KR101616403B1 - 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판 - Google Patents

보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판 Download PDF

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Abstract

보론카바이드 입자층이 다중 코팅 기술로 코팅이 이루어짐으로써, 장 시간이 경과하더라도 보론카바이드 입자층이 다량의 중성자와 지속적으로 흡수하고 반응하는 것을 최소화할 수 있으므로 변경, 경화, 균열 등의 발생을 최소화할 수 있으므로, 교체 주기가 증가되어 수명을 연장시킬 수 있는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판은 보론카바이드 다중 코팅막; 및 상기 보론카바이드 다중 코팅막을 밀폐시키기 위해, 상기 보론카바이드 다중 코팅막을 밀봉하는 알루미늄 합금층을 포함하는 중성자 흡수판으로서, 상기 보론카바이드 다중 코팅막은, 내부 중앙에 배치되며, 구 형상을 갖는 보론카바이드 입자층; 상기 보론카바이드 입자층의 외측을 감싸도록 코팅된 버퍼층; 상기 버퍼층의 외측을 감싸도록 코팅된 제1 열분해 탄소층; 상기 제1 열분해 탄소층의 외측을 감싸도록 코팅된 기체 확산 방지층; 및 상기 기체 확산 방지층의 외측을 감싸도록 코팅된 제2 열분해 탄소층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판{NUTRON ABSORPTION PLATE WITH BORON-CARBIDE MULTI-COATED LAYER}
본 발명은 중성자 흡수판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중성자 조사에 의한 특성 저하현상을 저감시킬 수 있는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판에 관한 것이다.
핵연료의 사용 후, 이의 수송 및 저장을 위해 중성자 흡수판이 널리 사용되고 있다. 이러한 중성자 흡수판의 두께는 대략 4 ~ 5mm이고, 흡수체로는 보론카바이드(B4C)가 입자형태로 중심에 위치한다. 보론카바이드(B4C) 입자층은 약 4 mm 정도이며, 그 외부에는 대략 0.3mm 정도의 알루미늄 합금층으로 구성된다. 너비는 핵연료 집합체 정도이며 높이도 핵연료 집합체 사양과 유사하게 설치된다.
이러한 보론카바이드는 중성자 흡수능력이 우수한 B-10에 따라 주로 결정된다. 천연 상태의 보론은 약 20wt% 정도의 B-10 이 함유되어 있으며, 흡수 능력을 향상시키기 위해 B-10 함량을 농축하여 사용하기도 한다. B-10이 중성자를 흡수하면, 주로 알파를 방출하고 리튬으로 변환된다. 또한, 소량의 수소 기체가 방출된다.
이와 같이, 다량의 중성자를 지속적으로 흡수하고 반응하는 이러한 보론카바이드 중성자 흡수판은 시간이 경과함에 따라 변형(Shrinkage), 경화(Embrittlement), 균열(Cracking) 등의 현상이 발생하여 교체를 해 주어야 한다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1290304호(2013.07.26 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 열중성자 차폐 및 흡수재의 제조방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 보론카바이드 입자층을 다중 코팅 기술로 코팅을 실시함으로써, 장 시간이 경과하더라도 보론카바이드 입자층이 다량의 중성자와 지속적으로 흡수하고 반응하는 것을 최소화할 수 있으므로 변경, 경화, 균열 등의 발생을 최소화할 수 있으므로, 교체 주기가 증가되어 수명을 연장시킬 수 있는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판은 보론카바이드 다중 코팅막; 및 상기 보론카바이드 다중 코팅막을 밀폐시키기 위해, 상기 보론카바이드 다중 코팅막을 밀봉하는 알루미늄 합금층을 포함하는 중성자 흡수판으로서, 상기 보론카바이드 다중 코팅막은, 내부 중앙에 배치되며, 구 형상을 갖는 보론카바이드 입자층; 상기 보론카바이드 입자층의 외측을 감싸도록 코팅된 버퍼층; 상기 버퍼층의 외측을 감싸도록 코팅된 제1 열분해 탄소층; 상기 제1 열분해 탄소층의 외측을 감싸도록 코팅된 기체 확산 방지층; 및 상기 기체 확산 방지층의 외측을 감싸도록 코팅된 제2 열분해 탄소층;을 포함하며, 상기 버퍼층, 상기 제1 및 제2 열분해 탄소층은 열분해 탄소로 이루어지고, 상기 제1 및 제2 열분해 탄소층이 상기 버퍼층보다 열분해 탄소의 밀도가 높으며, 다중 코팅 기술에 의해 형성되는 보론카바이드 다중 코팅막을 중성자 흡수체로 이용함으로써 보론카바이드 다중 코팅막의 배치로 농축도 변화에 따라 중성자 흡수능을 조정할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 보론카바이드 입자층은 0.8 ~ 1.0mm의 평균 직경을 갖는 보론카바이드 입자로 이루어진다.
또한, 상기 버퍼층은 저밀도 열분해 탄소(low density pyrolytic carbon)로 이루어진다.
상기 제1 및 제2 열분해 탄소층 각각은 고밀도 열분해 탄소(low density pyrolytic carbon)로 이루어진다. 이때, 상기 제1 및 제2 열분해 탄소층 각각은 0.2 ~ 0.4mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기체 확산 방지층은 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진다. 이때, 상기 기체 확산 방지층은 0.3 ~ 0.6mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 상기 버퍼층, 제1 및 제2 열분해 탄소층과 기체 확산 방지층 각각은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition)으로 형성될 수 있다.
상기 보론카바이드 입자층은 B-10이 농축된 보론카바이드(B4C)가 사용되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 보론카바이드 입자층은 보론카바이드(B4C), 산화지르코늄(ZrO2) 및 알루미나(Al2O3)를 포함하는 붕소화합물 중 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판은 알루미늄 합금층 내에 보론카바이드 다중 코팅막이 삽입되되, 보론카바이드 다중 코팅막을 내부 중앙에 배치된 보론카바이드 입자층, 보론카바이드 입자층 외부에 완충 영역으로 저밀도 열분해 탄소(low density pyrolytic carbon)로 이루어진 버퍼층, 버퍼층 외부에 고밀도 열분해 탄소로 이루어진 제1 열분해 탄소층, 제1 열분해 탄소층 외부에 배치된 기체 확산 방지층과 기체 확산 방지층의 외부에 배치된 고밀도 열분해 탄소로 이루어진 제2 열분해 탄소층이 차례로 적층되는 다중 코팅 구조를 가짐으로써, 보론카바이드 입자층이 중성자와의 반응으로 인한 변형을 저하시킬 수 있음과 더불어 발생 기체의 외부로의 방출을 차단하여 내부에 그대로 유지시켜줄 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판은 보론카바이드 입자층이 다중 코팅 기술로 코팅이 이루어짐으로써, 장 시간이 경과하더라도 보론카바이드 입자층이 다량의 중성자와 지속적으로 흡수하고 반응하는 것을 최소화할 수 있으므로 변경, 경화, 균열 등의 발생을 최소화할 수 있으므로, 교체 주기가 증가되어 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판은 다중 코팅 기술에 의해 형성되는 보론카바이드 다중 코팅막을 중성자 흡수체로 이용함으로써 보론카바이드 다중 코팅막의 적절할 배치로 농축도 변화에 따라 중성자 흡수능을 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판을 나타낸 단면도.
도 2는 도 1의 보론카바이드 다중 코팅막을 확대하여 나타낸 단면도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 보론카바이드 다중 코팅막을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판(100)은 보론카바이드 다중 코팅막(140)과, 보론카바이드 다중 코팅막(140)을 밀폐시키기 위해, 보론카바이드 다중 코팅막(140)을 밀봉하는 알루미늄 합금층(120)을 포함한다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판(100)은 중성자 조사에 의한 특성 저하 현상을 저감시키기 위해 보론카바이드(B4C)를 다중 코팅 기술을 이용하여 코팅을 실시함으로써, 중성자 조사에 의한 변형을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 발생 기체의 외부로의 방출을 차단하여 내부에 그대로 유지시켜줄 수 있게 된다.
이를 위해, 본 발명에서는 다중 코팅 기술을 이용하여 보론카바이드를 다중 코팅하는 것에 의해 중성자 조사에 의한 변형을 최소화하여 중성자 흡수판(100)의 수명을 연장시켰다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 보론카바이드 다중 코팅막(140)은 보론카바이드 입자층(141), 버퍼층(142), 제1 열분해 탄소층(143), 기체 확산 방지층(144) 및 제2 열분해 탄소층(145)을 포함한다.
보론카바이드 입자층(141)은 내부 중앙에 배치되며, 구 형상을 갖는다. 이러한 보론카바이드 입자층(141)은 0.8 ~ 1.0mm의 평균 직경을 갖는 보론카바이드 입자로 이루어질 수 있으며, 3층 또는 4층으로 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 보론카이이드 입자층(141)은 중성자 흡수 성능을 향상시키기 위해 B-10이 농축된 보론카바이드(B4C)를 사용할 수 있다.
이러한 보론카바이드(B4C)는 화학적으로 상당한 불활성을 가지지만 산소의 존재 하에 600℃ 이상에서 쉽게 산화된다. 또한, 보론카바이드(B4C)는 일차적인 가압수형 핵 반응로(PWR) 매질에서, 특히 중성자에 의하여 조사될 때 또는 중성자 방사선에 노출될 때 물 부식에 민감하다. 따라서, 본 발명에서는 보론카바이드 입자층(141)이 중성자 조사에 의해 특성이 저하되는 현상을 저감시키기 위해 다중 코팅 방식으로 코팅을 실시하여 건전성을 확보하였다.
이때, 중성자 흡수체인 보론카바이드 입자층(141)으로 보론카바이드(B4C)를 이용하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 중성자 흡수체로 보론카바이드(B4C), 산화지르코늄(ZrO2) 및 알루미나(Al2O3)을 포함하는 붕소화합물 중 선택된 1종 이상이 사용될 수도 있다.
버퍼층(142)은 보론카바이드 입자층(141)의 외측을 감싸도록 코팅된다. 이러한 버퍼층(142)은 보론카바이드 입자층(141)에 완충성을 부여한다. 이때, 버퍼층(142)은 저밀도 열분해 탄소(low density pyrolytic carbon)로 이루어진다. 버퍼층(142)은 아세틸렌을 원료로 한 열분해 탄소가 사용될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
제1 열분해 탄소층(143)은 버퍼층(142)의 외측을 감싸도록 코팅된다. 이러한 제1 열분해 탄소층(143)은 고밀도 열분해 탄소(high density pyrolytic carbon)로 이루어진다.
이때, 제1 열분해 탄소층(143)은 핵분열생성물(Fission Product, FP) 가스 또는 연료핵의 스웰링을 흡수하는 효과를 갖는다. 이에 따라, 보론카바이드 입자층(143)을 핵분열생성물 가스로부터 보호할 수 있게 된다. 이때, 제1 열분해 탄소층(143)은 고밀도 열분해 탄소(high density pyrolytic carbon)로 이루어진다. 제1 열분해 탄소층(143)은 메탄, 부탄, 프로판, 프로펜 등의 탄화수소가스가 사용될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
기체 확산 방지층(144)은 제1 열분해 탄소층(143)의 외측을 감싸도록 코팅된다. 이때, 기체 확산 방지층(144)은 실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진다. 이러한 실리콘 카바이드 재질로 이루어진 기체 확산 방지층(144)은 보론카바이드의 중성자와의 반응으로 생성되는 발생기체가 보론카바이드 다중 코팅막(140)의 외부로 방출되는 것을 차단시키는 역할을 한다.
이러한 기체 확산 방지층(144)은 0.3 ~ 0.6mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 기체 확산 방지층(144)의 두께가 0.3mm 미만일 경우에는 상기의 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 기체 확산 방지층(144)의 두께가 0.6mm를 초과할 경우에는 발생기체 확산 방지 효과 대비 과도한 두께 설계로 인한 비용 상승 문제가 발생하므로, 경제적으로 바람직하지 못하다.
제2 열분해 탄소층(145)은 기체 확산 방지층(144)의 외측을 감싸도록 코팅된다. 이러한 제2 열분해 탄소층(145)은, 제1 열분해 탄소층(143)과 마찬가지로, 고밀도 열분해 탄소(low density pyrolytic carbon)로 이루어진다.
이때, 제1 및 제2 열분해 탄소층(143, 145) 각각은 0.2 ~ 0.4mm의 두께를 갖는 것이 바람직하다. 제1 및 제2 열분해 탄소층(143, 145) 각각의 두께가 0.2mm 미만일 경우에는 핵분열생성물 가스 또는 연료핵의 스웰링 흡수 효과를 제대로 발휘하는데 어려움이 따를 수 있다. 반대로, 제1 및 제2 열분해 탄소층(143, 145) 각각의 두께가 0.4mm를 초과할 경우에는 더 이상의 효과 상승 없이 제조 비용만을 상승시키는 요인으로 작용할 수 있으므로, 경제적이지 못하다.
상기 버퍼층(142), 제1 및 제2 열분해 탄소층(143, 145)과 기체 확산 방지층(144) 각각은 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition), 열증발 증착법, 스퍼터링법 등에서 선택된 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이 중 화학기상증착법으로 형성되는 것이 보다 바람직하다.
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판은 알루미늄 합금층 내에 보론카바이드 다중 코팅막이 삽입되되, 보론카바이드 다중 코팅막을 내부 중앙에 배치된 보론카바이드 입자층, 보론카바이드 입자층 외부에 완충 영역으로 저밀도 열분해 탄소(low density pyrolytic carbon)로 이루어진 버퍼층, 버퍼층 외부에 고밀도 열분해 탄소로 이루어진 제1 열분해 탄소층, 제1 열분해 탄소층 외부에 배치된 기체 확산 방지층과 기체 확산 방지층의 외부에 배치된 고밀도 열분해 탄소로 이루어진 제2 열분해 탄소층이 차례로 적층되는 다중 코팅 구조를 가짐으로써, 보론카바이드 입자층이 중성자와의 반응으로 인한 변형을 저하시킬 수 있음과 더불어 발생 기체의 외부로의 방출을 차단하여 내부에 그대로 유지시켜줄 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판은 보론카바이드 입자층이 다중 코팅 기술로 코팅이 이루어짐으로써, 장 시간이 경과하더라도 보론카바이드 입자층이 다량의 중성자와 지속적으로 흡수하고 반응하는 것을 최소화할 수 있으므로 변경, 경화, 균열 등의 발생을 최소화할 수 있으므로, 교체 주기가 증가되어 수명을 연장시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판은 다중 코팅 기술에 의해 형성되는 보론카바이드 다중 코팅막을 중성자 흡수체로 이용함으로써 보론카바이드 다중 코팅막의 적절할 배치로 농축도 변화에 따라 중성자 흡수능을 조정할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 중성자 흡수판 120 : 알루미늄 합금층
140 : 보론카바이드 다중 코팅막 141 : 보론카바이드 입자층
142 : 버퍼층 143 : 제1 열분해 탄소층
144 : 기체 확산 방지층 145 : 제2 열분해 탄소층

Claims (10)

  1. 보론카바이드 다중 코팅막; 및 상기 보론카바이드 다중 코팅막을 밀폐시키기 위해, 상기 보론카바이드 다중 코팅막을 밀봉하는 알루미늄 합금층을 포함하는 중성자 흡수판으로서,
    상기 보론카바이드 다중 코팅막은,
    내부 중앙에 배치되며, 구 형상을 갖는 보론카바이드 입자층;
    상기 보론카바이드 입자층의 외측을 감싸도록 코팅된 버퍼층;
    상기 버퍼층의 외측을 감싸도록 코팅된 제1 열분해 탄소층;
    상기 제1 열분해 탄소층의 외측을 감싸도록 코팅된 기체 확산 방지층; 및
    상기 기체 확산 방지층의 외측을 감싸도록 코팅된 제2 열분해 탄소층;
    을 포함하며,
    상기 버퍼층, 상기 제1 및 제2 열분해 탄소층은 열분해 탄소로 이루어지고,
    상기 제1 및 제2 열분해 탄소층이 상기 버퍼층보다 열분해 탄소의 밀도가 높으며,
    다중 코팅 기술에 의해 형성되는 보론카바이드 다중 코팅막을 중성자 흡수체로 이용함으로써 보론카바이드 다중 코팅막의 배치로 농축도 변화에 따라 중성자 흡수능을 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보론카바이드 입자층은
    0.8 ~ 1.0mm의 평균 직경을 갖는 보론카바이드 입자로 이루어진 것을 특징으로 하는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 열분해 탄소층 각각은
    0.2 ~ 0.4mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기체 확산 방지층은
    실리콘 카바이드(SiC)로 이루어진 것을 특징으로 하는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기체 확산 방지층은
    0.3 ~ 0.6mm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 버퍼층, 제1 및 제2 열분해 탄소층과 기체 확산 방지층 각각은
    화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition)으로 형성된 것을 특징으로 하는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 보론카바이드 입자층은
    B-10이 농축된 보론카바이드(B4C)가 사용되는 것을 특징으로 하는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 보론카바이드 입자층은
    보론카바이드(B4C), 산화지르코늄(ZrO2) 및 알루미나(Al2O3)를 포함하는 붕소화합물 중 선택된 1종 이상이 사용되는 것을 특징으로 하는 보론카바이드 다중 코팅막을 갖는 중성자 흡수판.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3298921A (en) * 1965-10-22 1967-01-17 Jack C Bokros Pyrolytic carbon coated particles for nuclear applications
US3565762A (en) * 1966-02-26 1971-02-23 Kernforschungsanlage Juelich Absorber element for nuclear reactors
US20100234664A1 (en) * 2009-03-11 2010-09-16 Electricite De France Carbonaceous radioactive waste treatment
US20140299781A1 (en) * 2011-06-30 2014-10-09 Lars Hultman Method for producing a neutron detector component comprising a boron carbide layer for use in a neutron detecting device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3298921A (en) * 1965-10-22 1967-01-17 Jack C Bokros Pyrolytic carbon coated particles for nuclear applications
US3565762A (en) * 1966-02-26 1971-02-23 Kernforschungsanlage Juelich Absorber element for nuclear reactors
US20100234664A1 (en) * 2009-03-11 2010-09-16 Electricite De France Carbonaceous radioactive waste treatment
US20140299781A1 (en) * 2011-06-30 2014-10-09 Lars Hultman Method for producing a neutron detector component comprising a boron carbide layer for use in a neutron detecting device

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