• 대한기계학회논문집A
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• 제39권1호
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• pp.117-123
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• 2015

핵연료 연소시험 도중 핵연료봉에서 발생하는 열을 효과적으로 제거하기 위해서는 핵연료의 발열량을 정확하게 계산하고 충분한 유속을 갖는 냉각수를 순환시켜야 한다. 하나로는 개방형 수조 형태로서 핵연료 연소시험을 위한 별도의 냉각수 순환 루프를 갖추고 있는데, 여기에 핵연료 조사리그를 장착하고 냉각수를 순환시킴으로써 조사중인 핵연료봉의 온도를 일정온도 이하로 유지시킨다. 특히 순환되는 냉각수의 유속이 매우 높은 상태에서 조사리그 내에 부착된 부품이나 센서들이 유체유발 진동에 의해 파손되거나 기능을 상실하는 경우 매우 큰 기회비용을 야기한다. 본 연구에서는 조사리그 부품의 건전성 사전 검토 및 고속 유동에서의 센서 동작 특성에 대한 사전검토를 위해 냉각수 모의 순환장치를 개발하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.443-449
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• 2014

조사시험 도중 핵연료의 특성변화를 확인하기 위하여 원자로 수조내에 위치한 조사리그로부터 핵연료봉을 분리한 후 핫셀로 이송하여 중간검사를 진행한다. 또한 중간검사를 마친 핵연료봉은 원자로의 작업 수조로 이동시켜 조사리그에 재장착을 하게 되며, 재조립된 조사리그는 원자로 노심의 조사리그에 장착시켜 조사시험을 계속 진행한다. 그러나 중성자 조사가 진행된 핵연료봉은 높은 에너지의 방사선을 방출하기 때문에 작업자가 방사선에 피폭되지 않게 하기 위하여 핵연료봉 장탈착 공정은 원자로 작업수조수 내에서 이루어져야 한다. 특히 조사리그의 길이가 5.4 미터이고, 핵연료봉의 장탈착 작업이 이루어질 하나로 작업수조수의 깊이는 6 미터로 매우 깊어 장탈착 작업을위한 특수한 장치가 필요하다. 본 연구에서는 중간검사가 가능한 새로운 핵연료봉 조립체를 설계하고, 조사 핵연료봉 조립체의 장탈착용 툴을 개발하여 노외 성능시험을 통해 그 성능을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1573-1579
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• 2013

핵연료의 연소성능을 시험하기 위해서는 시험 루프에 설치된 조사리그 내에 냉각수가 순환되도록 설계되어야 한다. 이때, 조사리그 내 냉각수는 $300^{\circ}C$, 15.5 MPa 의 고온 고압으로 순환시키기 때문에 냉각수의 밀봉은 핵연료 조사리그를 제작할 때 가장 중요한 공정 중 하나이다. 특히 15 개의 계장선이 조사리그의 압력경계부위를 통과하게 되는데, 이의 밀봉을 위해 일반적으로 브레이징 공정이 적용된다. 본 연구에서는 조사리그 브레이징용 진공챔버 및 고주파 유도가열기를 포함하는 유도 브레이징 시스템을 개발하고, 다양한 실험을 통해 산화막이 발생하지 않는 공정변수를 검토하였으며, 브레이징 제품의 인장시험, 단면검사, 밀봉성능검사 등을 통해 브레이징 공정의 건전성과 밀봉성능을 검증하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1859-1863
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• 2007

A new type of a fretting wear tester has been designed and developed in order to simulate the actual vibration behavior of a nuclear fuel rod for springs/dimples in room temperature. When considering the actual contact condition between fuel rod and spring/dimple, if fretting wear progress due to the flow-induced vibration (FIV) under a specific normal load exerted on the fuel rod by the elastic deformation of the spring, the contacting force between the fuel rod and dimple that were located in the opposite side should be decreased. Consequently, the evaluation of developed spacer grids against fretting wear damage should be performed with the results of a cell unit experiments because the contacting force is one of the most important variables that influence to the fretting wear mechanism. Therefore, it is necessary to develop a new type of fretting test rig in order to simulate the actual contact condition. In this paper, the development procedure of a new fretting wear tester and its performance were discussed in detail.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 추계학술발표회요약집
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• pp.237.2-237
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• 2001

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권7호
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• pp.1148-1153
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• 2018

The Leaking Fuel Experiment test facility was designed to simulate the activity release from spent leaking fuel rods under steady state and transient conditions in the spent fuel pool. The experimental rig included an electrically heated fuel rod with different defects and a cooling system. The fission product transport was simulated by potassium-chloride. The conductivity changes of the water in the cooling system were measured to provide information about the amount of released solution. Defects of different sizes and positions were applied, together with a wide range of rod powers to simulate decay heat. The produced data can be used for predicting the activity release from leaking fuel under storage conditions and for the interpretation of fuel examination procedures.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권5호
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• pp.576-581
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• 2010

KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute) fabricated MOX (Mixed Oxide) fuel pellets as a cooperation project with PSI (Paul Scherrer Institut) for an irradiation test in the Halden reactor. The MOX pellets were fitted into fuel rods that included instrumentation for measurement in IFE (Institutt for Energiteknikk). The fuel rods were assembled into the test rig and irradiated in the Halden reactor up to 50 MWd/kgHM. The irradiated fuel rods were transported to the IFE, where ceramography was carried out. The fuel rods were cut transversely at the relatively higher burn-up locations and then the radial cross sections were observed. Micrographs were analyzed using an image analysis program and grain sizes along the radial direction were measured by the linear intercept method. Radial cracks in the irradiated MOX were observed that were generally circumferentially closed at the pellet periphery and open in the hot central region. A circumferential crack was formed along the boundary between the dark central and the outer regions. The inner surface of the cladding was covered with an oxide layer. Pu-rich spots were observed in the outer region of the fuel pellets. The spots were surrounded by many small pores and contained some big pores inside. Metallic fission product precipitates were observed mainly in the central region and in the inside of the Pu spots. The average areal fractions of the metallic precipitates at the radial cross section were 0.41% for rod 6 and 0.32% for rod 3. In the periphery, pore density smaller than 2 ${\mu}m$ was higher than that of the other regions. The grain growth occurred from 10 ${\mu}m$ to 12 ${\mu}m$ in the central region of rod 6 during irradiation.

• 비파괴검사학회지
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• 제16권1호
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• pp.29-33
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• 1996

핵연료봉의 결함 탐상을 위하여 차동환상형 와전류시험 탐촉자를 설계 및 제작하여, 핵연료봉 시험을 위한 최적 시험 조건을 구하였다. 관통결함, 내부결함, 외부결함을 낸 표준시편에 대하여 와전류시험을 수행함으로써 시험 주파수와 출력 신호의 위상 및 크기에 대한 상관 관계를 구하였다. 이를 토대로 하여 고리원자력 1호기에서 연소한 핵연료봉 G33-N2에 대하여 와전류시험을 수행하여 관통결함 신호를 얻었다. 와전류시험에서 관통결함으로 예측된 위치에서 금속조직시험을 수행하여 얻은 결과는 와전류시험 결과와 잘 일치하였다. 따라서 와전류시험법은 조사핵연료봉의 피복관에 대한 건전성을 평가하는 도구로써 그 신뢰성이 양호함을 실증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권1호
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• pp.49-54
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• 2010

탄성변형 접촉 조건을 가지는 이중냉각 핵연료봉과 이를 지지하는 지지구조체 사이에서 발생하는 프레팅 마멸거동을 모사 시험편을 이용하여 실험적으로 분석하였다. 이중냉각 핵연료봉은 기존의 핵연료에 비해 외경이 증가하므로 새로운 형상을 가지는 지지구조체의 적용이 필수적이며 이에 대한 진동 특성 및 마멸 저항성에 대한 평가가 필수적이다. 본 연구에서는 현재까지 제안된 다양한 형상 중에서 대표적으로 엠보싱 형상을 가지는 지지구조체의 모사 시험편을 이용하여 이중냉각 핵연료봉의 내마멸 특성을 분석하였다. 개발된 지지구조체 특성 시험장비를 이용하여 모사된 지지구조체 시험편의 특성시험을 수행하였으며 이를 해석에 의한 결과와 비교하였다. 또한 기존의 핵연료 내마멸시험과 동일한 조건 및 장비를 이용하여 프레팅 마멸시험을 수행하여 이중냉각 핵연료봉의 프레팅 마멸거동을 관찰하였다. 본 논문에서는 실험결과로부터 지지구조체 특성과 프레팅 마멸거동 사이의 상관관계에 대하여 자세히 논하였다.