상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 사용후핵연료봉의 피복관 내경과, 내장된 펠렛의 외경이 이루는 갭을 측정하는 방법은;원자로에 장전되지 않은 신연료봉 피복관의 소성변형이 시작되는 하중값을 모의실험 또는 공표된 자료에 의하여 숙지한 후 신연료봉의 소성변형이 시작되는 하중값보다 낮은 하중이 사용후핵연료봉에 닿아 작용할 수 있도록 양로드유압실린더에 유압을 가하여 하중을 설정하는 단계와,이후 수평으로 놓여진 측정될 사용후핵연료봉에 대하여 직경방향으로 가해지는 하중을 양로드유압실린더에 공급되는 유압을 조절하여 조금씩 단계적으로 높여 가중시켜 연료봉피복관의 직경방향 압축변위는 거의 증가하지 않고 하중만이 급격하게 상승되는 지점에서 핵연료봉 피복관에 대한 압축변위의 변위값을 측정하는 단계를 거쳐 사용후핵연료봉의 갭을 측정하는 방법이다.상기 핵연료봉 피복관에 조금씩 단계적으로 하중을 가중시키는 방법은 노브로 유압을 조절하는 유압식 유압전자비례압력밸브를 사용하여 양로드유압실린더에 공급되는 유압을 조금씩 단계적으로 상승 조절함으로써 피복관에 가해지는 하중을 조절하면 된다.상기와 같은 방법을 위한 본 발명의 장치 구성은;안내판(6)이 상하 이동시 안내역할을 하는 안내봉(4)에 의해 지지되는 상부고정판(2) 및 하부고정판(11)과,상기 상부고정판(2)위에 설치된 스텝핑모터(1) 및 이와 연동하는 리이드스크류(3)의 정역회전을 전달받아, 조립된 전기마이크로메터 프로브(5), 양로드형유압실린더(7),도끼형누름쇠(8)와 함께 상하로 이동되는 안내판(6)과,안내판(6) 하부에 설치되어 상부측 유압실린더로드(7-1)상부 중앙에 유압실린더로드의 이동거리를 측정할 수 있는 전기마이크로메터 프로브(5)를 접촉하도록 설치하고, 하부측 유압실린더로드(7-2)하단 중앙에는 핵연료봉 피복관에 하중을 가할 수 있는 도끼형누름쇠(8)가 설치된 양로드형유압실린더(7)와,상기 양로드형유압실린더의 로드를 상승 및 하강시킬 수 있는 유압방향전환 밸브(15), 노브(knob) 조절에 의해 양로드형유압실린더에 공급되는 유압을 조절하는 유압전자비례압력밸브(16)와, 유압장치의 과부하를 방지하여 안전밸브 역할을 하는 릴리프밸브(17)와, 오일을 이송하는 유압펌프(18), 오일내의 이물질을 여과하는 필터(19) 및 오일을 저장하는 기름탱크(20)가 순차적으로 연결되어 구성된 원격 유압장치와,상기 하부고정판(11) 상부 중앙에는 도끼형누름쇠(8)에서 가한 하중이 핵 연료봉(9)에 전달되어 측정되어질 수 있도록 로드셀(10)을 설치하고 변위-하중 측정데이터는 전기마이크로메터콘트롤러(13)와 로드셀 콘트롤러(12)를 경유 컴퓨터(14)에 전달되도록 구성한 것을 특징으로 한다.상기에서 상부측 유압실린더로드(7-1)상부 중앙에 유압실린더로드의 이동거리를 측정할 수 있는 전기마이크로메터 프로브(5)를 접촉하도록 설치시 통상적인 고정구 역할을 하는 전기마이크로메터 프로브고정구(5-1)를 사용하여 설치한다.이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.먼저 본 발명 측정장치의 구성을 나타낸 도 2에 의하여 그 상세한 장치구성을 설명하면 다음과 같다.본 발명 사용후핵연료봉의 갭 측정장치의 구성은 상부에는 상부고정판(2), 하부에는 하부고정판(11)이 조립되고, 상부 고정판(2)과 하부고정판(11)을 지지하며 안내판(6)을 상하로 이동하는데, 안내 역할을 하는 안내봉(4)으로 프레임을 형성한다.상기 상부고정판(2) 위에 안착된 스텝핑 모터(1)는 리이드스크류(3)를 정.역회전시켜 안내판(6)을 상하로 이동시키는 역활을 한다. 여기서 안내판(6)이 상하로 이동하면 안내판에 같이 조립된 전기마이크로메터프로브(5), 양로드형유압실린더(7), 도끼형누름쇠(8)가 함께 상하로 이동하게 된다.상기 안내판(6) 하부에 양로드형유압실린더(7)를 설치하고 상부측 유압실린더로드(7-1) 상부 중앙에는 유압실린더로드의 이동거리를 측정할 수 있는 전기마이크로메터프로브(5)가 접촉되도록 안내판(6)상단 중앙 전기마이크로메터 프로브 고정구(5-1)에 조립된다.상기 전기마이크로메터 프로브(5)는 전기 마이크로메터 콘트롤러(13)를 경유 컴퓨터(14)에 연결되어 있다.그리고 하부측 유압실린더로드(7-2)에는 핵연료봉 피복관에 하중을 가할 수 있는 도끼형 누름쇠(8)가 설치되어 있다.유압장치는 유압실린더로드를 상승 및 하강시킬 수 있는 유압방향전환 밸브(15), 노브(knob)로 유압실린더의 압력을 가변저항같이 단계적으로 조절할 수 있는 유압전자비례압력밸브(16), 릴리프밸브(17), 유압펌프(18), 필터(19) 및 기름탱크(20)로 구성된다.상기 하부고정판(11) 상부 중앙에는 도끼형누름쇠(8)에 의해서 가한 하중이 핵연료봉(9)에 전달되어 측정되어질 수 있도록 로드셀(10)을 설치하였다.또한 장치의 좌측에는 약 4 m 길이의 핵연료봉이 수평상태로 놓일 수 있도록 높이를 조절할 수 있는 높이 조절용 브이블록(21)이 설치되어 구성된다.상기 양로드형유압실린더는 피스톤 양쪽에 로드가 있는 형태이며, 양쪽로드와 피스톤은 일체형으로 되어있다.상기 내용을 보다 자세히 설명하겠다.다른 외국장치들은 핵연료피복관에 하중을 가하는 형태가 나사형식(screw type)으로 시험자가 원격조종기로 장치의 레버나 핸들을 돌려서 수행하므로 경험이나 숙련에 의존하게 된다.하지만 본 발명 장치에서는 유압장치의 유압전자비례압력밸브(16)를 사용함으로써 일정한 압력 즉 하중을 가할 수 있다.또한 한 위치에서 갭 측정실험을 완료하고 다른 위치를 실험할 때 나사형식처럼 시험자의 경험이나 숙련이 아닌 기 설정된 일정한 압력(하중)을 반복하여 측정 할 수 있다.또한 유압장치의 일반 압력제어밸브는 압력을 조절할 때 공구(스패너 또는 몽키스패너)를 이용하여 조절기를 조절하지만 유압전자비례압력밸브(16)는 라디오 볼륨처럼 압력을 노브(Knob)로써 간단히 조절할 수 있다.유압장치의 가동은 유압펌프(18)를 가동할 때 기름탱크(20)에 있는 오일이 필터(19)를 통과하며서 이물질을 여과시키고, 유압펌프(18)에서 토출되는 오일은 릴리프밸브(17), 유압전자비례압력밸브(16) 및 유압방향전환밸브(15)를 통과하여 양로드형유압실린더(7)에 들어간다.상기 릴리프밸브(17)는 안전밸브의 역할로써 유압회로내의 최고압력을 제한하여 유압장치의 과부하를 방지하는 역할을 하며, 사용자가 압력을 조절하여 사용할 수 있는 밸브로써 일반적인 공장에서 최고사용압력이 설정된 안전밸브와는 구별된다.그리고 상기 유압전자비례압력밸브(16)는 릴리프밸브(17)에서 통과한 압력을 조절하여 사용할 수 있는 밸브이며, 압력제어는 노브(Knob)로써 라디오 볼륨처럼 간단히 조절하므로 일반 압력제어밸브보다 용이하다.상기 유압장치의 압력은 펌프에서 토출되는 압력을 1차로 릴리프밸브(17)에서 제한하여 안전장치 역할을 확고, 2차로는 사용자가 원하는 압력을 사용할 수 있도록 유압전자비례압력밸브(16)를 사용하여 조절되며, 조절된 압력(유압)이 양로드형 유압실린더(7)에 도달하여 최종적으로 측정에 사용되는 압력이다.그리고 일반적으로 압력계는 유압회로내에 표시하지 않아 본 발명의 도면에서도 도시되지 않았으나, 본 발명장치에서 압력계는 유압전자비례압력밸브(16)와 유압방향전환밸브(15)사이에 설치된다.여기서 유압방형전환밸브(15)는 유압회로의 방향을 바꾸어 유압실린더로드(일체형 :7-1,7-2)를 상승 및 하강시키는 역할을 한다.핵연료봉의 갭측정 원리의 예를 다음과 같이 상세히 설명할 수 있다.핵연료봉 피복관은 원형튜브이고, 펠렛은 원형튜브의 내경보다 지름이 약간 작은 환봉이라 가정하고, 원형튜브속에 환봉을 넣었을 때 튜브의 내경과 환봉의 외경의 지름차이가 존재한다.이 지름의 차이를 갭라고 할 때, 비방사능구역에서 튜브와 환봉의 갭측정은 칫수 측정으로 간단하지만, 사용후핵연료봉은 사람이 쉽게 취급하기 어려울 뿐만 아니라 피복관과 펠렛을 분리하기가 어렵다. 그래서 핵연료봉 파괴로 인한 방사성폐기물발생을 최소화하기 위해서 비파괴적으로 실험을 수행하는 것이 이상적이다.그러므로 다음과 같은 방법으로 실험을 수행하게 된다.먼저 원형튜브(핵연료봉의 피복관)속에 환봉(펠렛)을 넣은 상태에서 이 것을 로드셀(load cell) 위에 올려놓고 어떤 누름쇠로 직경방향으로 하중을 가했을 때 원형튜브단면은 타원형 또는 다른 형태로 변형되면서 원형튜브내경과 환봉의 외경이 서로 닿게 된다.이때의 누름쇠가 위에서 아래로 이동한 거리 즉 원형튜브가 압축된 거리를 갭이라고 한다.이 원형튜브에 가하는 하중의 크기는 재질마다 다르겠지만 소성변형이 시작되는 점을 찾는 것이 가장 중요한 요소이다.그 이유는 하중의 크기가 작으면 원형튜브내경(피복관 내경)과 환봉(펠렛)의 외경이 서로 닿지 않을 수도 있고, 반대로 하중이 너무 크면 원형튜브가 완전히 변형되어 움푹 패일 수도 있다.이런 경우 움푹 패인 길이만큼 갭의 측정오차가 발생할 수 있으며, 실제 핵연료봉은 손상이 되어 핵연료봉 저장에 지장을 초래할 수도 있다.또한 핵연료봉의 갭을 측정할 때는 피복관과 펠렛의 단면을 볼 수 없기 때문에 연료봉의 손상을 최소화하기 위해서 소성변형이 시작되는 하중을 찾는 것이 중요하다.본 발명 장치의 측정원리는 유압장치로 하중을 단계적으로 증가시켜 연료봉 피복관에 가할 때 어느 시점에서 핵연료봉 피복관 내경이 펠렛의 외경에 닿게 되는데, 이때 변위(피복관 직경방향에서의 변형량 또는 유압실린더로드의 하강거리)는 거의 증가하지 않고 로드셀에 하중만 증가하는 형태로 나타나게 되며 유압실린더로드가 하강한 거리를 전기마이크로메터가 측정한 값을 연료봉의 갭으로 한다.즉 핵연료봉의 갭은 수십 미크론에서 수백미크론 이내이므로 하중을 가할 때 연료봉피복관의 직경방향 변형량(갭)은 탄성한계범위이내이지만 피복관내경과 펠렛의 외경이 닿은 상태에서 더 큰 하중이 계속 가해지면 소성변형이 일어난다.소성변형이 많이 일어나면 피복관이 패인 거리만큼 갭의 크기가 증가하고 하중은 급격히 증가하게 된다. 따라서 연료봉 피복관의 손상을 최소화하고 측정 실험의 최적화을 위해서 유압실린더에 가하는 하중은 소성변형이 시작되는 점보다 약간 큰 하중이 가장 이상적이라 할 수 있다. 그 이유는 핵연료봉의 피복관 손상을 최소화하면서 하중의 급격한 상승이 시작되는 지점의 값을 얻기 위함이다.다음은 핵연료봉 피복관의 소성변형이 시작되는 점(하중이 급격히 상승하는 지점의 값이 시작되는 점)을 찾는 방법으로 두 가지 방법이 있다. 원자로에 장전되지 않은 신연료봉(fresh fuel rod)피복관의 기계적성질(강도, 경도 등)은 거의 균일하겠지만, 사용후핵연료봉(irradiated fuel rod) 피복관은 원자로의 운전조건에 따라 온도 및 압력이 변화하기 때문에 기계적 성질이 각각 다르게 나타난다. 따라서 실험방법을 편리하게 하고 소요시간을 단축하기 위해서 소성변형이 일어나는 점을 찾는 것이 필요하다.첫째, 미조사된 핵연료봉 피복관의 직경방향 압축강도(또는 하중)시험을 비방사능구역에서 수행하거나, 기존의 자료를 이용하여 압축강도값(하중)보다 약간 작은값의 하중으로 수행한 후 하중의 급격한 상승값이 나타날 때까지 하중을 증가시켜 실제 사용후핵연료봉 갭측정 실험을 수행할 때 이 값을 적용하는 것이다.둘째, 실제 사용후핵연료봉에 처음부터 핵연료봉 피복관에 가하는 하중을 최소로 한 후 단계적으로 증가시켜서 하중이 급격히 변화하는 상승점(소성변형이 시작되는점)을 찾는 방법이다.둘째 방법은 첫번째 방법보다 반복횟수가 많아 시간이 많이 소요되지만 모의실험을 수행하지 않고 직접 사용후핵연료 피복관의 갭측정을 바로 수행할 수 있는 장점이 있다.도 1a는 갭 측정과정에서 사용후핵연료 피복관 단면이 변형되는 원리중 하중이 가해지기 전 상태의 연료봉 단면을 나타낸 상태도, 도 1b는 갭 측정과정에서 사용후핵연료 피복관 단면이 변형되는 원리중 하중이 가해진 상태의 연료봉 단면을 나타낸 상태도이다.도 1c에서는 사용후핵연료봉에 갭측정에 대한 몇가지 사례를 그래프로 나타낸 것인데,도 1c의 (a)그래프는 하중이 피복관의 탄성한계범위 내에 연료봉의 갭과 비례하여 증가하였지만 하중이 급격히 상승하는 지점의 상승점 값이 나타나지 않았기 때문에 피복관의 내경과 펠렛의 외경이 서로 닿지 않은 상태이므로 실험이 적절히 수행되지 않아 하중이 급격히 상승하는 지점의 값을 얻을 때까지 하중을 증가시켜야 한다.도 1c의 (b) 그래프에서는 초기에 하중의 크기는 변화하지 않고 갭의 크기가 변화하면서 어느 시점에서부터는 하중과 갭이 비례하여 증가하다가 하중이 급격히 상승하는 것을 나타난 형태이다. 이것은 초기에 누름쇠가 피복관에 닿지 않아 유압실린더로드가 하강할 때 로드셀에 하중은 측정되지 않고, 유압실린더로드가 하강한 거리만큼 유압실린더 상부로드에 접촉되어 있는 전기마이크로메터에서 유압실린더로드가 이동한 거리를 측정한 결과이다.하중과 갭이 비례하여 증가된 부분은 유압실린더하부로드에 부착된 누름쇠가 피복관에 닿아 로드셀에 하중이 측정되었으며, 하중과 변위가 비례하여 증가되면서 하중이 급격히 상승하는 지점의 값을 나타났으므로 실험은 정상적으로 수행된 상태이다. 여기서 연료봉의 갭은 누름쇠가 피복관에 닿은 지점부터 하중이 급격한 상승을 나타나는 지점의 값이 나타난 지점까지의 거리이다.도 1c의 (c) 그래프에서는 초기에서부터 하중과 갭이 비례하여 증가하다가 변위는 거의 증가하지 않고 하중의 급격한 상승을 나타낸다. 이것은 누름쇠가 핵연료봉의 피복관의 외경에 닿은 조건에서 하중이 가해지면서 피복관이 변형(압축)되어 피복관 내경과 펠렛의 외경이 서로 닿아 유압실린더로드, 즉 누름쇠는 거의 하강하지 않고 하중만 증가한 것을 나타내며 가장 적합한 실험조건이라 할 수 있다.실제 사용후핵연료봉 피복관에 대한 소성변형값은 원자로 운전조건(온도, 압력, 연소주기) 때문에 기계적성질(압축강도, 인장강도 등)이 각각 다르므로 피복관의 소성변형값(연료봉 피복관에 직경방향으로 하중을 가했을 때 변위는 거의 증가하지 않고 하중만 급격이 증가하는 하중값)보다 낮게 설정하고 실험을 수행해야만 연료봉의 파손을 최소화하고 정밀한 실험을 수행할 수 있다.만약 피복관의 소성변형값 보다 큰하중으로 실험을 수행할 경우 연료봉의 파손 또는 실험을 실패할 우려가 크다.그러므로 유압장치의 압력, 즉 측정 대상체에 가해지는 하중을 조금씩 단계적으로 상승시켜 소성변형이 시작되는 하중값에 다다를 때까지 무리한 하중이 가하지 말하야 한다.본 발명장치에서 유압장치의 유압은 힘, 즉 누르는 힘인 하중으로 변환시킬 수 있다.예를 들어서 예비측정에서 얻은 신연료봉 피복관에 대한 소성변형이 시작되는 하중값이 20kg이고, 유압장치의 실린더의 내경단면적이 10㎠이라고 가정할 때 하중값은 유압실린더 내경단면적에 압력의 곱이므로 환산하면 유압은 2kg/㎠가 된다.실제 측정에서는 사용후핵연료봉에 대한 소성병형값을 알지 못하므로 신연료봉에 대한 소성변형이 시작되는 하중값이 20kg이라면 이보다 약 10%정도 낮게 설정하고(이때의 유압실린더의 하중과 압력은 각각 18kg과 1.8kg.㎠) 실험을 수행했을 때 하중과 변위(피폭관이 압축된 미소거리)관계에서 피복관의 변위(갭)는 거의 증가하지 않고 하중값만이 급격히 증가하는 형태가 나올 때 까지 약 2∼5 % 정도의 하중을 조금씩 단계적으로 상승시켜 측정을 계속 수행하여 연료봉의 갭을 측정한다.여기서 핵연료봉의 갭(변위)은 양로드형유압실린더가 미소하게 이동한 거리, 즉 핵연료봉 피복관을 압축한 거리를 전기마이크로메터로 측정한다.이하 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.(실시예)1) 실험하고자 하는 원자로에 장전되지 않은 신연료봉(fresh fuel rod) 피복관속에 펠렛과 지름이 같은 환봉을 넣고 모의실험을 수행하여 연료봉 피복관에 직경방향으로 어느 정도의 하중이 가해질 때 하중의 급격한 상승이 나타나는 지점의 값이 얼마인가를 파악한다.또는 공표된 핵연료봉 피복관의 직경방향 압축강도 숙지한 후 계산에 의해서 가하는 하중이 얼마인가를 결정하여 실험조건을 수립한다. 이것은 사용후핵연료봉 피복관의 소성변형이 시작되는 하중의 급격한 상승이 나타나는 지점의 값을 대략적으로 숙지하여 압력조절단계와 실험소요시간을 단축시키기 위함이다.2) 유압장치를 가동하여 신연료봉 피복관의 하중이 급격히 상승하는 지점의 값보다 약 10% 적게 도끼형누름쇠(8)에 하중이 작용할 수 있도록 유압전자비례압력밸브(16)의 노브(knob)로 유압시스템의 압력을 설정한다.3) 사용후연료봉(9)을 높이조절용 브이블록(21)을 이용하여 로드셀(10) 위에 수평으로 올려놓고 로드셀의 읽음값을 "0" 이 되도록 한다.4) 스텝핑모터(1)를 가동시켜 안내판(6)을 하강 시켜 도끼형누름쇠(8) 끝이 연료봉(9) 상부에 닿도록 한다. 도끼형누름쇠(8)가 연료봉(9) 상부 끝에 닿은 점이 장치의 기준점이며, 이때 전기 마이크로메터프로브(5)는 작동되지 않는다.5) 안내판(6)이 핵연료봉(9) 상부 끝 위치보다 너무 하강하여 도끼형누름쇠(8)가 사용후핵연료봉(9)에 하중이 가해지지 않아야 한다. 이것은 로드셀(10)의 읽음값으로 판단하며 하중이 가해진 때는 스템핑모터(1)를 역회전시켜 로드셀(10)의 읽음값이 "0"가 될 때까지 상승시킨다.6) 실험준비가 완료되면 유압장치의 방향전환밸브(15)를 열어 상, 하부측 유압실린더로드(7-1, 7-2)가 하강하도록 한다. 이 때 로드셀(10)에서는 하중이, 전기마이크로메터 프로브(5)에서는 변위량이 측정되며, 변위량 변화에 따른 하중값이 컴퓨터(14)에 그래프로 그려진다.7) 컴퓨터(14)에 나타난 그래프를 판독한다. 만약 하중이 급격히 상승하는 지점이 나타나지 않으면 유압방향전환밸브(15)를 닫아 실린더 로드를 상승시키며 유압전자비례압력밸브(16)의 노브(knob)를 조절하여 핵연료봉에 가해지는 압력(하중)이 약 2 ∼ 5% 정도 증가되도록 설정하고 도끼형누름쇠(8)를 하강시키며 핵연료봉피복관변위(갭)은 거의 증가하지 않고 하중만이 급격히 상승하는 지점의 값이 나타날 때까지 유압(하중)을 증가시켜 실시예 "6)"을 반복한다, 사용후핵연료봉(9)의 갭은 하중이 급격히 상승하는 지점의 값이 나타날 때의 변위값(도1c의 (c)에서 하중이 급격히 상승하는 지점까지 거리)이다.8) 다른 위치의 갭을 측정할 때는 스텝핑모터(1)를 2∼3회 역회전시켜 안내판(6), 즉 도끼형누름쇠(8)을 상승시키고, 핫셀의 원격조종기(manipulator)를 사용하여 사용후핵연료봉(9)을 왼쪽 또는 오른쪽으로 위치를 이동시켜가면서 실시예 "4 에서 7"을 반복한다.본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.