• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권8호
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• pp.1742-1748
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• 2020

TSSD, TSSP, and TSSP2 of hydrogen for optimized-Zirlo (Zirlo™) alloy were measured by DSC in the range of 53-457 wppm. Solvus curves of the TSSs are derived and proposed in this study. The results show that the temperature gap between TSSD and TSSP solvus lines of Zirlo™ are similar to those of other zirconium alloys, but another gap between the TSSD and TSSP2 line differs significantly. In particular, the TSSP2 solvus line becomes closer to the TSSD solvus line than to TSSP unlike Zircaloy-4, so ΔT_TSSD-TSSP2 of Zirlo™ decreases with decreasing temperature. This implies that hydride reorientation can take place more significantly in Zirlo™ than in Zircaloy-4, and the limited temperature variation of 65 ℃ during the vacuum drying and the cooling-down process may not be sufficient to prevent the triggering of hydride reorientation in Zirlo™ cladding under long-term dry storage.

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권3호
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• pp.211-218
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• 2015

본 연구에서는 산화된 피복관으로부터 염소화 공정을 통해 Zr을 선택적으로 회수하기 위한 연구의 일환으로, 단면이 개방된 ZIRLO 피복관의 염소화 반응 속도식을 열중량분석기를 이용하여 분석하였다. 실험을 통해 산화된 ZIRLO 피복관은 400도 염소화 조건에서 염소 기체와 반응하지 않는 것으로 확인되었다. 하지만 피복관 한쪽 혹은 양쪽 끝의 새로운 단면이 개방될 경우 ZIRLO의 염소화 반응이 가능함을 확인하였고 반응을 완료하기까지 8 시간이 소요되었다. 이는 반응 완료까지 7 시간이 소요된 산화되지 않은 피복관에 비하여 반응시간이 14% 증가한 것이다. Sharp-Hancock 식을 이용하여 단면이 개방된 ZIRLO 피복관과 염소 기체의 반응을 모사하기 위한 구조함수를 도출하였으며, 부피축소 모델이 본 연구 조건에서 가장 적합한 구조 함수로 확인되었다. 또한, 본 연구를 통해 ZIRLO 피복관의 표면이 산화되어 있는 조건에서도 단면노출을 통해 염소화 공정에 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2001년도 춘계학술발표회 초록집
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• pp.52-52
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• 2001

지르칼로이-4와 장주기 고연소도용으로 개발된 신피복관인 Zirlo에 대해 LOCA 사고시 피복관이 노출되는 온도영역에서 대기압 조건에서 산화실험을 수행하였다. 온도범위는 $700{\;}-{\;}1200^{\circ}C$이다. 산화시간, 온도 에 따른 산화속도 모델이 제시되었다. 지르칼로이-4는 $1000^{\circ}C$이하의 대가압 수증기에서 3차 법칙을 따르는 반면에, Zirlo는 지속적으로 2차 법칙을 따르는 것으로 나타났다. $1000^{\circ}C$ 이상에선 Zirlo의 내부식성이 더 높게 평가되었다. 두 합금의 산화거동차이를 분석하기 위해 산화된 시편을 광학현미경으로 비교하였다. $1000^{\circ}C$ 이상 고온에서 Zirlo의 금 속내 $\alpha$상의 성장률이 지르칼로이-4에 비해 더 빨라, $\alpha$상이 더 넓게 분포하는 것으로 나타났다. 피복관 표면에 이미 존재하는 산화막은 지르칼로이-4와 Zirlo 모두 일정시간 동안 보호성을 유지하는 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권2호
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• pp.352-359
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• 2020

The effects of hydrogen precipitation on the mechanical properties of Zircaloy-4 and Zirlo alloys were examined with uniaxial tensile tests at room temperature and at 400 ℃ and accompanying microstructural changes in the Zircaloy-4 and Zirlo alloy specimens were discussed. The elastic moduli of Zircaloy-4 and Zirlo alloys decreased with increasing hydrogen concentrations. Yield strengths of both materials tended to decrease gradually. The reductions of yield stress seems to be caused by the dissipation of yield point phenomena shown in stress-strain curves. Ultimate tensile strengths (UTS) of Zircaloy-4 and Zirlo slightly increased at low hydrogen contents, and then decreased when the concentrations exceeded 500 and 700 wppm, respectively. Uniform elongations were stable until 600 wppm and drops to 0% around 1400 wppm at room temperature.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2001년도 춘계학술발표회요약집
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• pp.312.2-312
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• 2001

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.889-897
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• 2011

본 연구에서는 핵연료 지지격자체의 재료인 Zircaloy-4 와 Zirlo 판재의 이론적 성형한계 예측모델을 제시했다. 먼저 인장시험 및 이방성시험으로 응력-변형률곡선과 이방성계수를 획득했으며, NUMISHEET 96을 따르는 돔장출시험으로 두 재료의 실험적 성형한계도들을 얻었다. 이론적 성형한계도는 성형한계모델과 항복조건의 영향을 받는다. Swift 확산네킹이론, Marciniak-Kuczynski 의 재료결함 모델, Storen-Rice 의 정점이론을 이용해 부변형률이 양인 구간에서의 성형한계 곡선을 구했으며, 부변형률이 음인 구간에는 Hill 의 국부네킹 이론을 적용했다. 또한 재료이방성을 고려하기 위해 Hill 48, Hosford 79 항복조건을 사용 했다. Swift 확산네킹모델 (Hill 48 항복조건 적용)과 Hill 모델은 각각 변형률비가 양과 음인 영역에 대해 Zircaloy-4의 성형한계도를 비교적 정확히 예측하며, Zirlo의 성형한계도는 Hosford 79 항복조건 (a = 8)을 적용한 Storen-Rice 모델로 나타낼 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권2호
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• pp.143-148
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• 2009

The increasing power and other demands on PWR fuel is leading to a demand for cladding that has low corrosion but that should also be robust with regard to mechanical behavior, impact of the irradiation environment and the coolant chemistry. The Optimized $ZIRLO^{TM}$ cladding is an evolutionary development of $ZIRLO^{TM}$ taking advantage of the long experience of the ZIRLO cladding but has significantly improved corrosion behavior. Recently, operation of Optimized ZIRLO to above 73 kWd/kgU has shown a reduction of the corrosion of almost 50%.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2003년도 추계학술발표회초록집
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• pp.127-128
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• 2003

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권2호
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• pp.179-186
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• 2009

This paper presents a thermal creep test under internal pressure and post-test characterization performed on high burnup (68 MWd/kgU) ZIRLO. This research has been done by the CSN, ENRESA, and ENUSA in order to investigate the behavior of advanced cladding materials in contemporary PWRs at higher burnup under dry cask storage conditions. Also, to investigate the hydride reorientation, the cool-down of the samples after the test has been done in a coordinated manner with the internal pressure. The creep results obtained are consistent with the expected behavior from reference CWSR material, Zr-4. During the test, the material retained significant ductility: one specimen leaked during the test at an engineering strain of the tube section of 17%; remarkably, the crack closed due to de-pressurization. Although significant hydride reorientation occurred during the cool-down under pressure, no specimen failed during the cool-down.

• Tribology and Lubricants
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• 제25권4호
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• pp.250-255
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• 2009

Oxidation characteristics of Zirlo and Zircaloy-4 tubes, which are widely used as nuclear power fuel cladding, are studied in steam environment up to $1200^{\circ}C$. Oxidation resistances are compared in terms of the mass increase due to the absorption of oxygen. The evolution of microscopic structure accompanied with the oxidation process is investigated. Also, the influence of oxidation on the fretting wear characteristics of the tubes is studied. Piezo-electrically actuated rig is employed to fret the tubes with cross-contacting arrangement. Wear scar is observed and measured, by using microscopes and a 3D-profiler. The results of fretting wear are quantified in terms of scar size, wear volume and wear coefficient, and compared for the three different tube materials of oxidated Zirlo, virgin Zirlo and Zircaloy-4.