처리와는 다르다. 이 방법은 뭉치 분석기술과 다차원 데이터를 가시화를 위하여 2 내지 3 차원 데이터로 변환시키는 산술 형태의 지도작업화(mapping)와의 결합에 기초를 두고 있다. 이 아이디어의 실제적인 실현은 러시아 두브나의 IBR-2 반응기에서 수행되고 있다.전통적인 방법보다 더 효과적인 모니터링과 진단시스템을 위한 데이터 처리법의 개발.