• Title/Summary/Keyword: zircaloy

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크립 및 조사성장 이방성이 KOFA Zircaloy-4 피복관의 변형거동에 미치는 영향 (Impact of Anisotropy in Creep and Irradiation Growth on the KOFA Zircaloy-4 Cladding tube Deformation Behavior)

  • 김기항;이찬복;김규태
    • 한국재료학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.445-452
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    • 1994
  • 가압 경수로 핵연료의 중성자 조사 조건에서 Zircaloy피복관의 3축방향으로의 변동거동은 집합도 계수에 따른 크립 이방성고 조사성장 이방성을 통하여 분석될 수 있다. 이러한 크립과 조사성장의 이방성이 Zircaloy피복관의 각 축방향 변형율에 미치는 영향을 평가할 수 있는 방법론이 제시되었다. 연소 후 측정된 KOFA Zircaloy-4피복관의 변형율과 핵연료 성능 분석 코드의예측치를 토대로 하여 각 축방향 변형율을 계산한 결과 KOFA Aircaloy-4 피복관의 원주방향 변형은 크립에 의해 주로 일어난 반면, 피복관의 길이방향 변형은 조사성장에 의하여 일어났으나 낮은 조사량에서는 크립의 영향도 상당히 큰것으로 나타났다.

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고온, 수증기 속에서 산화된 질칼로이-4 핵연료 피복관의 변형 특성에 관한 연구 (Deformation Characteristics of Zircaloy-4 Fuel Cladding due to Oxidation in Environment of High Temperature and Steam)

  • Jung, Sung-Hoon;Suh, Kyung-Soo;Kim, In-Sup
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제18권3호
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    • pp.218-227
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    • 1986
  • 가상적인 냉각제 상실 사고시의 조건하에 일어날 수 있는 취약화 현상에 대한 자료를 얻기 위하여 고온의 수중기 분위기에서 Zircaloy-4 핵연료피복관의 산화거동과 기계적성질 변화에 대한 연구를 수행하였다. 시편은 캔두형핵연료 피복관으로 사용되는 질칼로이 튜브를 사용하였으며 냉각제 상실 사고시 야기될 수 있는 수중기 분위기속 90$0^{\circ}C$와 1,00$0^{\circ}C$에서 유지시간을 변경하여 가면서 산화시켰다. 질칼로이 피복관의 표면과 내부에서 ZrO$_2$$\alpha$상의 형성속도 E는 온도와 시간의 함수인 E=1.1√Dt+0.002로 나타났다. 여기서 D는 온도에 의존하는 화산계수임. 시편에 대한 인장강도, 후프강도 및 연신율을 측정한 결과 단시간 산화된 시편의 인장강도는 원래의 피복관에 비해 처음에는 약간 증가하다가 계속되는 유지 시간에 따라 감소하였다. 후프강도는 유지 시간에 따라 많이 감소하지 않았으며 외경 방향의 인장율을 급격히 감소하였다. 피복관의 선택 방위 측정 결과 원래의 피복관 입자는 대부분이 기저면(0001)에 대한 극축이 외경 방향에 평행하게 놓였었으나 1,00$0^{\circ}C$에서 열처리한 경우는 극축이 외경 방향에 수직으로 변경됨을 알 수 있었으며 이러한 결정면의 방위분포 결과가 후프강도의 유지에 기여하는 것으로 추측되었다.

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수소가 장입된 Zircaloy-4 합금의 부식 후의 Ac Impedance 특성 (AC Impedance Characteristics of the Corroded Hydrogen-Charged Zircaloy-4 Alloy)

  • 김선재;김경호;백종혁;최병권;정용환
    • 한국재료학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.205-210
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    • 1999
  • The 250ppm hydrogen-charged Zircaloy-4 sheets, homogenized at $400^{\circ}C$ for 72hrs in vacuum, were corroded under the autoclave conditions of $350^{\circ}C$, 2350psi. The corrosion behavior of the Zircaloy-4 sheets was evaluated by measuring their weight gains with the exposure time. The electrical characteristics were investigated in the ranges of 5000~1x10\ulcornerHz using AC impedance technique in 1N $H_2$$SO_4$aqueous solution. The corrosion rate of the hydrogen charged specimen was more rapid than the normal specimen at the early stage of the corrosion. With a longer corrosion time, however, the normal specimen corroded faster than the hydrogen-charged specimen. At the same time the hydrogen pickup in the hydrogen-charged specimen was more suppressed compared with the normal specimen. Such appears to be occurred because the impedance for the movement of the hydrogen ion into the metal was higher in the hydrogen-charged specimen compared to normal specimen at the interface between the oxide layer and the uncorroded metal. Thus the corrosion rate of the hydrogen-charged specimen was likely to be decreased with a longer corrosion time.

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비정질 이원계 합금 Zr-Be 용가재를 이용한 지르칼로이-4의 브레이징 타당성 검토 (A Feasibility Study on the Brazing of Zircaloy-4 with Zr-Be Binary Amorphous Filler Metals)

  • 고진현;박춘호;김수성
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제17권4호
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    • pp.26-31
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    • 1999
  • An attempt was made in this study to investigate the brazing characteristics of Zr-Be binary amorphous alloys for the development of a new brazing filler metal for joining Zircaloy-4 nuclear fuel cladding tubes. This study was also aimed at the feasibility study of rapidly solidified amorphous alloys to substitute the conventional physical vapor-deposited(PVD) metallic beryllium. The $Zr_{1-x}Be_{x}$($0.3\leq$x$\leq0.5$) binary amorphous alloys were produced in the ribbon form by the melt-spinning method. It was confirmed by x-ray diffraction that the ribbons were amorphous. The amorphous. the amorphous alloys were used to join bearing pads on Zircaloy-4 nuclear fuel cladding tubes. Using Zr-Be amorphous alloys as filler metals, it was found that the reduction in the tube wall thickness caused by erosion was prevented. Especially, in the case of using $Zr_{0.65}Be_{0.35}$ and $Zr_{0.7}Be_{0.3}$ amorphousalloys, the smooth and spherical primary $\alpha$-Zr particles appeared in the brazed layer, which was the most desirable microstructure from the corrosion-resistance standpoint.

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$LiOH-H_{3}BO_{3}$ 용액중 Zircaloy-4 핵연료 피복관의 부식가속과 억제 (The Accelerated and Suppressed corrosion of Zircaloy-4 Fuel Cladding in $LiOH-H_{3}BO_{3}$ Solutions)

  • 한정호
    • 한국재료학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.379-386
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    • 1995
  • LiOH-$H_{3}$BO_{3}$ 용액중에서의 Zircaloy-4 핵연료 피복관의 부식가속과 억제현상을 조사하고 이러한 부식특성에 미치는 Li 및 B의 영향을 해석하기 위하여, 여러 조건의 LiOH-$H_{3}$BO_{3}$ 용액을 사용하여 35$0^{\circ}C$, 165bar의 고온, 고압 조건에서 Zircaloy-4 피복관의 노외 부식시험을 수행하였다. 원전 수화학 모의조건에 대응되는 용액 중에서의 부식속도의 천이는 물 분위기에서 보다 빨리 발생되고 천이후 물 분위기와 거의 유사한 부식속도를 나타내는 천이적 후의 부식거동을 보였다. 한편 pH의 변화는 부식특성에 큰 영향을 미치지 않았다. 부식가속과 억제 모의실험으로부터, 산화막내로 침투하는 Li의 양이 용액중 Li 농도에 크게 의존하며, Li 농도가 일정하게 정해진 용액의 경우 B 첨가에 관계없이 산화막내에 일정량의 Li이 농축될수 있다는 가정을 제시하였다. 또한 B 첨가에 의한 부식억제가 B 또는 B-(OH) 화합물의 산화막내 Li 침투 억제에 의한 것이 아니라 일들에 의해 산화막내로 산화성 성분의 이동이 억제되는데 기인할 수 있음을 제시하였다. 부식가속 개시점에 대응되는 산화막 두께측정 결과와 용액내 Li 농도간의 관계로부터, 용액중 Li 농도가 높을수록 부식가속이 얇은 산화막 두께에서 시작됨을 알았다. 특히 노내조건에서의 핵연료 피복관의 부식가속이 산화막내 Li 농축에 의해 일어나는 부식특성으로 해석될 수 있음을 보였다.

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수소분석기 개조 및 조사후 지르칼로이 피복관의 총수소분석 (Modification of Hydrogen Determinator for Total Hydrogen Analysis in Irradiated Zircaloy Cladding Tube)

  • 박순달;최광순;김종구;조기수;김원호
    • 분석과학
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    • 제12권6호
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    • pp.490-497
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    • 1999
  • 불활성기체용융-열전도도 측정법의 수소분석기를 개조하여 글로브박스에 설치했으며 조사핵연료피복관의 수소분석에 사용했다. Zr과 Ti 매질의 수소표준물질로 용융조제인 주석을 사용하지 않고도 수소함량 $3{\mu}g$까지 분석가능하였다. 시료의 크기가 작을수록 수소 회수율이 높았으며 지르칼로이 시료의 수소분석시 Ti 매질의 표준물질을 사용할 수 있음을 확인하였다. 수소분석에 사용한 실제 조사핵연료피복관의 평균 방사능은 10 mR/hr였으며 평균수소농도는 130 ppm이었다.

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단순전단 시험법 구축 및 바우싱거효과를 고려한 경화거동 예측 (Development of Test Method for Simple Shear and Prediction of Hardening Behavior Considering the Bauschinger Effect)

  • 김동욱;방성식;김민수;이형일;김낙수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권10호
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    • pp.1239-1249
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    • 2013
  • 본 연구에서는 zircaloy-4 판재에 대해 바우싱거 효과를 고려한 경화거동 예측모델을 구축했다. 금속소재 가공에서 인장 후 압축 시 항복응력이 감소한다. 이에 스프링백 해석 시 바우싱거 효과를 반드시 고려해야 한다. Simple shear 시험에서 적정 시편크기 및 적정 조임토크에 대한 결정법을 제시했다. 5 가지 재료에 대한 simple shear 시험을 통해 응력-변형률 곡선을 구했다. 또한 유한요소해석을 활용해 simple shear 하중-변위 곡선으로부터 유효응력-변형률 곡선으로 변환과정을 소개했다. 등방/운동성 경화 조합모델을 활용해 simple shear 순/역방향 시험을 모사했다. 이때 각 경화계수에 따른 하중-변위 곡선 변화를 관찰하고, zircaloy-4에 대한 경화계수를 결정했다.