트리튬 취급기술 개발 . 2 = Development of tritium handling technology

목차 (Table of Contents)

• 목차
• 제1장 연구개발과제의 개요(Introduction) = 27
• 제2장 국내외 기술개발 현황(State of the Arts) = 28
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과(Theoretical and Experimental) = 31
• 제1절 트리튬의 특성 및 취급기술 개요(Characteristics of Tritium) = 31
• 1. 트리튬의 특성 및 생성 = 31
• 가. 트리튬의 특성 = 31
• (1) 트리튬의 핵적 특성 = 31
• (2) 트리튬의 물리화학적 특성 = 31
• (3) 트리튬의 생물학적 특성 = 32
• 나. 트리튬의 생성 = 32
• (1) 천연계에서의 트리튬 생성 = 32
• (2) 원전에서의 트리튬 생성 = 32
• 2. 트리튬 처리 기술 = 33
• 가. 세계의 트리튬 분리현황 = 33
• (1) 프랑스 Grenoble 공장 = 33
• (2) 캐나다 Darlington 공장 = 33
• (3) 기타 = 34
• 나. 트리튬 분리기술 = 34
• (1) 트리튬 분리공정개요 = 35
• (2) 트리튬 이동을 위한 촉매공정 = 35
• (3) 트리튬 농축을 위한 초저온 증류 공정 = 35
• 다. 트리튬 저장, 용기 품질보증 및 처분 = 36
• (1) 품질보증 = 36
• (2) 트리튬 용기 관리 및 최종처분 = 36
• 제2절 트리튬 저장용기 시제품 제작, 성능 및 안전성(Storage of Hydrogen Isotopes) = 37
• 1. 트리튬 저장용기 시제품 설계요건 = 37
• 가. 저장용기 개요 = 37
• 나. 저장용기의 설계조건 = 37
• (1) 설계조건 = 37
• (2) 재질조건 = 37
• 다. 저장용기의 상세설계 = 38
• (1) 저장용기의 개요 = 38
• (2) 부품 사양 = 38
• 2. 트리튬 저장용기 시제품의 제작 검사 및 품질보증 = 38
• 가. 용기의 제작요건 = 38
• 나. 용기의 품질보증 = 39
• 3. 트리튬 저장용기 시제품의 저장 및 탈장 특성 실증 실험 = 41
• 가. 트리튬 저장체 활성화 저장실험 장치 = 41
• 나. 저장재의 수소동위원소 저장특성시험 = 43
• (1) 저장재 특성시험용 반응기 = 43
• (2) 티타늄 스펀지의 활성화 실험 = 44
• (3) 티타늄 스펀지의 수소 흡장 특성실험 = 49
• (가) 저장재의 종류 = 49
• (나) 진공도 변화 = 51
• (다) 입자크기 = 53
• (라) 초기압력변화 = 53
• (마) 수소 및 중수소의 흡장특성 비교 = 56
• (바) 헬륨 함량 = 58
• (사) 초기 수소 저장량의 변화 = 60
• (아) 수소의 탈장특성실험 = 62
• (자) 티타늄 스펀지의 미분진 생성 = 62
• 다. 저장용기의 회분식 흡장성능 확인 실증실험 = 64
• (1) 시험용 저장용기의 수소저장실험 = 64
• (가) 시험용 저장용기의 활성화 = 64
• (나) 시험용 저장용기의 회분식 수소저장 반응실험 = 65
• (다) 11회 이후의 회분식 수소저장실험 = 69
• (2) 저장용기 시제품의 수소저장실험 = 73
• (가) 저장용기 시제품의 회분식 수소저장 특성 = 73
• (나) 저장용기 시제품의 수소저장용량 확인 실험 = 75
• 4. 저장 용기의 재료 평가, 수소화물의 발화 안전성 및 붕괴열 실험 = 77
• 가. 저장 용기의 재료 평가 = 77
• (1) 내화학성 시험 = 77
• (2) 기계적 강도 = 80
• (3) 내충격성 시험 = 82
• (4) 내화내열성 시험 = 84
• 나. 수소화물의 발화 안전성 실험 = 86
• (1) 수소화물 Ti의 발화점 안전성 실험 = 86
• (가) 수소화물의 발화 실험(600~650℃ 기준) = 88
• (나) 미분진 수소화물의 발화온도 실험 및 공기중 자연 발화성 = 90
• 다. 트리튬 붕괴열에 따르는 온도 구배 확인(17W, 62℃기준) = 90
• (1) 트리튬 붕괴열 계산 = 91
• (2) 실험 장치 = 92
• (3) 실험 결과 = 94
• 5. 저장용기 벽 확산 평가 및 수소화물의 수중 안전성 = 96
• 가. 저장용기 벽의 트리튬 확산평가 = 96
• (1) 용기재료 내 수소동위원소 및 헬륨의 확산거동 = 96
• (2) 트리튬 기체 폐기물 저장용기 개요 = 96
• (3) 수소 동위원소 확산 방정식 = 97
• (가) 기본 유한 차분식 유도 = 97
• (나) 헬륨거동 = 100
• (다) 저장용기 내 트리튬 인벤토리 및 헬륨 발생 = 100
• (라) 저장용기 외부로의 트리튬 유출 = 101
• (4) 티타늄-수소 평형 = 102
• (5) 저장용기 재료 내 수소동위원소 및 헬륨 거동 = 103
• (가) 수소동위원소 및 헬륨의 상온 장기 확산거동 = 103
• (나) 트리튬 인벤토리 예측 = 106
• (다) 고온 화재조건에서 트리튬 확산 평가 = 106
• (6) 저장용기의 헬륨 유출 건전상 = 111
• (가) 용기재료에서의 헬륨거동 = 111
• (나) 저장용기 재료 건전성에 미치는 헬륨의 영향 = 112
• 나. 트리튬 저장재의 수중 안전성 시험 = 114
• (1) 티타늄 트리타이드의 수중 안정성 = 114
• (2) 티타늄 중수소화물의 수중 안정성 시험 = 115
• 6. 월성원전 TRF 연계 및 저장용기 수요량 예측 = 118
• 가. 월성원전 TRF 연계자료 분석 = 118
• (1) 월성원전 TRF 개요 = 118
• (2) 삼중수소 취급 및 저장계통에 대한 분석 = 120
• (가) 개요 = 120
• (나) 기능 = 120
• (다) 구성기기 = 120
• (라) 진공배기 = 121
• (마) 운전 = 121
• (바) 수소동위원소 분석 = 121
• (사) 저장용기 = 123
• (아) 예비 활성화 단계 = 123
• (자) 우라늄 세정용기 = 123
• (3) 월성원전 TRF 설계요건 = 124
• (가) 설계 기준 = 124
• (나) 코드, 표준 및 규제요건 = 125
• 나. 삼중수소 저장용기 수요량 예측 = 128
• (1) 월성원전 TRF 운전에 따른 삼중수소 농도변화 모델링 = 128
• (가) 가정 = 128
• (나) 월성원전 TRF 가동 후 계통내 삼중수소 농도 = 128
• (다) 운전방식Ⅰ = 132
• (라) 운전방식Ⅱ = 133
• (2) 삼중수소 농도 지배 방정식 = 136
• (3) 월성원전 TRF 운전 시나리오 = 137
• (4) 삼중수소 농도, 제거량 및 저장용기 수요량 계산 = 142
• (가) 모델식 = 142
• (나) 전산모사 가정 = 142
• (5) 삼중수소 농도, 제거량 및 저장용기 수요량 예측 = 143
• (가) 삼중수소 농도 변화 = 143
• (나) 월간 삼중수소 제거량 = 145
• (다) 연간 삼중수소 제거량 = 147
• (라) 삼중수소 저장용기 수요량 = 147
• 7. 저장 시스템 안전 및 가상사고 시 환경영향분석 = 170
• 가. 삼중수소 저장용기의 안전관련 제한요건 분석 = 170
• (1) 저장용기의 안전성 관련 기본 고려 함목 = 170
• (2) Ti 저장재의 안전관련 특성 = 170
• (3) U 저장재의 안전관련 특성 = 171
• (4) 저장용기 관련 국내외 규정 = 171
• (가) 국내 관련 규정 = 171
• (나) 외국기관의 관련규정 = 174
• 나. 방사선 및 열 해석코드를 이용한 삼중수소 저장용기의 해석결과 도출 = 176
• (1) 방사선 차폐 해석 = 176
• (가) 방사선 차폐 해석 결과 = 177
• (2) 열 해석 = 181
• (가) HEATING 7 코드 = 181
• (나) 삼중수소 저장용기 적용 결과 = 182
• 다. 삼중수소 저장 시스템 관련사고 시나리오 분석 = 191
• (1) 서론 = 191
• (2) 방사선 원 = 191
• (3) 방사선 방호 설계 형태 = 192
• (가) 구역설정 = 193
• (나) 환기 = 193
• (다) 공기세정계통 = 194
• (4) 선량평가 = 194
• (5) 방사선 감시 = 195
• (6) 가상사고 시나리오 분석 = 195
• (가) 가상사고 안전성 분석 목표 = 195
• (나) 안전성분석 방법론 = 196
• (다) 위험의 확인 = 197
• (라) 계산 방법 = 203
• (마) 가상사고시 시나리오에 따른 선원 및 방출항(지하층 저장용기 제외) = 204
• (바) 가상사고시 시나리오에 따른 선원 및 방출항(지하층 저장용기 포함) = 206
• 라. 삼중수소 저장시스템 가상사고시 환경영향분석 = 209
• (1) 가상사고(지하층 저장용기 제외)에 따른 개인 선량 추정치 = 209
• (2) 가상사고에 따른 환경영향평가(지하층 저장용기 제외) = 210
• (3) 가상사고(지하층 저장용기 포함)에 따른 개인 선량 추정치 = 211
• (4) 가상사고에 따른 환경영향평가(지하층 저장용기 포함) = 214
• 제3절 특정기술주제보고서 작성(Topical Report and Safety Analysis) = 218
• 1. 트리튬 운반용기 안전성분석보고서 = 218
• 가. 운반용기의 개요 = 218
• (1) 운반용기의 개요 및 제원 = 218
• (2) 운반용기의 운영에 관한 개요 = 220
• (3) 방사성내용물의 개요 = 221
• 나. 법적 적용기준 = 224
• 다. 구조평가 = 226
• (1) 검토 및 결과 = 226
• (2) 구조설계 = 226
• (3) 중량 및 무게중심 = 237
• (4) 재료의 기계적 특성 및 화학적 특성 = 237
• (5) 운반용기의 일반요건 = 240
• (6) 하중 및 외압 적용요건 = 250
• (7) 정상운반조건에 대한 구조평가 = 253
• (8) 운반사고조건에 대한 구조평가 = 257
• 라. 열 평가 = 264
• (1) 검토 및 결과 = 264
• (2) 재료의 열적 특성 = 265
• (3) 부품의 기술사양 = 266
• (4) 정상운반조건에 대한 열 평가 = 267
• (5) 운반사고조건에 대한 열 평가 = 275
• 마. 격납평가 = 276
• (1) 검토 및 결과 = 276
• (2) 격납경계 = 277
• (3) 정상운반조건에 대한 격납평가 = 279
• (4) 운반사고조건에 대한 격납평가 = 282
• 바. 방사선차폐평가 = 283
• (1) 검토 및 결과 = 283
• (2) 선원사양 = 283
• (3) 계산모델 = 284
• (4) 방사선차폐평가 = 285
• 사. 핵임계평가 = 286
• 아. 운반용기의 조작 및 운영절차 = 286
• (1) 트리튬 1차 저장용기 인수 및 검사 = 286
• (2) 트리튬 1차 저장용기의 포장 및 밀봉 = 288
• (3) 트리튬 운반용기의 운송절차 = 290
• (4) 트리튬 1차 저장용기의 개봉절차 = 292
• 자. 운반용기의 유지·보수 절차 및 성능검사절차 = 293
• 2. 트리튬 운반용기 제작 보고서 = 294
• 가. 운반용기 제작 시방서 = 294
• 나. 운반용기 제작도면 = 299
• 다. 운반용기 제작 절차서 = 307
• 라. 운반용기 수압시험 절차서 = 314
• 마. 운반용기 제작공정 사진 = 316
• 3. 트리튬 운반용기 성능시험 계획서 = 321
• 가. 시험방법 = 321
• (1) 기술 기준 = 321
• (2) 운반사고조건 시험방법 = 321
• 나. 시험기준 = 323
• (1) 관련법규 = 323
• (2) 시험기준 = 323
• (3) 평가기준 = 324
• 다. 시험물 사양 및 시험물 제작 = 327
• (1) 시험물 사양 = 327
• (2) 시험물 제작 = 329
• 라. 시험시설 및 시험기기 = 329
• (1) 시험시설 = 329
• (2) 시험항목 및 장비 = 330
• 마. 시험자료 평가방법 = 330
• (1) 낙하시험Ⅰ = 330
• (2) 낙하시험Ⅱ = 330
• (3) 열 시험 = 331
• 바. 시험물 제작계획 = 331
• 사. 시험일정 = 331
• 아. 절차서 = 331
• (1) 가스누출시험 절차서 = 331
• (2) 낙하시험Ⅰ 절차서 = 333
• (3) 낙하시험Ⅱ 절차서 = 334
• (4) 열 시험 절차서 = 335
• 자. 첨부 양식 = 337
• 4. 성능시험 결과보고서 = 342
• 가. KT500B 성능시험 = 342
• (1) 시험 전 누설평가 = 343
• (2) 1차 9m 수직 낙하시험 = 343
• (3) 2차 9m 수평 낙하시험 = 344
• (4) 3차 1m 수평 봉 위 낙하시험 = 345
• (5) 시험 후 누설평가 = 346
• 나. KT500A 성능시험 = 347
• (1) 시험 전 누설평가 = 347
• (2) 1차 9m 경사 낙하시험 = 348
• (3) 2차 1m 수평 봉 위 낙하시험 = 349
• (4) 3차 800도 열 시험 = 350
• (5) 시험 후 누설평가 = 352
• 다. 성능시험 결과 = 353
• 라. 성능시험 관련 사진 = 354
• 5. 트리튬 운반용기 유지 및 보수 = 360
• 가. 목적 = 360
• 나. 적용 범위 = 360
• 다. 참조문서 = 360
• 라. 책임 및 업무절차 = 360
• (1) 책임사항 = 360
• (2) 업무절차 = 361
• 마. 품질보증기록 = 364
• 바. 첨부 양식 = 364
• 제4절 트리튬 취급시스템 기술(Handling of Hydrogen Isotopes) = 367
• 1. 트리튬 취급 시스템 = 367
• 가. 트리튬 취급시스템의 설계 및 제작 = 367
• 나. 트리튬 취급 rig = 368
• 다. Glove box의 건전성 시험 = 370
• 라. Ar 정화장치 = 371
• (1) Ar 정화장치의 운전 및 재생 = 371
• (2) 정화장치의 성능 측정용 분석 장치 = 373
• 2. 기체 크로마토그래피 분석에 의한 수소동위원소／헬륨 분석 = 375
• 가. 티타늄 수소화물의 수소동위원소 분석 = 375
• 나. 수소동위원소 분석시험 및 조성 평형 = 376
• 다. 헬륨(He), 수소(H₂) 및 중수소(D₂) 혼합시료 분리특성 = 377
• 라. 수소동위원소 크로마토그래피 분석시험 절차서 = 380
• (1) 고정상 칼럼 준비 및 연결 = 380
• (2) 수소동위원소 분석을 위한 표준곡선 마련 = 380
• 제5절 결론(Conclusion) = 382
• 제4장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도(Achievements and Industrial Contribution) = 384
• 제5장 연구개발결과의 활용 계획(Proposal for Application) = 385
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보(References) = 386
• 서지 정보