• 제목/요약/키워드: zircaloy-4

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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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상용 핵연료 피복관의 대량수소화 반응속도 연구

  • 김선기;김용수
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.243-249
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    • 1998
  • 상용 핵연료 피복관 재료로 사용되고 있는 Zircaloy-2와 Zircaloy-4 및 ZIRLO$^{TM}$에 대한 수소와의 반응거동 및 속도론적(kinetic) 자료를 얻기 위하여 electro-microbalance가 장착된 TGA (thermogravimetric analysis) 장치를 이용하여 30$0^{\circ}C$~50$0^{\circ}C$의 온도범위에서 1기압 수소와의 반응에 따른 무게증가를 in-situ로 측정하였다. Zircaloy와 수소와의 반응거동은 chamber내 온도상승시 생성되는 산화막에 의해 초기에는 느린 반응이 진행되는 영역이 존재하고 온도가 낮은 35$0^{\circ}C$ 이하에서는 이것이 잠복기 형태로 나타난 후 직선속도법칙(linear rate law)을 따르며 반응이 가속화되는 것으로 나타났고 40$0^{\circ}C$ 이하의 저온에서는 직선속도법칙에서 반응이 지연되는 방향으로 약간의 편차(deviation)가 관찰되었다. 그 결과 Zircaloy-2와 ZIRLO$^{TM}$가 Zircaloy-4보다 수소와의 반응속도가 빠르고 활성화에너지가 낮은 것으로 나타났으며 직선속도법칙을 근거로 하여 각각 1.1x$10^{7}$ exp(-20,800/RT)와 1.5x$10^{6}$exp(-18,000/RT) 및 6.9x$10^{7}$ exp(-23,800/RT) (mg/dm$^2$/min) 의 속도상수를 도출하였다. 또한, 열구배가 존재하지 않는 out-of-pile 조건하에서도 'sunburst' 형태의 국부적 수소침투가 발생할 수 있음이 ~l,000 ppm이상의 수소침투 시편에서 확인되었다. ~3,000ppm이상 침투하게 되면 표면에 수소화물이 농축되어 있는 hydride layer가 형성됨을 관찰하였으며 ~5,000ppm 이상의 경우에는 수소화물의 방향성이 random하였으며 특히, ZIRLO$^{TM}$ 시편의 경우에서는 원주방향으로 길게 이어진 수소화물과 기계적 성질에 치명적인 반경방향의 수소화물이 평행하게 배열된 것을 관찰하였다.

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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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Zr, Zircaloy-4, Zr-Nb 합금의 미세조직 및 재결정 거동에 관한 연구 (A Study on the Recrystallization Behavior and Microstructure of Zr, Zircaloy-4 and Zr-Nb Alloys)

  • 이명호;최병권;백종혁;정용환
    • 한국재료학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.422-429
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    • 2000
  • Zr 합금의 재결정 거동 및 미세조직 변화에 미치는 열처리 온도 및 시간의 영향의 조사하기위하여 순수 Zr과 Zircaloy-4, Zr-0.88n-0.4Nb-0.4Fe-0.2Cu, Zr-1Nb 합금을 냉간가공한 후 $400^{\circ}C$~$900^{\circ}C$에서 각각 30분~5000분 동안 열처리하였다. 열처리 온도에 따른 Zr합금의 경도, 미세조직 및 석출물 특성을 미소경도기, 광학 현미경 및 투과 전자 현미경을 이용하여 조사하였다. 냉간 가공채는 $400^{\circ}C$에서 $600^{\circ}C$ 범위에서 재결정이 일어났는 데 합금원소가 증가함에 따라 재결정온도가 상승했고 결정립 성장이 억제되었다. 그리고 합금원소 증가에 따른 경도증가 영향이 재결정 이후에도 지속되었다. 열처리 온도 및 시간에 비례하여 재결정 이후 결정립 크기는 증가한 반면 경도변화는 상대적으로 미미하였다. Fe나 Cu가 Zr에 첨가될 경우 회복중 경도증가가 수반되는데, 이는 회복중 생성과 관련이 있는 것으로 사료된다.

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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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