31. 대형 냉각재 상실사고(LBLOCA)시 연료 피복재에서 가장 주요하게 고려되는 부식형태는? ① 틈새부식 ② 점식 ③ 수소 손상 ④ 침식부식
LOCA 발생 후 피복재 온도가 상승하는데, 표면온도 1800 ℃ 이상에서 다음 반응이 일어나면서 피복재가 취화된다. 취화된 피복재는 쉽게 파열될 수 있다.
$$Zr + H_2O \rightarrow ZrO_2 + 2H_2$$
틈새부식 : 금속과 금속, 금속과 비금속 사이 틈새로 물이 들어가 깊은 곳에서 부식이 진행되는 것
점식 : pitting, 금속 표면에 국부적으로 깊게 침식되어 작은 구멍이 생성되는 것. 부식이 금속 표면 좁은 부위(부동태 막이 파괴된 부위)에 집중되어 일어나고 진행속도가 대단히 빨라 깊게 진행된다.
침식부식 : 유체 속도 증가로 인해 금속 표면의 보호피막이 벗겨져 부식이 발생한 것
정답 : 3
32. 중수로 원전에서 냉각재계통의 삼중수소 발생 원인에 대항여 틀린 설명은? ① 중수가 중성자를 흡수하여 생성 ② pH제어로 사용되는 리튬의 중성자 조사에 의한 핵변환 ③ 삼중핵분열 ④ 부식생성물의 방사화
1번 : $D(n,\gamma)T$
2번 : $ ^6Li(n,\alpha)T$
3번 : 핵분열 시 파편이 2조각이 아니라 가끔 세조각이 되는 경우가 있는데 이 때 삼중수소가 발생할 수 있음
4번 : 부식생성물의 방사화로는 삼중수소가 생기지 않는다.
경수로에는 추가로 $ ^{10}B(n,T)2He$ 으로 붕산수에 의해서도 생긴다.
정답 : 4
33. 가스확산법을 사용하는 농축공장에서 감손우라늄의 농축도는 0.3 w/o, 우라늄 농축에 필요한 비용은 20 만원/kg-SWU라고 할 때, 의 비율 0.7 w/o 천연우라늄 500 kg으로 3.5 w/o 농축우라늄 78 kg을 생산하는데 필요한 비용은? ① 약 1600만원 ② 약 3500만원 ③ 약 4700만원 ④ 약 10,000만원
분리작업량 : 단위는 SWU, Seperatvie Work Unit. 분리과정에서 증가된 가치의 크기. 농축에 필요한 일의 양을 나타낸다.
우선 분리작업량 계산을 위해서는 가치함수를 알아야 한다. 가치함수는 농축도 x의 함수이다.
$$V(x) = (1-2x)*ln\frac{1-x}{x}$$
원료의 질량을 F = 500 kg, 원료의 가치함수를 $V(x_F)$ = 4.885
감손우라늄의 질량을 W = 422 kg, 감손우라늄의 가치함수를 $V(x_W)$ = 5.77
농축우라늄의 질량을 P = 78 kg, 농축우라늄의 가치함수를 $V(x_P)$ = 3.084 라고 하면
분리작업량 U 는 다음과 같이 계산된다.
$$U=PV(x_P) + WV(x_W) - FV(x_F) = 233 kg-SWU$$
1 kg-SWU가 20만원이므로 총 비용은 약4700만원
감손우라늄의 질량은 천연우라늄 - 농축우라늄 = 422 kg으로 계산하였다.
근데 문제를 대충 만들었는지 422 kg 이면 U-235와 U-238의 총 질량이 보존되지 않는다.
원래 감손우라늄의 양을 정확히 구하려면
원료의 U-238의 질량 = 농축우라늄 속 U-238의 질량 + 감손우라늄 속 U-238의 질량
원료의 U-235의 질량 = 농축우라늄 속 U-235의 질량 + 감손우라늄 속 U-235의 질량
위 두 식이 보존되도록 연립방정식을 풀면 된다.
정답 : 3
34. 연료건전성에 영향을 미칠 수 있는 현상에 대한 다음 설명에서 괄호 안에 들어갈 단어를 순서대로 나열한 것으로 적절하지 않은 것은? ① 분열생성물 기체, 크립, 응력 ② 방사화 생성물 기체, 수소취화, 온도 ③ 분열생성물 기체, 수소취화, 온도 ④ 방사화 생성물 기체, 크립, 온도
크립에 대한 문제이다.
크립변형 : 금속은 원래 응력이 일정하면 변형률은 일정하게 유지된다. 그러나 고온에서 응력이 일정해도 변형이 지속적으로 증가하는 경우가 있는데 이를 크립이라고 한다.
이는 핵분열생성물 기체가 펠렛 밖으로 빠져나와 갭에 모이고, 이들이 축적되어 내압이 증가하여 응력을 발생시킨다. 이 응력 때문에 크립이 발생하는데, 방사선 분위기 하에서는 이 크립이 가속화된다.
정답 : 1
35. 연료 성형가공과 관련하여 다음 중 성격이 다른 것은? ① ADU ② IDR ③ GECO ④ 유동층법
농축우라늄을 UO2로 재변환하는 방법들이다.
이 중 ADU만 습식방법이고 나머지 셋은 건식방법이다.
습식방법 : ADU, AUC. 기체 UF6에 물을 이용해 침전물을 만든다. 침전물을 여과하여 배소/환원시켜 UO2를 만드는 것. ADU와 AUC는 만들어지는 침전의 종류이다.
