원자력 극한환경용 세라믹 복합재료 개발현황 및 전망
|
김원주 KAERI 탄화규소 (SiC) 기반 세라믹스 및 복합재료는 우수한 고온강도, 내부식성, 조사저항성, 낮은 중성자 흡수단면적, 저방사화 등의 특성을 갖고 있어 다양한 원자력시스템의 핵심부품으로 적용이 고려되고 있다. 초고온가스로용 제어봉 구조부품 및 열교환기 부품, 고속 증식로용 핵연료 부품 및 구조부품, 핵융합로용 블랭킷 구조재료 뿐만 아니라 최근에는 경수로용 핵연료 피복관 및 구조부품으로의 활용을 위한 연구도 이루어지고 있다. 원자력용 노내 구조소재는 중성자 조사, 기계적 응력, 고온, 냉각재와의 화학반응 등 매우 혹독한 환경 하에서 운전되며 이로 인해 소재 특성의 열화가 나타나게 된다. 이 중에서 냉각재와의 화학적 양립성은 장기가동에 따른 물성 저하와 부품의 수명을 결정하는 중요한 요소 중의 하나이다. SiC 소재의 적용이 고려되고 있는 원자력시스템들은 시스템별로 다양한 냉각재가 활용되고 있어 각각의 환경에서 화학적 양립성에 대한 평가가 실재 적용에 있어 매우 중요한 요소이다. 본 발표에서는 최근 여러 나라에서 연구개발이 활발히 이루어지고 있는 SiC 복합체의 경수로 피복관 적용을 위해 경수로 수화학 환경에서의 SiC 소재의 화학적 양립성과 주요 기술현안 및 최근의 연구결과 등을 소개하고자 한다. |