핵연료 피복관 재료가 갖추어야 할 특성에 대해 설명하시오.

가압 경수로 핵연료 소결체 제조시 소결체 항목과 이들 검사 기준을 위반했을 때 핵연료 성능에 미칠 수 있는 영향을 설명하시오.

핵연료 제조에 사용되는 비파괴검사의 종류에 대해 설명하시오.

원자로 재료에서 나타나는 응력부식 균열(Stress Corrosion Cracking)에 대해 설명하시오.

우리나라 원자력법에서 정하고 있는 핵연료 물질의 정의와 사용허가를 요하지 않는 핵연료 물질의 양을 함께 기술하시오.

90 만 Kw 용량의 가압경수로 발전소의 경우 초기장전에 소요되는 핵연료가 4% 농축 우라늄으로 75 톤이 소요된다. 농축공장에서 초기장전에 소요되는 75 톤을 농축하는데 필요한 천연우라늄의 소요량을 계산하시오. (단, 단위는 kg, 천연우라늄은 0.71w/o, 폐기농도는 N.2w/o)

고속증식로 냉각재로 액체 Na 이 사용된다. 냉각재로서 Na 의 장점과 단점을 비교 설명하시오.

가압 경수로 핵연료 가공 공장에서 핵연료를 성형 가공하는데 4.2w/o의 농축 우라늄 800kg이 필요하다. 이 농축 우라늄을 기체 확산 공장에서 생산할 때 필요한 천연 우라늄의 양은 얼마인가 계산하시오. 단, 이 농축공장의 Feed Material 0.711w/o의 천연 우라늄이고 Waste(tail)은 0.2w/o로 가정하시오.

사용후 핵연료의 재활용시설(예, 재처리시설, 혼합핵연료 가공시설)을 건설 하고자 한다. 이때 일반적인 시설과 달리 특별히 고려하여야 할 사항을 설명하시오.

핵연료는 주기비용을 고려하여 점차 장주기, 고연소도 핵연료로 제작되는 추세이다. 아래 그림은 15 개월 주기를 갖는 핵연료의 “연소도”와 “전력 생산량당 비용”을 개략적으로 나타낸 것이다. ⅰ) 이 그림에 24 개월 주기를 갖는 핵연료의 연소도와 주기비용 곡선을 개략적으 로 나타내고 ⅱ) 왜 이러한 차이가 나는지를 자세히 설명하고(예, 우라늄 소요량, 농축비용…) - ⅲ) 장주기, 고연소 핵연료로 개발되는 이유를 설명ㅎ라.

핵연료 물질을 운반 시 해임계 안전을 확보하기 위하여 운반물을 제 1종, 제 2종 및 제 3종 핵분열성 운반물로 구분하고 있는데 그 차이가 무엇인지 설명하시오.

사용후 핵연료의 습식 재처리공정(PUREX)에 대하여 공정 단계별로 설명하시오.

핵연료 물질의 선정시의 필수 조건을 설명하고 우라늄 금속 핵연료와 이산화 우라늄 핵연료의 특성을 이 요구조건과 관련하여 특징을 비교하시오.

UON소결체가 가압 경수로에서 연소될때 나타나는 현상이다. 정상상태에서 핵연료 소결체 중심온도는 1500℃를 넘지 않는다. 질문에 답하시오. 가) 핵연료가 연소되기 시작하면 소결체 균열(Fracturation)이 발생한다. 왜 발생하는지 간략히 설명하시오. 나) 연소초기에 고밀화(densification)가 발생한다. 고밀화 발생기구에 대하여 기술하시오. 다) 연소가 진행될수록 소결체의 부피는 증가한다. 이 팽윤(swelling)기구에 대하여 설명하시오.

경수로 및 중수로 핵연료는 운전중에 고압의 냉각수에 의해 가압상태에 놓이게 된다. ⅰ) 아래 2 개의 핵연료 A, B 의 자료를 비교하여, 피복관에 걸리는 하중을 계산하 여 피복관이 소결체에 밀착접촉(collapsible) 하는지 여부를 결정하라. 냉각수 압력과 핵연료 내부 압력의 차이는 13MPa 이고, 밀착 접촉이 발생하는 피복 관의 응력은 200MPa 이다. (Thin Wall Cylinder 로 가정하여 계산하라) A B - 연료봉 외경 : 10mm - 연료봉 외경 : 10mm 연료봉 내경 : 9mm 연료봉 내경 : 9.5mm - 피복관 두께 : 0.5mm - 피복관 두께 : 0.25mm ⅱ) CANDU 핵연료는 원자로내에서 소결체와 피복관이 밀착접촉 (collapse상태에 있다. 이 경우 장점과 단점에 대하여 논의하라.

핵분열 기체 방출 모형으로 Booth 모형이 핵연료 거동을 간단히 분석할 때 주로 사용된다. Booth 모형을 간략히 설명하고, 이 모형의 한계점에 대하여 논의하라.

가압경수로 재연료 재변환 공정중 AUC(Ammonium Uranyl Carbonate) 공정을 핵연료 물질의 흐름과 함께 설명하시오.

가압경수로의 핵연료가 점차 고연소도 및 장주기로 운전되어, 최근에는 비정상 축방향 출력분포(AOA-Axial Offset Anormaly)가 발생하고 있다. 가) AOA 의 생성원인과 현상에 대하여 간략히 기술하시오. 나) AOA 의 방지방법에 대하여 논하시오.

레이저 농축방법에 대해 설명하시오.

이산화우라늄핵연료의 고밀화(Densification) 및 팽윤(Swelling)의 발생 원인 및 특성에 대하여 설명하고, 고밀화 및 팽윤에 의환 이산화 우라늄의 부피 변화를 열역학적으로 도시하시오.