• Nuclear Engineering and Technology
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• 제18권4호
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• pp.267-272
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• 1986

핵연료 피복관 제조 및 사용 시에 필요한 자료를 얻기 위하여 지르칼로이-4재료에서 가공과 열처리의 영향을 조사하였다. 지르칼로이-4 재료는 저가공도에서는 경도가 급격히 증가하지만 10% 이상 가공도 에서는 점진적으로 증가하였다. 냉간가공된재료의 재결정은 가공도가 30%, 60%, 80%로 증가함에 따라서 64$0^{\circ}C$, 59$0^{\circ}C$, 555$^{\circ}C$에서 각각 완료되었다. $\beta$구역에서 열처리한후에 노냉, 공냉, 수냉을하였을 때 냉각속도가 증가함에 따라서 경도는 증가하고, 조직은 coarse widmanstatten($\alpha$) $\longrightarrow$ fine parallel plate($\alpha$) $\longrightarrow$ martensite($\alpha$$^{'}$)순으로 변화한다. 변화한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권3호
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• pp.249-258
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• 2010

Recently, many utilities have considered interim dry storage of spent nuclear fuel as an option for increasing spent fuel storage capacity. Foreign nuclear regulatory committees have provided some regulatory and licensing requirements for relatively low- and medium-burned spent fuel with respect to the prevention of spent fuel degradation during transportation and interim dry storage. In the present study, the effect of cladding creep and hydride distribution on spent fuel degradation is reviewed and performance tests with high-burned Zircaloy-4 and advanced Zr alloy spent fuel are proposed to investigate the effect of burnup and cladding materials on the current regulatory and licensing requirements. Creep tests were also performed to investigate the effect of temperature and tensile hoop stress on hydride reorientation and subsequently to examine the temperature and stress limits against cladding material failure. It is found that the spent fuel failure is mainly caused by cladding creep rupture combined with mechanical strength degradation and hydride reorientation. Hydride reorientation from the circumferential to radial direction may reduce the critical stress intensity that accelerates radial crack propagation. The results of cladding creep tests at $400^{\circ}C$ and 130MPa hoop stress performed in this study indicate that hydride reorientation may occur between 2.6% to 7.0% strain in tube diameter with a hydrogen content range of 40-120ppm. Therefore, it is concluded that hydride re-orientation behaviour is strongly correlated with the cladding creep-induced strain, which varies as functions of temperature and stress acting on the cladding.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권3호
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• pp.381-393
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• 1993

이 논문은 하강하는 물의 막과 상승하는 공기유동으로 구성된 수직 다봉채널내서의 역유동 플러딩에 관한 실험결과를 발표한 것이다. 특히 다봉속에 혼합깃이 있는 것과 없는 스페이서 그릿 및 블럭키지가 프러딩의 거동에 미치는 영향이 조사되었다. 시험부에는 5$\times$5 지르칼로이관속이 사용되었다. 플러딩에 관한 전의 해석적 모델과 실험적 상관식들을 본 실험결과와 비교한즉 기존의 모델과 상관식들이 매우 높은 플러딩 곡선을 예측함이 발혀졌다. 스페이서 그릿은 이것이 없는 봉속과 비교하면 낮은 플러딩 공기유량을 나타낸다. 그러나 혼합깃이 있는 스페이서 그릿은 이것이 없는 스페이서 그릿에 비하여 높은 플러딩 공기유량이 요구된다. 블럭키지를 가진 봉속은 더욱더 높은 플러딩 공기유량을 갖는다. 세가지 형식의 시험봉 속에 대한 실험적 플러딩 상관식이 얻어졌다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권3호
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• pp.249-257
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• 2015

원자력 발전소의 반응로에는 핵분열 에너지를 생성하고 방사성 물질의 유출을 막는 핵연료 집합체가 있으며, 이러한 집합체는 핵연료와 피복관으로 구성되어 있는 핵 연료봉으로 구성되어 있다. 원자로에서 핵연료봉 거동의 안전성을 평가하기 위해 해석적인 방법을 적용하며 이러한 평가 코드를 핵 연료 성능 코드라 한다. 경수로 핵연료 해석에서는 간극의 두께에 따라 열전도도가 크게 영향을 받는 간극 열전도도가 주요 거동해석에 영향을 미친다. 본 연구에서는 간극 두께에 따라 열전도도가 변화하는 3 차원 간극 요소(Gap element)를 제안하였으며, 이를 적용하기 위해 3 차원 열탄성 모듈을 FORTRAN90을 이용하여 개발하였다. 제안된 3 차원 간극 요소를 이용하여 핵 연료봉에서 발생할 수 있는 비대칭적인 형상인 핵 연료 표면에 결함이 생긴 경우 MPS(Missing Pellet Surface)와 핵연료봉의 편심(Eccentricity of the nuclear fuel rod) 형상에 대하여 3 차원 해석을 진행하였다.