71. 아래의 설명에서 괄호 안에 들어갈 용어는? ① 과냉각(Subcooled) ② 포화(Saturated) ③ 과열(Super Heated) ④ 미임계(Subcritical)
가압경수로는 1차계통의 물이 끓으면 안되기 때문에 가압기를 제외한 1차계통은 과냉각상태로 운전됩니다. 이를 위하여 물의 포화점(끓는점)을 높여야하고, 고압으로 운전해야합니다.
1차계통 중 유일하게 포화상태인 곳은 가압기 상부영역입니다.
과냉각 : 물의 온도가 끓는점보다 낮은 상태
정답 : 1번
72. 가압경수로형 원자력발전소의 원자로압력용기 무연성 천이온도를 확인하기 위한 감시시편에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? ① 감시시편은 원자로 압력용기 제작에 사용된 재질을 가공한 것이다. ② 감시시편의 재질은 기본금속, 용접금속, 열 영향을 받은 금속의 3가지로 구성된다. ③ 감시시편은 주기적안전성평가(PSR) 시에 인출하여 검사한다. ④ 감시시편은 원자로 압력용기에서 핵연료가 위치한 중간 높이 부분에 설치된다.
무연성 천이온도 이하에서는 재료의 연성이 사라지고 취성파괴가 시작됩니다. 재료가 중성자에 조사되면 이 온도가 증가합니다. 원자로 용기가 이 온도 이하로 떨어지는 가압열충격을 받으면 취성파괴될 수 있습니다.
원자로용기는 원전 수명기간 동안 교체가 불가능하기 때문에 중성자 조사로 취화되는 정도를 감시하는 감시시험을 해야 합니다. 원자로용기 내측 벽면에 부착된 감시시편을 시험계획에 따라 인출하여 충격, 인장, 파괴인성 시험을 통해 기계적 물성 변화를 측정합니다.
1번 : 압력용기 제작에 사용된 금속을 채취하여 감시시편으로 만듭니다.
2번 : 감시시편은 3가지로 만듭니다. 기본 모재, 용착 금속, 용접열영향부 금속
3번 : 감시시편은 원자로 수명과 노형마다 인출 시기와 주기가 상이합니다. 적게는 3번, 많게는 6번 인출하는데, 주기적안전성평가와는 무관합니다.
4번 : 감시시편은 중성자 조사를 가장 보수적으로 평가해야하기 때문에 노심 중앙 높이에 설치됩니다.
정답 : 3번
73. 원자로 내 핵연료 장전량이 70 MTU이고 80 % 출력으로 200일간 운전하였다면 노심 연소도(Core Burn-up)는? (단, 100 % 열출력은 2,825 MWth, 발전기 출력은 1,040 MWe이다.) ① 4 MTU/MWD ② 1,271 MW-MTU/Days ③ 2,311 MWD/MTU ④ 6,457 MWD/MTU
연소도 : 우라늄 질량당 발생한 열량
총 발생한 열량은 $ 2825 * 0.8 * 200 = 452,000 MWd$
우라늄 장전량이 70 MTU ( Metric ton of Uranium) 이므로
연소도는 $ 452,000 / 70 = 6457 MWd/MTU$
정답 : 4
74. 가압경수로형 원자력발전소의 핵연료 재장전 후 출력운전 초기 며칠간 노심의 반응도가 급격히 감소하는데 가장 크게 영향을 미치는 인자는? ① 핵연료의 연소 ② 제논(Xe)의 증가 ③ 사마리움(Sm)의 증가 ④ 냉각재 온도변화
원자로를 처음 기동하면 며칠간은 반응도는 급격히 감소하여 이를 보상하기 위해 제어봉이 급격히 인출되거나, 붕산수 농도를 희석하여야 합니다.
이는 독물질인 Xe-135이 급격히 축적(Build-up) 되기 때문입니다.
며칠동안 Xe-135의 양이 급격히 늘어나며 잉여반응도가 급감하다가, 평형 제논 농도에 도달하면 그때부턴 핵연료 연소에 따라 천천히 잉여반응도가 감소합니다.
정답 : 2번
75. 다음 가연성 독물질에 대한 설명 중 옳지 않은 것은? ① 가연성 독물질은 노심의 축방향 출력분포를 균일하게 해 준다. ② 가연성 독물질은 노심수명을 연장하는 효과를 준다. ③ 가연성 독물질은 일반적으로 붕소(B)나 가돌리늄(Gd)의 화합물 등으로 만들어진다. ④ 가연성 독물질은 수용성 붕소농도가 과도하게 큰 값이 되지 않도록 한다.
가연성독물질은 제어봉처럼 중성자를 흡수하는 물질인데, 운전일수가 진행됨에 따라 점점 흡수능이 약해지는 물질입니다. 초기 잉여반응도를 잡아주면서 연소에 따른 잉여반응도 감소를 보상해줍니다.
가연성독물질을 사용하는 이유는 다음과 같습니다.
1. 잉여반응도 제어 및 음의 감속재온도계수 달성 : 주기초 과도한 잉여반응도를 억제하기 위해 흡수물질이 필요합니다. 이를 모두 붕산수로 억제하려고하면 붕산수의 농도가 과도하게 높아집니다. 그렇게되면 감속재온도가 양이될 수 있는데, 가연성독물질을 사용하면 붕산수의 농도를 낮추면서도 잉여반응도를 제어할 수 있게됩니다.
2. 반경방향 출력분포 조정 : 예를들어 노심의 중심부에서 출력분포가 큰 경우, 중심부에 가연성독물질을 사용하면 비교적 평탄한 반경방향 중성자속을 얻을 수 있습니다.
2번 보기 ; 가연성독물질을 사용하면 더 많은 핵연료를 장전할 수 있습니다. 즉, 잉여반응도를 크게할 수 있고, 따라서 노심 수명이 연장됩니다.
3번 보기 : 가연성독물질은 중성자가 큰 흡수물질을 사용합니다. 붕소와 Gd는 가연성독물질로 사용되는 물질입니다.
