Reliability Evaluation of ACP Component under a Radiation Environment

방사선환경에서 ACP 주요부품의 신뢰도 평가

This study deals with the irradiation effects on some selected components which are being used in an Advanced Spent Fuel Conditioning Process (ACP). Irradiation test components have a higher priority from the aspect of their reliability because their degradation or failure is able to critically affect the performance of an ACP equipment. Components that we chose for the irradiation tests were the AC servo motor, potentiometer, thermocouples, accelerometer and CCD camera. ACP facility has a number of AC servo motors to move the joints of a manipulator and to operate process equipment. Potentiometers are used for a measurement of several joint angles in a manipulator. Thermocouples are used for a temperature measurement in an electrolytic reduction reactor, a vol-oxidation reactor and a molten salt transfer line. An accelerometer is installed in a slitting machine to forecast an incipient failure during a slitting process. A small CCD camera is used for an in-situ vision monitoring between ACP campaigns. We made use of a gamma-irradiation facility with cobalt-60 source for an irradiation test on the above components because gamma rays from among various radioactive rays are the most significant for electric, electronic and robotic components. Irradiation tests were carried out for enough long time for total doses to be over expected threshold values. Other components except the CCD camera showed a very high radiation hardening characteristic. Characteristic changes at different total doses were investigated and threshold values to warrant at least their performance without a deterioration were evaluated as a result of the irradiation tests.

이 논문은 사용후핵연료 차세대관리공정(ACP)에 사용되는 주요부품에 대한 방사선영향에 대하여 다룬다. 평가대상 부품으로는 중요도가 높은 것들 중에서 선택하였는데, AC 서보모터, 포텐쇼미터, 열전대, 가속도계, CCD 카메라를 그 대상으로 하였다. AC 서보모터의 경우 ACP 핫셀 내 조작기에 여러개가 사용되고 있고, 공정장치의 일부에 사용되고 있다. 포텐쇼미터는 조작기 관절의 절대 각도를 측정하기 위해 사용된다. 열전대는 금속전환장치 등의 반응기 온도 측정을 위해 사용된다. 가속도계는 탈피복시 발생하는 이상을 사전에 감지하기 위한 용도로 탈피복장치에 부착되어 있고, CCD 카메라는 조작기와 함께 공정 휴지기간에 영상 In-situ 이상감시를 하기 위한 용도로 사용된다. 다양한 방사선 중 감마선은 전기, 전자 및 로봇 부품에 가장 치명적이라고 알려져 있으므로 본 연구에서는 Co-60선원을 사용하는 감마조사시설을 이용해 방사선 영향을 평가하였다. 방사선조사결과 CCD 카메라를 제외한 다른 부품들은 방사선에 매우 강인한 특성을 보였다. 누적조사선량에 대한 각 대상 부품의 고유한 특성변화 데이터를 얻었고, 대상 부품의 성능을 보장할 수 있는 기준인 손상분기점에 대한 평가 자료를 얻을 수 있었다