핵연료 Special Topics in Energy Problems Nuclear fuel

목차

도입(Introduction)

핵연료

원자력발전의 종류

1. 가압경수로(PWR : Pressurized Water Reactor)

2. 비등경수로(BWR : Boiling Water Reactor)

3. 가압중수로(PHWR : Pressurized Heavy Water Reactor)

감속재와 중수가 필요한 이유

경수로 제조공정

1. 재변환 공정

2. 소결체 제조공정

3. 연료봉 제조공정

4. 집합체 제조공정

중수로 제조공정

1. 소결체 제조공정

2. 구조품 제조공정

3. 연료봉 및 집합체 제조공정

핵연료의 처리

토의 및 결론

참고문헌

본문내용

킨 후, 하부봉단마개를 전기 저항용접한 지르칼로이 피복관에 진공상태에서 장입하고, 여기에 plenum 스프링과 헬륨기체를 넣은 후 상부 봉단마개를 용접한다.
지르칼로이 피복관은 원자로내 핵분열 반응시 소결체로부터 나오는 소량의 기체 핵분열성 물질을 방호하는 역할을 한다.
4. 집합체 제조공정
원자력연료 집합체의 골격체는 각 연료봉들간의 간격을 유지하고 연료봉을 고정시키는 역할을 한다. 골격체는 상단고정체, 하단고정체, 지지격자, 안내관 및 지지격자 슬리브 등으로 구성되며, 이들을 조립대에 고정시킨 다음 점용접하여 만들어진다.
집합체 조립시 연료봉 표면의 흠집을 방지하고 지지격자내 스프링의 손상을 방지하기 위해 연료봉의 표면에 락커를 도포하여 골격체에 장입한 다음, 상.하단 고정체를 부착하여 고정시킴으로써 원자력연료 집합체의 조립이 끝나고, 완성된 집합체의 락커를 제거한 후 연료봉간의 간격, 뒤틀림, 전장, 치수 등을 검사하며, 이러한 검사결과는 전산시스템에 의해 분석. 종합되어 안전성이 확인된 제품만이 출하된다.
중수로 제조공정
1. 소결체 제조공정
소결체 제조공정에서는 천연우라늄 분말을 원통형 압분체로 만들어, 섭씨 1600℃ 정도의 고온에서 소결한 후 연삭하여 직경 12mm, 길이 15mm의 소결체로 만든다.
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2. 구조품 제조공정
구조품 제조공정에서는 연료봉 간격체와 지지체를 가공하여 피복관에 부착하고, 피복관 내부에 흑연도포 및 베이킹 과정을 거쳐 양끝을 가공하게 된다.
3. 연료봉 및 집합체 제조공정
연료봉 및 집합체 제조공정에서는 피복관에 소결체를 장입하고, 양끝을 봉단마개로 용접한다. 용접이 끝난 연료봉을 다발로 구성하여, 양단에 봉단접합판을 용접한 후, 헬륨 누출시험과 최종검사를 거쳐 중수로용 원자력연료가 완성된다.
핵연료의 처리
사용후 핵연료란 원자로에서 3~5년간 핵분열을 하면서 연소한 원전연료는 교체하게 되는데 이 때 교체되어 꺼낸 연료를 사용후 핵연료라고 부릅니다. 사용후 핵연료에는 유용한 물질인 우라늄-235와 플루토늄-239가 천연우라늄보다 더 많이 남아있어 이를 재처리하여 사용할 경우 원전연료로 다시 사용할 수 있는 에너지 자원이 됩니다.
사용후 핵연료는 폐기물이라기 보다는 95% 이상을 재활용할 수 있는 물질이기 때문에 폐기물로 간주하지 않는 것이 세계적인 추세였으나, 핵확산을 우려하는 미국 등 일부 국가에서는 사용후 핵연료를 재활용하지 않고 폐기물로 취급하여 직접 처분을 계획하고 있습니다.
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우리나라는 사용후 핵연료를 직접 처분해야 할지 또는 재처리하여 이를 자원으로 재활용해야 할지 아직 그 정책이 결정되지 않고 있습니다.
우리나라에서 운전중인 경수로형 원전에서는 1기당 연간 19톤, 중수로형 원전에서는 1기당 연간 95톤의 사용후 핵연료가 발생되고 있습니다.
사용후 핵연료 발생량은 원전의 이용률과 연료의 연소도에 따라 달라지는데 발생량은 대체로 원자로의 열출력과 이용률에 비례해서 증가되고 연소도에 반비례합니다. 국내 사용후 핵연료는 2002년 말 현재 원자력발전소 4개부지(고리, 영광, 월성, 울진)에 총 5982톤이 저장되어 있습니다.
토의 및 결론
이번 과제에서는 핵연료에 대하여 조사하였다. 핵연료에 대하여 많은 얘기를 들어보았지만 실제로 조사를 해보니 모르고있던 많은 부분을 더 알수있게 되었다. 우선 핵연료는 원자연료라고도하며 국내에서는 핵연료의 제조가 불가능한 상태이다.
핵연료는 다른연료에 비해 많은양의 에너지를 발생시킬수 있는데, 이런점에서 다른연료에 비해 매우 효과적인것 같다. 문제는 국내에서 핵연료를 제조할수 없는 것인데, 이러한 이유는 미국의 감시때문이다. 미국의 감시로 인하여 현재 국내에서는 핵연료의 주요소인 고농축
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우라늄을 해외에서 수입하고있는 실정이다. 이러한 이유만 아니라면 충분히 국내에서도 만들수가 있다.
국내에도 고농축우라늄이 충분히 있으며 핵 또는 핵연료를 만들수있는 기술은 충분히있다. 결국 문제는 미국이라고 생각한다. 핵문제 뿐만 아니라 다른 어떤것이던지 항상 미국이 개입해서 방해를 하는것이 문제라고 생각하는데 결국은 우리나라가 세계에서 손꼽힐만한 강대국이 되어야 하는데 이러한 일은 결코 실현될수 없다고 생각한다. 결국 우리나라는 어쩔수없이 핵연료를 해외에서 수입해야한다고 생각한다.
참고문헌
http://www.khnp.co.kr/(한국수력원자력)
http://www.atomic.or.kr/(원자력 지식 정보 관문국)
http://www.knef.or.kr/(원자력문화재단)
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키워드

핵연료,   핵연료보고서,   핵