• 제목/요약/키워드: 원자력 수소

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헬륨가스루프 시험용 공정열교환기에 대한 고온구조해석 모델링(II) (High-Temperature Structural Analysis Model of the Process Heat Exchanger for Helium Gas Loop (II))

  • 송기남;이형연;김찬수;홍성덕;박홍윤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권10호
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    • pp.1455-1462
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    • 2010
  • 초고온가스로에서 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 이용하여 수소를 경제적이며 또한 대량으로 생산하기 위한 시스템이 원자력수소생산시스템이며, 이 시스템에서 공정열교환기는 초고온 열과 황-요오드 공정을 통해 수소를 생산하는 핵심 기기이다. 한국원자력연구원에서는 초고온가스로에 사용될 기기에 대한 성능시험을 위해 헬륨가스루프를 구축하고 공정열교환기 시제품을 제작하였다. 본 연구는 공정열교환기 시제품을 헬륨가스루프에서 시험하기 전에 미리 공정열교환기 시제품의 고온 구조건전성을 평가하기 위한 작업의 일환으로 공정열교환기 시제품에 대한 고온구조해석 모델링, 열해석 및 열팽창해석 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 공정열교환기 시제품 성능시험 장치 설계에 반영할 것이다.

공정열교환기 소형 시제품에 대한 고온구조해석(III) (High-temperature Structural Analysis of Small-scale Prototype of Process Heat Exchanger (III))

  • 송기남;이형연;김찬수;홍성덕;박홍윤
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권2호
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    • pp.191-200
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    • 2011
  • 초고온가스로로부터 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 이용하여 수소를 경제적이며 또한 대량으로 생산하는 원자력수소생산시스템에서 공정열교환기는 초고온 열과 화학반응 공정을 통해 수소를 생산하기 위한 핵심 기기이다. 한국원자력연구원에서는 초고온가스로에 사용될 기기에 대한 성능시험을 위해 소형가스루프를 구축하고 공정열교환기 시제품을 수정 제작하였다. 본 연구는 공정열교환기 수정 시제품을 소형가스루프에서 시험하기 전에 루프 시험조건하에서 공정열교환기 수정 시제품의 고온 구조건전성을 미리 평가하기 위한 작업의 일환으로 공정열교환기 수정 시제품에 대한 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 구조 해석을 수행하고 그 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 공정열교환기 수정 시제품 성능시험 장치 설계에 반영할 것이다.

국내 원자력발전소 주변 삼중수소 및 $^14C$ 섭취선량 평가 경로인자 분석 (Analysis of Parameters for the Off-Site Dose Calculation Due to HTO, oBT, and Radioactive Carbon Ingestion)

  • 이갑복;정양근;방선영;엄희문
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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    • pp.361-367
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    • 2004
  • 원전 주변 주민들의 $^3H$$^14C$ 섭취선량을 평가하는데 필요한 농작물중 $^3H$$^14C$농도를 계산하기 위하여 국내 4개 원전 주변 10개 지역에서 채취한 채소 및 과일류의 수분, 수소 및 탄소함량을 분석하였다. 조사 대상 농작물은 2001~2002년 보건복지부 국민건강ㆍ영양 조사결과에 근거하여 결정하였고, 그것들의 섭취량 백분율을 식품가중치로 취하여 그룹 대푯값을 산출하였다. 원전 주변 농작물 시료들의 수분, 수소 및 탄소함량을 분석한 결과, 곡류는 현재 원전의 주민피폭선량 평가코드인 K-DOSE60에 적용중인 값과 유사하게 나타났다. 무 등의 근채류는 현행 ODCM의 채소류보다 3.5배정도 높은 수소함량을 보였고, 엽채류 및 과일류의 수분, 수소 및 탄소함량이 현행 ODCM과 비교하여 약 0.7~1.3배정도의 값을 보였다.

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삼중수소 사고유출로 인한 농작물 오염 평가 모델 (Model for assessing the contamination of agricultural plants by accidentally released tritium)

  • 금동권;이한수;강희석;최용호;이창우
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제30권1호
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    • pp.45-54
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    • 2005
  • 원자력시설로부터 삼중수소 사고 누출시 시설 주변 농작물의 삼중수소 오염 평가를 위한 동적격실모델 ECOREA-H3를 개발하였다. 모델의 격실은 크게 대기, 토양, 농작물로 구성되며 농작물은 엽채류 곡물류, 근군류의 3개 소그룹으로 분류하여 각각 독립적으로 모델링하였다. 벼에 대한 삼중수소 피폭실험 해석을 통해 모델의 예측 정확도가 조사되었다. 모델링 결과 추수시 벼이삭의 TFWT 농도는 입력데이터 중 공기의 절대습도, 뿌리흡수비 강우량에 OBT 농도는 공기의 절대습도, 이삭의 성장기간, 유기물의 수소함량의 영향을 상대적으로 크게 받는 것으로 나타났다. 벼이삭 OBT 농도에 대한 모델 계산과 실험 측정값은 잘 일치하였다.

팔라디움전극에서 중수소의 전기분해와 수소와 격자결함의 반응에 관한 연구 (A Study on Electrolysis of Heavy Water and Interaction of Hydrogen with Lattice Defects in Palladium Electrodes)

  • Ko, Won-Il;Yoon, Young-Ku;Park, Yong-Ki
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제24권2호
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    • pp.141-153
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    • 1992
  • 상온핵융합의 실험적 검증을 위하여 가공조건 및 기하학적조건이 다른 7종류의 팔라디움전극을 사용하여 24~28시간, 전류밀도 83~600 mA/$\textrm{cm}^2$의 조건하에 전기분해를 실시하였다. 상기조건 하에서 삼중수소의 농축에 기인한 분리팩타(separation factor)를 측정하였고 핵융합의 부산물일수도 있는 삼중수소 증가량을 측정하였다. 또한 초과열 계 산과 관련된 K(net Faradic efficiency)를 측정하여 산소/중수소 가스의 재결합정도를 조사하였다. 양전자소멸측정장치 및 일정체적 가스주입장치를 이용하여 팔라디움전극에서 격자결함과 수소의 반응 및 거동에 대하여 조사하였다. 전기분해하는 동안 삼중수소 농축현상이 관찰되었으나 핵융합의 증거가 될만한 삼중수소양은 검출되지 않았다. 한편 산소/수소 가스의 재결합 정도는 32%로 나타났다. 이는 재결합과정이 발열반응이므로 전기분해과정에서 핵반응과 관계없이 초과엔탈피가 발생할 수 있음을 의미한다. 양전자소멸측정장치를 이용하여 양전자수명, 양전자소멸밀도, P/W 및 R 파라메터의 측정을 통하여 전극의 격자결함(전위 및 공공)에 수소가 집적 (trap)되며 수소집적은 공공에서 보다 전위에 약간 더 선호하는 것으로 나타났다. 전극의 수소화물형성에 수반하여 대부분 전위가 발생한 것으로 나타났다. 또한 팔라디움수소화물의 등시소둔실험을 통하여 소량의 미소공동 형태의 결함이 존재하는 것으로 추정하였고 그 결함의 크기는 수 $\AA$정도인 것으로 생각된다.

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원자력 발전소 피폭자 건강영향평가 사례보고 (Cytogenetic and Medical Examination Report of Accidental Exposure of Nuclear Power Plant Worker using Multiple Assays)

  • 이정은;양광희;장윤균;정미선;김종순;진영우
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제32권3호
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    • pp.111-115
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    • 2007
  • 원자력 발전소의 중수누출에 따른 삼중수소 농도증가에 의한 방사선 내부피폭과 이에 대한건강영향평가를 실시하였다. 전체 22명 가운데 13명에 대하여 검사를 실시하였으며, 이들의 내부피폭량은 $0{\sim}4.44\;mSv$ 였다. 일반혈액검사 중 백혈구수치의 변화를 이용하여 평가한 결과에서 결정적 영향에 대한 특이사항은 나타나지 않았으며, 생물학적 선량평가 방법을 이용한 체내피폭량은 $0{\sim}37\;mGy$로 확인되었다. 결론적으로 방사선 피폭은 허용한도를 초과하지 않았으며, 결정적 영향인 임상적 증상이 보이지 않았다. 이와 같이 의학적 징후와 선량평가 추정치와의 일치성은 사고시 특히 물리적 생물학적 선량평가가 유용함을 보여 준다.

광민감 광섬유와 일반 단일모드 광섬유로 제작한 브래그 격자 센서의 감마방사선 영향 (Gamma-radiation Effects on Fiber Bragg Gratings Written in Photo-sensitive and Commercial Single-mode Optical Fibers)

  • 김종열;이남호;정현규;임돈순
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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    • pp.701-704
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    • 2014
  • 본 논문에서는 광민감 광섬유와 일반 단일모드 광섬유로 제작된 광섬유 브래그 격자 센서의 감마방사선 영향을 분석하였다. 제작된 광섬유 브래그 격자 센서는 $Co^{60}$ 감마선원을 이용하여 300 Gy/min의 선량률로 총선량 17.8 kGy 감마선을 조사하였다. 실험결과를 통하여 수소로딩을 하지 않은 광민감 광섬유로 제작된 격자 센서가 가장 낮은 18 pm의 브래그 파장 이동을 보였다.

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수소생산용 원자로에서 주요기기의 예비개념설계 (Pre-conceptual Design of the Main Components for the NHDD Program)

  • 송기남;이수범;김용완
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.296-299
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    • 2007
  • KAERI is in the process of carrying out the Nuclear Hydrogen Development and Demonstration (NHDD) Program. The indirect cycle gas cooled reactors that produce heat at temperatures in the order of $950^{\circ}C$ are being considered in the NHDD program. For the indirect gas cooled reactors, the intermediate hear exchanger (IHX) and hot gas duct (HGD) are the main components. For the NHDD program we are in the process of establishing a conceptual design of the IHX and HGD. The pre-conceptual design activities in this study dealt with a preliminary design of the IHX and the HGD including strength and thermal expansion evaluation of the main components.

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수소생산용 원자로에서 동심축 이중관형 1차 고온가스덕트의 예비 구조정산 (Preliminary Structural Sizing of the Co-axial Double-tube Type Primary Hot Gas Duct for the Nuclear Hydrogen Reactor)

  • 송기남;김용완
    • 한국압력기기공학회 논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.1-6
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    • 2008
  • Very High Temperature Gas Cooled Reactor (VHTR) has been selected as a high energy heat source for nuclear hydrogen generation. The VHTR can produce hydrogen from heat and water by using a thermo-chemical process or from heat, water, and natural gas by steam reformer technology. A co-axial double-tube primary hot gas duct (HGD) is a key component connecting the reactor pressure vessel and the intermediate heat exchanger (IHX) for the VHTR. In this study, a preliminary design analysis for the primary HGD of the nuclear hydrogen system was carried out. These preliminary design activities include a determination of the size, a strength evaluation and an appropriate material selection. The determination of the size was undertaken based on various engineering concepts, such as a constant flow velocity model, a constant flow rate model, a constant hydraulic head model, and finally a heat balanced model.

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$K(H_{0.34}D_{0.66})PO_4$의 상전이에 따른 결정구조 변화

  • 김신애;성기훈;이창희
    • 한국결정학회:학술대회논문집
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    • 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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    • pp.11-11
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    • 2002
  • K(H/sub 0.34/D/sub 0.66/)₂PO₄는 KH₂PO₄(KDP)의 수소원자를 중수소가 일부 치환한 결정이다. 실험에 사용한 시료는 KDP 원료시약을 중수(D₂O)에서 성장시킨 것으로, 단결정 구조해석을 통해 D와 H의 점유율을 정련하였다. 본 연구에서는 상전이에 따른 결정구조의 변화를 연구하기 위하여 한국원자력연구소의 연구용 원자로인 하나로에 설치된 고분해능 분말회절장치(HRPD)로 상온에서부터 10K 까지 온도를 변화시켜가며 회절패턴을 측정하였다. 그 결과 190-l95K 사이에서 상전이가 일어났으며, 이것은 DSC(Differential Scanning Calorimetry) 측정결과와 상온에서 단결정 분석결과 D의 점유도로 계산한 상전이 온도와도 잘 일치한다. 10K와 298K에서 측정한 회절패턴에 대해 프로그램 FullProf를 사용하여 각각 리트벨트 구조정련을 수행한 결과, 상온에서는 정방정계이며 공간군은 I-42d 이고 저온에서는 사방정계인 Fdd2로 변한다. 온도변화에 따른 핵밀도 분포를 측정한 결과 상온에서 D/H는 2회 대칭축을 중심으로 50% 점유도의 두 가지 가능한 위치를 갖는 무질서(disorder) 상태로 존재하나 온도가 내려갈수록 한 쪽으로 치우쳐 상전이 온도 아래에서는 하나의 산소와 결합하여 질서(order) 상태를 보이며 다른 하나와는 수소결합을 이룬다.

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