KR101792556B1 - Materials Irradiation Test Capsule With Neutron Spectrum Tailoring Capability - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 조사 시험 캡슐에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 열중성자로 내에서 중성자 에너지 스펙트럼 재단을 통해 고속중성자 속과 열중성자 속의 비를 변경하여 조사시험을 수행할 수 있는 조사 시험 캡슐에 관한 것이다.The present invention relates to a test capsule, and more particularly, to a test capsule capable of conducting a test by changing the ratio between a fast neutron flux and a thermal neutron flux through a neutron energy spectrum cut in a thermal neutron flux.
주지된 바와 같이, 세계 원자력 선진국들은 획기적인 기술혁신을 꿈꾸는 제4세대 원자로 개발에 매진하고 있으며, 에너지자원의 지속성, 경제성, 안전성, 핵 비확산성 등의 획기적 향상을 목표로 6가지 노형이 선정되어 2030년 이후에 적용을 목표로 진행되고 있다.As is well known, advanced nuclear power nations of the world are devoted to the development of a fourth generation reactor that dreams of technological innovation. Six types of nuclear power plants were selected to improve the sustainability, economic efficiency, safety and nuclear non- And is expected to be applied later in the year.
따라서, 세계적으로 제4세대 원자력 시스템의 개발이 활발히 추진중이며 2020년대까지 기술실증을 추진하고 있으며 특히, 후쿠시마 원전사고에 따른 원전의 안전성 향상 요구가 확대되고 있는 실정이다. Therefore, the development of the 4th generation nuclear power system is being actively promoted globally, and the demonstration of the technology is being promoted until the 2020s. Especially, the safety improvement of the nuclear power plant due to the accident of Fukushima nuclear plant is expanding.
한편, 우리나라도 한국원자력연구원을 중심으로 4세대 국제포럼(GIF)에 참여 나트륨냉각고속로(SFR)와 초고온 가스로(VHTR) 프로그램에 참가하여 관련 연구개발에 매진하고 있다. Meanwhile, Korea is also participating in the 4th Generation International Forum (GIF) centered on the Korea Atomic Energy Research Institute, participating in the Sodium Free Cooling High Speed (SFR) and Super High Temperature Gas (VHTR) programs.
이에 따라 국내에서도 2028년까지 원자력 연구개발의 장기 기본방향을 설정하는『미래원자력시스템 개발 장기추진계획』을 심의·확정(2008.12.)하였고, 사용후 핵연료를 평화적으로 이용할 수 있는 핵 비확산성 파이로(Pyro) 건식처리와 이와 연계한 나트륨냉각고속로(SFR) 개발을 추진하고 있으며, 제 4세대 나트륨냉각고속로(SFR)용 금속핵연료 개발연구를 2007년부터 착수하여 5년간에 걸쳐 독자적인 금속핵연료 기술을 확립하는데 필요한 핵심기반기술을 개발하는 것을 목표로 수행중이다. Accordingly, the Korean government has deliberated and confirmed the "Long-term Nuclear Power System Development Plan" (Dec. 2008), which establishes the long-term basic direction of nuclear energy research and development by 2028. The nuclear nonproliferation pie (SFR) development in cooperation with the Pyro process and the development of a sodium-cooled high-speed furnace (SFR) in conjunction with this project. In 2007, the company began research on metal fuel fabrication for the fourth generation sodium-cooled fast reactor (SFR) And to develop core infrastructure technologies necessary for establishment of the system.
혁신적인 원자력 시스템의 개발은, 온도, 중성자속, 부식 환경 및 수명 예측의 관점에서의 극단적인 환경에 견딜 수 있는 재료를 찾고 이를 입증하여 코드화하는 광범위한 연구가 필요하다. 대부분의 경우에는, 새로운 물질의 개발이 필요하고 이러한 개념의 실행 가능성은 이러한 재료를 개발할 수 있는 능력에 좌우된다. The development of innovative nuclear systems requires extensive research to find, document, and code materials that can withstand extreme environments in terms of temperature, neutron flux, corrosion environment, and life expectancy. In most cases, the development of new materials is necessary and the feasibility of these concepts depends on their ability to develop these materials.
이러한 차세대 원자력시스템은 가동온도가 기존 원자로에 비해 매우 높고(약 500-1000℃), 중성자 조사량도 최고 200dpa로 훨씬 더 높다. 따라서 이러한 가혹한 환경에서 장시간 사용할 수 있는 내조사성 재료의 개발이 시급하며 이를 노내시험(In-pile test)할 수 있는 기술 개발이 요구된다. These next-generation nuclear power systems have very high operating temperatures (about 500-1000 ° C) compared to existing reactors, and even higher neutron doses of up to 200dpa. Therefore, it is urgent to develop a material that can be used for a long period of time in such a harsh environment, and it is required to develop a technology capable of in-pile testing.
그러나, 국내에는 다목적 연구로인 [하나로]와 상용로인 PWR, PHWR가 23기가 가동되고 있으나, 이들 원자로는 열중성자로(Thermal Neutron Reactor)이며 중성자 스펙트럼도 고속로와는 크게 상이하다. In Korea, however, there are 23 PWR and PHWR generators operating as a multi-purpose research reactor [Hanaro] and commercial PWR and PHWR, but these reactors are thermal neutron reactors and neutron spectra are also significantly different from high-speed reactors.
따라서, 고속로가 없는 우리나라에서는 고속로 가동 조건을 모사할 수 있는 기술개발이 필요하나 이러한 기술은 아직 개발되지 않았다. Therefore, it is necessary to develop a technology to simulate high - speed operation conditions in Korea without high - speed road, but such technology has not been developed yet.
하나로에서 중성자를 이용하기 위한 실험공은 원자로 상부에서 시료를 넣을 수 있는 수직 실험공이 32개이고, 중성자 빔을 원자로 바깥으로 뽑는 수평 실험공이 7개로서 모두 39개이다. 여기서, 수직 실험공은 원자로 내부노심에 3개, 외부 노심에 4개, 반사체 영역에 25개가 있으며, 수평 실험공은 모두 반사체 영역에 있다. 노심 안쪽에 있는 CT, IR1, IR2는 높은 고속 중성자를 이용하는 재료 조사 시험이나 고출력 밀도를 요구하는 핵연료 조사 시험에 이용된다. The experimental ball used for neutrons in HANARO has 32 vertical test holes for injecting samples from the upper part of the reactor and 39 horizontal test holes for drawing the neutron beam outside the reactor. Here, there are three vertical test holes in the core of the reactor, four in the outer core, and 25 in the reflector area, all of which are in the reflector area. The CT, IR1 and IR2 inside the core are used for material testing using high-speed neutrons and for nuclear fuel tests requiring high power density.
따라서, 우리나라의 경우 현재 가동중인 중성자로인 [하나로]를 활용한 차세대 원자로 재료의 성능평가 연구가 계획되고 있어 관련 기술 개발이 요구되며 특히, 나트륨냉각고속로(SFR) 개발을 위한 재료의 자격화의 관점에서 조사시험은 필수적이며 연구로에서 고속로 노심과 유사한 중성자 조건을 맞추어 중성자 스펙트럼을 재단할 수 있는 조사 시험 캡슐의 개발이 시급하다.Therefore, in Korea, the performance evaluation study of the next generation reactor material using the currently active neutron furnace [Hanaro] is planned, and related technology development is required. In particular, the qualification of materials for the development of the sodium cooling fast reactor (SFR) It is imperative to develop a research test capsule that can cut neutron spectra in a neutron-like condition similar to the core at high speed in a research furnace.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 열중성자로 중성자 에너지 스펙트럼 재단을 통해 다양한 조사 조건들 특히, 열중성자로 가동으로 달성할 수 없는 고속중성자로의 조사 조건들을 모사할 수 있는 중성자재단장치를 포함하며 이를 활용할 수 있는 조사 시험 캡슐을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a neutron cutting apparatus capable of simulating various irradiation conditions, in particular irradiation conditions with a high-speed neutron that can not be achieved by operating with thermal neutrons, And to provide an irradiation test capsule capable of utilizing the same.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐은, 중성자로 내에서 조사 시험을 수행하도록 조사 시험 캡슐 내에 장입되는 미니 캡슐들 내부에 각각 수납되어 요구되는 조사 시험 환경을 구현하도록 상기 중성자로 내에서 조사된 중성자 에너지의 스펙트럼을 재단하는 중성자재단장치를 포함하고, 상기 중성자재단장치는 상기 미니 캡슐 내에 수납되며 내부에 시료 수납 공간을 제공하도록 통 형상으로 이루어지는 튜브 몸체; 및 상기 튜브 몸체의 벽면 내부에 설치되어 상기 시료 수납 공간으로 조사되는 중성자 에너지 스펙트럼 중에서 열중성자 및/또는 열외중성자의 적어도 일부를 차단하여 중성자 에너지 스펙트럼을 재단하는 중성자 흡수체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. In order to accomplish the above object, the irradiation test capsule capable of cutting the neutron energy spectrum according to the present invention is provided with a plurality of mini capsule encapsulated in the irradiation test capsule so as to perform the irradiation test in the neutron beam, And a neutron cutting apparatus for cutting off a spectrum of neutron energy irradiated in the neutron furnace to implement the neutron cutting apparatus, wherein the neutron cutting apparatus comprises: a tubular body accommodated in the mini capsule and having a tubular shape for providing a sample storage space therein; And a neutron absorber disposed inside a wall surface of the tube body and cutting at least a part of thermal neutrals and / or non-neutron neutrons from the neutron energy spectrum irradiated to the sample receiving space to cut a neutron energy spectrum. .
여기서, 상기 튜브 몸체는 일측 단부에 개구를 형성하며 길이 방향을 따라 흡수체 수납 공간을 마련하도록 흡수체 수납홈이 형성되는 수납 통체; 및 상기 수납 통체의 일측 단부에 형성된 상기 개구를 막아 상기 중성자 흡수체가 수납된 상기 흡수체 수납 공간을 폐쇄하도록 접합되고 상기 수납 통체 내부의 상기 시료 수납 공간이 개방되게 중공 판형으로 이루어지는 수납 통체 엔드캡;을 포함하여 구성할 수 있다. Here, the tube body includes an accommodating cylinder having an opening formed at one end thereof and having an absorber receiving groove formed therein to provide an absorber receiving space along the longitudinal direction; And a receiving cylinder end cap which is connected to one side end of the receiving cylinder to block the opening to close the absorber receiving space accommodating the neutron absorber and to open the sample receiving space inside the receiving cylinder; .
또한, 상기 튜브 몸체는 내부에 상기 시료 수납 공간을 형성하는 내측 수납 통체; 상기 내측 수납 통체가 내부에 동심을 이루며 삽입되어, 상기 내측 수납 통체의 외주면과의 사이에 상기 중성자 흡수체 수납을 위한 흡수체 수납 공간을 마련하도록 하는 외측 수납 통체; 및 상기 내측 수납 통체 및 상기 외측 수납 통체의 양측 단부에서 상기 흡수체 수납 공간의 양측 개구들을 막아 상기 중성자 흡수체가 수납된 상기 흡수체 수납 공간을 폐쇄하도록 하고, 상기 수납 통체 내부의 상기 시료 수납 공간이 개방되게 중공 판형으로 이루어지는 한 쌍의 수납 통체 엔드캡;을 포함하여 구성할 수 있다. In addition, the tube body may include an inner receiving cylinder defining the sample receiving space therein; An outer accommodating cylinder inserted into the inner receiving cylinder concentrically and internally to provide an absorbent storage space for storing the neutron absorber between the outer circumferential surface of the inner receiving cylinder and the outer receiving cylinder; And both side ends of the inner receiving cylinder and the outer receiving cylinder are closed at both side openings of the absorber receiving space to close the absorber receiving space in which the neutron absorber is housed and the sample accommodating space inside the receiving cylinder is opened And a pair of accommodating cylinder end caps made of a hollow plate type.
또한, 상기 수납 통체 엔드캡은 상기 흡수체 수납 공간 내부에 삽입되어 상기 튜브 몸체의 상기 개구를 폐쇄하도록 삽입 돌기부가 돌출 형성되고, 이때, 상기 중성자 흡수체는 상기 삽입 돌기부로부터 여유 공간을 두고 상기 튜브 몸체의 상기 흡수체 수납 공간 내에 수납 설치하는 것이 바람직하다. In addition, the receiving end cap may be inserted into the absorbent storage space to protrude an insertion protrusion so as to close the opening of the tube body. At this time, the neutron absorber may be inserted into the insertion tube, It is preferable that the absorbent article is accommodated in the absorbent storage space.
또한, 상기 수납 통체 엔드캡은 외주면 상에서 상기 미니 캡슐의 내주면과의 간격 유지를 위한 적어도 3개 이상의 스페이서 돌기들이 외주 방향을 따라 간격을 두고 돌출 형성할 수 있다. In addition, at least three spacer projections for maintaining spacing between the receiving end cap and the inner circumferential surface of the mini capsule on the outer circumferential surface may be formed so as to protrude at intervals along the outer circumferential direction.
또한, 상기 튜브 몸체는 알루미늄 재질로 이루어질 수 있다.In addition, the tube body may be made of aluminum.
또한, 상기 중성자 흡수체는 시트 형태의 중성자 흡수 물질을 내부에 수납 가능하게 양측 단부가 서로 맞대어지게 말아 상기 흡수체 수납 공간 내에 일체로 수납 가능한 통 형상을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the neutron absorber is formed to have a tubular shape capable of storing the neutron absorber in sheet form so as to be housed in the absorber housing space so that both side ends of the neutron absorber can be housed therein.
또한, 상기 중성자 흡수체는 카드늄(Cd), 하프늄(Hf), 붕소 합금, 가돌리늄 화합물 또는 유로퓸(Eu) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 중성자 흡수 물질로 이루어질 수 있다. The neutron absorber may be made of at least one neutron absorbing material selected from cadmium (Cd), hafnium (Hf), boron alloy, gadolinium compound or europium (Eu).
상기한 본 발명의 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐에 따르면, 중성자재단장치를 이루는 상기 튜브 몸체의 벽면 내부에 중성자 흡수체를 수납 설치하여 이를 통해 상기 시료 수납 공간으로 조사되는 중성자 에너지 스펙트럼 중에서 열중성자 또는 열외중성자의 적어도 일부를 차단하도록 함으로써 열중성자로의 가동으로 달성할 수 없는 고속중성자로의 조사 조건들을 포함해 다양한 조사 조건들을 쉽고 간편하게 모사해낼 수 있는 효과를 갖는다. According to the irradiation test capsule capable of cutting the neutron energy spectrum of the present invention, the neutron absorber is installed inside the wall surface of the tube body constituting the neutron cutting apparatus, and the neutron energy spectrum irradiated to the sample receiving space through the neutron absorber is irradiated with heat neutrons Or at least a part of the exo-neutrons, thereby easily and easily simulating various irradiation conditions including irradiation conditions with high-speed neutrons which can not be achieved by operation with thermal neutrons.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐을 도시한 정단면도이다.
도 2는 도 1의 조사 시험 캡슐 내부에 수납된 미니 캡슐을 확대 도시한 정단면도이다.
도 3은 도 2의 미니 캡슐의 분해 상태를 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 3의 중성자재단장치를 도시한 반단면 사시도이다.
도 5은 도 4의 중성자재단장치의 분해 상태를 도시한 반단면 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 시트 형태의 중성자 흡수체를 통 형상으로 말아 제조하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 7은 중성자 에너지 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
도 8은 제2 실시예에 따른 중성자재단장치가 수납된 미니 캡슐을 도시한 측단면도이다.
도 9는 도 8의 중성자재단장치를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 중성자재단장치의 분해 사시도이다.
도 11은 도 9의 ⅩⅠ-ⅩⅠ 선을 따라 잘라서 본 중성자재단장치의 정단면도이다.
도 12는 도 8의 ⅩⅡ-ⅩⅡ 선을 따라 잘라서 본 미니 캡슐의 단면도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front sectional view showing an irradiation test capsule capable of neutron energy spectrum cutting according to a first embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a front sectional view showing an enlarged view of a mini capsule accommodated in the irradiation test capsule of FIG. 1; FIG.
3 is a side cross-sectional view showing the decomposition state of the mini capsule of Fig.
FIG. 4 is a half-sectional perspective view of the neutron cutting apparatus of FIG. 3;
5 is a half sectional exploded perspective view showing a decomposed state of the neutron cutting apparatus of FIG.
6 is a flowchart showing a process of manufacturing a neutron absorber in sheet form of FIG. 5 in a cylindrical shape.
7 is a graph showing the neutron energy spectrum.
FIG. 8 is a side cross-sectional view showing a mini-capsule in which a neutron cutting apparatus according to a second embodiment is housed.
FIG. 9 is a perspective view showing the neutron cutting apparatus of FIG. 8. FIG.
10 is an exploded perspective view of the neutron cutting apparatus of FIG.
11 is a front sectional view of the present neutron cutting apparatus cut along the line XI-XI in FIG.
Fig. 12 is a cross-sectional view of the mini-capsule taken along the line XII-XII in Fig. 8;
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐을 도시한 정단면도이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a front sectional view showing an irradiation test capsule capable of neutron energy spectrum cutting according to a first embodiment of the present invention; FIG.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 실시예의 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐(1; 이하, "조사 시험 캡슐"이라 칭함)을 열중성자(예, 하나로) 내에 장입하여 조사 시험을 수행하는 과정에서 열중성자로 가동으로 달성할 수 없는 고속중성자로 속 조사 조건들을 중성자 에너지 스펙트럼 재단을 통해 모사할 수 있도록 하는 것을 예시한다. 1, description will be made of a process of charging an irradiation test capsule 1 (hereinafter referred to as "irradiation test capsule") capable of performing neutron energy spectrum cutting in this embodiment into a thermal neutron (for example, one sample) In which neutron energy spectral cuts can be used to simulate high-speed neutron irradiation conditions that can not be achieved by thermal neutron activation.
여기서, 조사 시험 캡슐(1)의 캡슐 본체(10) 내부에는 서포트 튜브들(11, 12, 15)에 의해 구획되는 각각의 캡슐 장입 공간(20)들 내부에 미니 캡슐(100)들이 각각 수납 설치되고, 상기 각 미니 캡슐(100)들 내부에 수납되며 시료 수납 공간을 제공하되 상기 열중성자로 내에서 조사된 중성자 에너지의 스펙트럼을 재단하는 중성자재단장치(120)를 포함하여 구성된다.The
상기 조사 시험 캡슐(1)은 원통형의 캡슐 본체(10), 상기 캡슐 본체 내부에서 상기 미니 캡슐(100)들을 장입하도록 상기 캡슐 장입 공간(20)들을 구획하는 상부/하부/중간 서포트 튜브(11, 12, 15)들, 상기 캡슐 본체의 상/하단에 각각 결합되는 상단/하단 엔드 플레이트(16, 17), 상기 하단 엔드 플레이트 하부에 위치하여 캡슐의 진동을 방지하는 하부 가이드부(21), 상기 하단 엔드 플레이트(17)와 하부 가이드부(21) 사이에 위치하도록 설치되어 캡슐하중을 완화시키는 하부 가이드 스프링(22), 상단 엔드 플레이트(16) 위의 가장자리 부분에 위치하도록 설치되는 상부 가이드스프링 어셈블리(23), 상기 상단 엔드 플레이드(16) 위에 설치되는 상부 가이드(25), 상기 상부 가이드(25) 상부에 설치되어 조사 시험 캡슐(1)의 해체를 방지하고 상부 가이드 스프링 어셈블리(23)를 구속하는 그래플 헤드 록(26), 상기 그래플 헤드 록(26)의 상부에 설치되어 캡슐 취급기구(도시 안함)에 연결함으로써 조사 시험 캡슐(1)을 조사공에 장착 또는 분리시킬 있도록 하는 그래플 헤드(31), 일단에 원자로 조사공 하단의 고정장치에 결합되는 로드팁(rod tip; 18), 상기 하부 가이드 스프링(22)의 유격을 한정하기 위해 로드팁(18)의 상부에 결합되는 칼라(19) 및 부싱(도시 안함), 그리고 상기 그래플 헤드(31) 내부로 돌출하는 상기 중심 지지봉(30)의 일단에 체결되는 그래플 헤드 클램핑 너트(32)를 포함하여 구성된다. The
본 실시예에 적용되는 상기 조사 시험 캡슐(1)은 무계장형 조사 시험 캡슐로 주로 열중성자로의 동위원소조사공 내에 장입하여 나트륨냉각고속로(SFR) 개발을 위한 재료의 자격화에 필수적인 조사 시험들을 수행하도록 하는 것을 예시한다. The irradiation test capsule (1) to be applied to this embodiment is a nonaqueous-based irradiation test capsule, which is mainly charged into an isotope irradiation hole as a thermal neutron to perform an irradiation test necessary for qualification of a material for the development of a sodium- As shown in FIG.
한편, 본 실시예의 조사 시험 캡슐(1)은 무계장형 조사 시험 캡슐이기 때문에 상기 중성자재단장치(120) 내부의 상기 시료 수납 공간(125) 내에는 시료(310)들와 함께 조사 환경을 측정할 수 있도록 하나 이상의 온도 표시자(320; thermal marker)들과 중성자 측정자(330; Neutron dosimeter)가 수납될 수 있다(도 2참조).Since the
그러나 본 발명이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 중성자 에너지의 스펙트럼을 재단하도록 중성자재단장치(120)가 수납된 미니 캡슐(100)들을 수납한 상태로 계장품들(조사목적에 따라 열전대, 보조히터, 압력센서, 스트레인 게이지, 중성자 측정기이 적용될 수 있음)을 통해 중성자 조사 기간 중에 캡슐 본체 내부의 온도나 분위기를 조절함과 아울러 시료들의 온도 및 중성자 조사 정보를 획득할 수 있도록 계장형 조사 시험 캡슐로 구성할 수 있을 뿐만 아니라 중성자 에너지 스펙트럼 재단을 통해 다양한 조사 조건들을 모사할 수 있도록 하여 의료 및 전반적인 산업 분야에 좀더 다양하게 적용할 수 있음은 당연하다. However, the present invention is not limited to this, and the
도 2는 도 1의 조사 시험 캡슐 내부에 수납된 미니 캡슐을 확대 도시한 정단면도이고, 도 3은 도 2의 미니 캡슐의 분해 상태를 도시한 측단면도이다. FIG. 2 is a front sectional view showing an enlarged view of a mini capsule accommodated in the irradiation test capsule of FIG. 1, and FIG. 3 is a side sectional view showing a decomposed state of the mini capsule of FIG.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 전술한 조사 시험 캡슐(1)의 캡슐 본체(10) 내부에 장입되는 복수의 미니 캡슐(100)들은 미니 캡슐 본체(110), 중성자재단장치(120), 미니 캡슐 엔드캡(130) 및 스페이서 블록(140)으로 구성된다.2 and 3, a plurality of
상기 미니 캡슐 본체(110)는 하단부가 개방된 상태로 내부에 상기 중성자재단장치(120)를 수납하기 위한 내부 수납 공간(115)을 형성하는 캡슐 외통을 이루고, 캡슐 외통의 상측 단부에 상부 고정돌기(111)를 형성하여 상기 미니 캡슐(100)을 상기 캡슐 본체(10)의 캡슐 장입 공간(20) 내에 장입시 상기 중간 서포트 튜브(15)의 하면에 형성된 상부 고정홈부(15a; 도 1 참조)에 끼워져 고정되도록 한다. The mini capsule
상기 중성자재단장치(120)는 상기 미니 캡슐 본체(110) 내에 수납된 상태로 내부에 시료 수납 공간(125)을 제공하여 상기 열중성자로 내에서 열중성자 또는 열외중성자를 차단하여 고속중성자로 속 조사 조건들을 모사할 수 있게 조사된 중성자 에너지의 스펙트럼을 재단하도록 한다.The
상기 미니 캡슐 엔드캡(130)은 상기 미니 캡슐 본체(110)의 하단부에 체결되어 상기 중성자재단장치(120)가 수납된 내부 수납 공간(115)의 하측 개방 단부를 막아 폐쇄하도록 한다. 여기서, 상기 미니 캡슐 엔드캡(130)의 하측 바닥면에는 하부 고정 돌기(131)를 형성하여 상기 미니 캡슐(100)을 상기 캡슐 본체(10)의 캡슐 장입 공간(20) 내에 장입시 하측 단부가 상기 중간 서포트 튜브(15)의 상면에 형성된 하부 고정홈부(15b: 도 1 참조)에 끼워져 고정되도록 한다. The mini
그리고, 스페이서 블록(140)은 상기 미니 캡슐 본체(110)의 내부 수납 공간(115) 내부에 상기 중성자재단장치(120)가 수납되어 채워지고 남은 여분의 공간을 채우도록 하여, 조사 시험시 상기 미니 캡슐 본체(110) 내부에서 상기 중성자재단장치(120)가 유동하는 것을 방지할 수 있도록 함과 아울러 높이 조절을 통해 상기 미니 캡슐 본체(110)의 내에 수납되는 상기 중성자재단장치(120)의 크기를 좀더 자유롭게 변형시킬 수 있도록 한다.The
본 실시예에는 상기 미니 캡슐(100)은 상기 미니 캡슐 본체(110)의 내부 수납 공간(115) 내부에 하나의 중성자재단장치(120)를 수납하고 여분의 수납 공간을 상기한 스페이서 블록을 넣어 채우도록 하는 것을 예시하나, 본 발명의 상기 미니 캡슐(100)이 이에 반드시 한정되는 것은 아니며 중성자재단장치(120)를 채우고 남은 여분의 수납 공간 내에 추가의 중성자재단장치(120)를 수납하거나 또는 비교 조사 실험을 위해 후술하는 중성자 흡수체를 포함하지 않은 통상의 시편장입장치(미도시)를 채워 사용할 수 있음은 당연하다.In the present embodiment, the
도 4는 도 3의 중성자재단장치를 도시한 반단면 사시도이고, 도 5은 도 4의 중성자재단장치의 분해 상태를 도시한 반단면 분해 사시도이다. FIG. 4 is a half-sectional perspective view showing the neutron cutting apparatus of FIG. 3, and FIG. 5 is a half sectional exploded perspective view showing a decomposed state of the neutron cutting apparatus of FIG.
도 4 및 도 5을 참조하여 설명하면, 상기 중성자재단장치(120)는 튜브 몸체(121) 및 상기 튜브 몸체(121)의 벽체 내부에 수납되는 중성자 흡수체(124)를 포함하여 구성된다.4 and 5, the
상기 튜브 몸체(121)는 상기 중성자재단장치(120)의 외형을 이루는 부분으로 전술한 바와 같이 상기 미니 캡슐 본체(110)에 수납되어 내부에 시료 수납 공간(125)을 제공할 수 있도록 원통 형상으로 이루어진다. The
본 실시예에서 튜브 몸체(121)는 수납 통체(122) 및 상기 수납 통체 엔드캡(123)으로 구성되는 것을 예시한다.In this embodiment, the
여기서, 튜브 몸체(121)를 이루는 수납 통체(122) 및 상기 수납 통체 엔드캡(123)는 열전도성이 좋고, 조사중 발생하는 변형 등을 고려하여 알루미늄 재질로 형성하는 것이 바람직하다.Here, the receiving
상기 수납 통체(122)는 벽체가 기설정된 두께를 가지는 원통 형상으로 이루어지고, 절삭 가공을 통해 벽체의 일측 단부에 개구를 형성하며 길이 방향을 따라 상기 중성자 흡수체(124)를 수납하도록 흡수체 수납 공간을 마련하기 위한 상기 흡수체 수납홈(122a)이 형성된다.The receiving
그리고, 수납 통체 엔드캡(123)은 상기 수납 통체(122)의 개구가 형성된 일측 단부에 결합되어 상기 중성자 흡수체(124)가 수납된 상기 흡수체 수납 공간을 폐쇄함과 아울러 상기 수납 통체(122) 내부의 상기 시료 수납 공간(125)이 개방되게 엔드캡 몸체부(123a)가 중공 원판형으로 이루어진다.The receiving
여기서, 수납 통체(122)에 결합되는 중공 원판형의 엔드캡 몸체부(123a) 하측면에는 상기 흡수체 수납홈(122a) 내에 삽입되어 상기 흡수체 수납 공간의 개구를 막아 폐쇄하도록 삽입 돌기부(123b)가 더 돌출 형성될 수 있다. Here, an
이때, 중성자 흡수체(124)는 조사 시험시 내부 열팽창에 따른 부피 증가율을 고려하여 상기 삽입 돌기부(123b)로부터 여유 공간(126)을 두고 상기 흡수체 수납 공간 내에 수납 설치되도록 하는 한편, 상기 여유 공간(126) 내에는 아르곤(Ar)이나 헬륨(He) 등의 불활성가스를 채워 사용하도록 한다.At this time, the
도 6은 도 5의 시트 형태의 중성자 흡수체를 통 형상으로 말아 제조하는 과정을 도시한 순서도이다. 6 is a flowchart showing a process of manufacturing a neutron absorber in sheet form of FIG. 5 in a cylindrical shape.
도 6를 참조하여 설명하면, 상기 중성자 흡수체(124)는 상기 수납 통체(121)의 벽체 내부에 형성된 흡수체 수납홈(122a)에 대응되게 원통형으로 이루어지게 된다. Referring to FIG. 6, the
여기서, 상기 중성자 흡수체(124)는 시트 형태의 중성자 흡수 물질을 이용해 양측 단부가 서로 맞대어지게 상기 흡수체 수납홈(122a) 내에 수납 가능한 통 형상을 말아 제작하도록 하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the
따라서, 본 실시예의 중성자재단장치(120)는 알루미늄 재질(순도 95% 이상)로 이루어지는 원통형의 수납 통체(122)의 벽체 내부에 절삭 가공을 통해 상기 흡수체 수납홈(122a)을 형성하고, 시트 형태의 중성자 흡수 물질을 양단부가 서로 맞대어지게 원통 형상으로 말아 중성자 흡수체(124)를 형성하며, 상기 수납 통체(122)의 흡수체 수납홈(122a) 내에 상기 중성자 흡수체(124)를 끼워 맞춤 방식으로 삽입 한 후 상기 수납 통체 엔드캡(123)으로 상기 흡수체 수납홈의 개구를 막아 전자 빔 또는 레이저 빔을 이용해 용접하여 밀봉시키도록 한다. Therefore, the
본 실시예의 중성자재단장치(120)는 수납 통체(122)의 벽체 내부에 절삭 가공을 통해 상기 흡수체 수납홈(122a)을 형성하고 이를 상기 수납 통체 엔드캡(123)으로 막아 밀봉시키도록 함으로써 상기 흡수체 수납홈의 개구를 막아 밀봉시키기 위한 상기 수납 통체 엔드캡(123)의 용접 부위를 최소화할 수 있게 된다. The
그리고, 제조된 중성자재단장치(120)는 조사 시험중 밀봉 후 용접 부위가 산화 등으로 변형되어 문제가 발생하지 않도록 하기 위하여 1차 조립이 끝나면 진공로(10-7)에서 450C에서 8시간정도 가열해서 열변화 상태를 확인한 후 육안검사와 X-ray 래디오그래피 검사를 수행하여 치수 변화와 용접 상태 등의 건전성을 확인 후 사용된다. After the primary assembly, the produced
이때, 중성자 흡수체(124)는 중성자 에너지 스펙트럼 중에서 차폐시켜야 할 중성자 에너지 스펙트럼 대역에 따라서 카드늄(Cd), 하프늄(Hf), 붕소 합금 또는 가돌리늄 화합물 또는 유로퓸(Eu) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 중성자 흡수 물질들로 이루어질 수 있다. At this time, the
(g/cm3)density
(g / cm3)
(w/m℃)Thermal conductivity
(w / m ° C)
(1/℃)Coefficient of thermal expansion
(1 / C)
(barns)Neutron absorption cross-sectional area
(barns)
(Cd)Cadmium
(CD)
(Hf)hafnium
(Hf)
표 1은 중성자 흡수체(124)를 이루는 중성자 흡수 물질들 중에서 주로 사용되는 카드늄(Cd)과 하프늄(Hf)의 물성을 나타낸 것이다. 상기한 카드늄(Cd)과 하프늄(Hf)의 물성을 비교하여 설명하면 다음과 같다. Table 1 shows physical properties of cadmium (Cd) and hafnium (Hf) which are mainly used among the neutron absorbing materials constituting the neutron absorber (124). The physical properties of cadmium (Cd) and hafnium (Hf) will be described below.
카드늄(Cd)은 낮은 융점과 큰 열팽창계수를 가지고 있어 공학적 설계 관점에서 복잡하고, 매우 높은 열중성자 단면적을 가지고 있기 때문에 약간 얇은 중성자 스크린으로 대부분의 경우에 중성자 속 분포를 조정하기에 충분하다. 그리고 높은 중성자 속에서 113Cd는 빠르게 감손되어서 조사 샘플에 예상치 못한 출력증가를 막기 위해 빈번한 교체가 요구될 수 있다. Since cadmium (Cd) has a low melting point and a large coefficient of thermal expansion, it is complicated in engineering design and has a very high thermal neutron cross section, so a thinner neutron screen is sufficient to adjust neutron flux distribution in most cases. And in the high neutron, 113Cd is rapidly depleted and frequent replacement may be required to prevent an unexpected increase in power in the irradiated sample.
하프늄(Hf)은 중성자 흡수 단면적이 작기 때문에 출력 상승이 점진적으로 일어날 것으로 예상되므로 고속 스펙트럼에서 가장 긴 조사(100일 이상)를 할 수 있고, 우수한 기계적 특성을 가지며, 내식성이 매우 좋아 도핑 없이도 사용할 수 있고, 융점이 높은 장점을 갖는다. Since hafnium (Hf) has a small neutron absorption cross section, it is expected that the output rise will progress gradually, so it can be used for the longest irradiation (more than 100 days) in high-speed spectrum, has excellent mechanical characteristics, And has a high melting point.
한편, 하프늄(Hf)의 열중성자 단면적은 전술한 다른 중성자 흡수 물질들만큼 높지 않으며, 조사 중 형성된 하프늄 동위 원소는 역시 양호한 열중성자 중성자 흡수체다. 하프늄은 열중성자 흡수시 붕괴로 인한 감손이 천천히 일어나 스크린의 교체 요구가 자주 발생하지 않으며, 좋은 열전도체이기 때문에 알루미늄과 결합하여 사용할 수 있다. On the other hand, the thermal neutron cross-sectional area of hafnium (Hf) is not as high as other neutron absorbing materials mentioned above, and the hafnium isotope formed during irradiation is also a good thermal neutron neutron absorber. Hafnium can be used in combination with aluminum because it is a good thermal conductor because the decay due to the collapse of the thermal neutron absorption occurs slowly and the need for screen replacement is not frequent.
한편, 전술한 카드늄(Cd) 및 하프늄(Hf) 이외에, 붕소(B)는 붕소-알루미늄 합금(B-Al)을 포함한 합금 형태로 사용하고, 가돌리늄(Gd)은 산화가돌리늄(Gd2O3)와 같은 가돌리늄 화합물 형태로 사용한다. 여기서, 붕소 합금과 가돌리늄 화합물은 각각 열중성자로 내에서 모사하고자 하는 조사 특성에 따라 붕소(B) 및 가돌리늄(Gd)의 조성비를 가변시켜 적용한다. 그리고, 유로퓸(Eu)의 경우 매우 높은 열중성자 단면적을 가진 물질이기는 하나 희귀하고 고가이기 때문에 사용은 제한된다.On the other hand, in addition to the foregoing cadmium (Cd) and hafnium (Hf), boron (B) is a boron-used as alloy type, including the aluminum alloy (B-Al), and gadolinium (Gd) is a gadolinium oxide (Gd 2 O 3) As a gadolinium compound. Here, the composition ratio of boron (B) and gadolinium (Gd) is varied depending on the irradiation characteristics to be simulated in the thermal neutron beam, respectively, for the boron alloy and the gadolinium compound. Although europium (Eu) has a very high thermal neutron cross-sectional area, its use is limited because it is rare and expensive.
도 7은 중성자 에너지 스펙트럼을 도시한 그래프이다.7 is a graph showing the neutron energy spectrum.
도 7를 참조하여 설명하면, ①은 통상적인 열중성자로의 에너지 스펙트럼을 도시한 것이고, ②는 중성자 흡수체(124)를 포함하는 중성자재단장치(120)를 이용하여 열중성자 및 열외중성자 부분이 재단되어 나타나는 중성자 스펙트럼을 도시한 것이다. Referring to FIG. 7, (1) shows an energy spectrum of a typical thermal neutron, and (2) shows a case where a thermal neutron and an extra-neutron portion are cut using a
이처럼, 상기 중성자재단장치(120)는 튜브 몸체(121)의 벽체 내부에 중성자 흡수체(124)가 수납 설치되도록 함으로써, 열중성자로 내에서 조사 시험을 수행하는 과정에서 중성자 흡수체(124)를 통해 시료가 수납되는 상기 시료 수납 공간(125) 내부로 조사되는 중성자 에너지 스펙트럼 중에서 열중성자 또는 열외중성자를 흡수하도록 에너지 스펙트럼을 재단하여 열중성자로의 가동으로 통상 달성할 수 없는 다양한 조사 조건 예를 들어, 고속중성자로의 조사 조건들을 모사할 수 있다. As a result, the
이하, 본 발명의 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐에 대한 또 다른 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 설명하되, 전술한 제1 실시예와 동일 및 유사한 구성에 대해서는 동일 참조 부호를 사용하고 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다. Hereinafter, another embodiment of the irradiation test capsule capable of cutting the neutron energy spectrum according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate like or similar components to those of the first embodiment described above A duplicate description of the function is omitted.
도 8은 제2 실시예에 따른 중성자재단장치가 수납된 미니 캡슐을 도시한 측단면도이고, 도 9는 도 8의 중성자재단장치를 도시한 사시도이며, 도 10은 도 9의 중성자재단장치의 분해 사시도이고, 도 11은 도 9의 ⅩⅠ-ⅩⅠ 선을 따라 잘라서 본 중성자재단장치의 정단면도이며, 도 12는 도 8의 ⅩⅡ-ⅩⅡ 선을 따라 잘라서 본 미니 캡슐의 단면도이다. 9 is a perspective view showing a neutron cutting apparatus of FIG. 8, FIG. 10 is a sectional view of a neutron cutting apparatus according to a second embodiment of the present invention, 11 is a front cross-sectional view of the present neutron cutting apparatus cut along the line XI-XI in FIG. 9, and FIG. 12 is a sectional view of the mini-capsule taken along the line XII-XII in FIG.
도 8 내지 도 12를 참조하여 설명하면, 본 실시예의 미니 캡슐(100) 내에 수납 설치되는 중성자재단장치(220)는, 전술한 제1 실시예의 중성자재단장치(120)와 비교하여, 이중관 구조의 튜브 몸체(221)와 상기 튜브 몸체(221)의 이중관 벽체 사이에 수납 설치되는 중성자 흡수체(224)로 이루어지는 구성의 차이점을 갖는다.8 through 12, the
여기서, 상기 튜브 몸체(221)는 내측 수납 통체(222), 외측 수납 통체(223) 및 한 쌍의 수납 통체 엔드캡(225)을 포함하여 구성된다.The
상기 내측 수납 통체(222)는 상기 미니 캡슐 본체(110) 내부서 상기 시료 수납 공간(125)을 형성하도록 원통 형상으로 이루어지고, 상기 외측 수납 통체(223)는 내부에 상기 내측 수납 통체(222)가 동심을 이루며 삽입되어 이중관 구조를 이루도록 상기 내측 수납 통체(222) 보다 직경이 더 큰 원통 형상으로 이루어진다. The
따라서, 상기 내측 수납 통체(222)의 외주면과 상기 외측 수납 통체(223)의 내주면 사이에 상기 중성자 흡수체(224) 수납을 위한 흡수체 수납 공간이 마련된다. Therefore, an absorber accommodation space for accommodating the
그리고, 수납 통체 엔드캡(225)들은 각각 상기 내측 수납 통체(222) 및 상기 외측 수납 통체(223)의 양측 단부에 접합되어 상기 흡수체 수납 공간의 양측 개구들을 막아 상기 중성자 흡수체(224)가 수납된 상기 흡수체 수납 공간을 폐쇄하도록 함과 아울러 상기 내측 수납 통체(122) 내부의 상기 시료 수납 공간(125)이 개방되게 엔드캡 몸체부(225a)가 중공 원판형으로 이루어지고, 상기 엔드캡 몸체부(225a)의 내측에는 상기 흡수체 수납 공간 내부에 끼워져 양측 개구를 막아 폐쇄하는 삽입 돌기부(225b)가 돌출 형성된다. The receiving
한편, 전술한 바와 같이 상기 내측 수납 통체(222)와 상기 외측 수납 통체(223) 사이에 구획된 상기 흡수체 수납 공간 내에 수납되는 중성자 흡수체(224)는 조사 시험시 열팽창에 따른 부피 증가율을 고려하여 상기 수납 통체 엔드캡(225)들의 상기 삽입 돌기부(225b)로부터 여유 공간(126)을 가지고 이격되게 삽입 설치되도록 하는 것이 바람직하며, 전술한 바와 같이 상기 여유 공간(126) 내에는 아르곤(Ar)이나 헬륨(He) 등의 불활성 가스가 채워질 수 있다.On the other hand, as described above, the
또한, 상기 수납 통체 엔드캡(225)들은 외주면 상에서 상기 중성자재단장치(220)이 수납되는 상기 미니 캡슐 본체(110)의 내주면과 사이에 갭이 형성되도록 이격시키기 위한 3개 이상의 스페이서 돌기(225c)들이 외주 방향을 따라 간격을 두고 돌출 형성되는 것이 보다 바람직하다. In addition, the receiving
상기한 스페이서 돌기(225c)들은 상기 중성자재단장치(220)가 삽입되는 상기 미니 캡슐 몸체(110)의 내주면과 상기 튜브 몸체(221) 외주면 사이에 일정 간격의 갭(G)을 형성함과 아울러 이들 사이에 형성됨에 갭(G)에 의해 중성자재단장치(220)를 잡아 구속하는 역할을 한다.The
여기서, 스페이서 돌기(225c)는 열계산을 통해 조사 조건에 합당한 상기 미니 캡슐 몸체(110)의 내주면과 상기 튜브 몸체(221) 외주면 틈새(G)을 결정한 후 이에 대응되는 돌기 높이를 갖도록 가공하여 적용한다.Here, the
이처럼, 본 실시예의 중성자재단장치(220)는 직경차를 가지는 알루미늄 파이프를 정밀 가공하여 상기 내측 수납 통체(222) 및 상기 외측 수납 통체(223)를 제작하고, 삽입 돌기부(225c)들이 돌출 형성된 중공 원판형의 수납 통체 엔드캡(225)을 제작하며, 시트 형태의 중성자 흡수 물질의 양단부가 서로 맞대어지게 원통 형상으로 말아 상기 중성자 흡수체(224)를 제작한다.As described above, the
그리고, 상기 외측 수납 통체(223)와 그 내부에 수납된 내측 수납 통체(222) 사이에 형성된 상기 흡수체 수납 공간 내에 상기 중성자 흡수체(224)를 끼워 맞춰지도록 삽입한 후, 양단부에 각각 수납 통체 엔드캡(225)들을 전자 빔 또는 레이저 빔을 이용해 접합하여 상기 흡수체 수납 공간의 양측 개구를 막아 밀봉하도록 한다. The
그리고, 제조된 중성자재단장치(220)는 전술한 바와 같이 조사 시험중 밀봉 후 용접 부위가 산화 등으로 변형되어 문제가 발생하지 않도록 하기 위하여 1차 조립이 끝나면 진공로(10-7)에서 450C에서 8시간정도 가열해서 열변화 상태를 확인한 후 육안검사와 X-ray 래디오그래피 검사를 수행하여 치수 변화와 용접 상태 등의 건전성을 확인 후 사용된다.As described above, the manufactured
이처럼, 본 실시예의 중성자재단장치(220)는 직경차를 가지는 2개의 상기 내측 수납 통체(222) 및 상기 외측 수납 통체(223)를 사용함으로써, 별도의 절삭 공정 없이도 이들 사이에 만들어지는 이격 공간을 흡수체 수납 공간으로 활용하도록 함으로써 중성자재단장치(220)의 제조 원가 및 제조 시간을 단축시킬 수 있다. As described above, the
전술한 바와 같이, 본 발명의 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐(1)은 중성자재단장치(120, 220)를 이루는 상기 튜브 몸체(121, 221)의 벽면 내부에 중성자 흡수체(124, 224)를 수납 설치하여 이를 통해 상기 시료 수납 공간으로 조사되는 중성자 에너지 스펙트럼 중에서 열중성자 또는 열외중성자의 적어도 일부를 차단하여 열중성자로의 가동으로 달성할 수 없는 다양한 조사 조건 특히, 고속중성자로 속 조사 특성을 모사해낼 수 있도록 함으로서, 나트륨냉각고속로(SFR) 개발을 위한 재료의 자격화에 필수적인 조사 시험들을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 특정한 에너지를 가지는 중성자조사를 통하여 암치료 등의 의료 및 새로운 반도체 개발 분야, 인공 보석 개발 등의 전반적인 산업 분야에 다양하게 적용할 수 있는 효과를 갖는다. As described above, the
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. And it goes without saying that they belong to the scope of the present invention.
1: 조사 시험 캡슐 10: 캡슐 본체
11: 상부 서포트 튜브 12: 하부 서포트 튜브
15: 중간 서포트 튜브 15a: 상부 고정홈부
15b: 하부 고정홈부 16: 상단 엔드 플레이트
17: 하단 엔드 플레이트 18: 로드팁
19: 로드 20: 캡슐 장입 공간
21: 하부 가이드부 22: 하부 가이드 스프링
23: 가이드 스프링 어셈블리 25: 상부 가이드
26: 그래플 헤드 록 30: 중심 지지봉
31: 그래플 헤드 32: 그래플 헤드 클램핑 너트
100: 미니 캡슐 110: 미니 캡슐 본체
111: 상부 고정돌기 115: 내부 수납 공간
120, 220: 중성자재단장치 121, 221: 수납 몸체
122: 수납 통체 122a: 흡수체 수납홈
123: 수납 통체 엔드캡 123a: 엔드캡 몸체부
123b: 삽입 돌기부 124: 중성자 흡수체
125: 시료 수납 공간 126: 여유 공간
130: 미니 캡슐 엔드캡 131: 하부 고정돌기
140: 스페이서 블록 222: 내측 수납 통체
223: 외측 수납 통체 224: 중성자 흡수체
225: 수납 통체 엔드캡 225a: 엔드캡 몸체부
225b: 삽입 돌기부 225c: 스페이서 돌기
310: 시료 320: 온도 표시자
330: 중성자 측정자1: irradiation test capsule 10: capsule body
11: upper support tube 12: lower support tube
15:
15b: lower fixing groove portion 16: upper end plate
17: Lower end plate 18: Rod tip
19: Load 20: Capsule loading space
21: lower guide part 22: lower guide spring
23: guide spring assembly 25: upper guide
26: grapple head lock 30: center support rod
31: Grapple head 32: Grapple head clamping nut
100: Mini capsule 110: Mini capsule body
111: upper fixing protrusion 115: inner storage space
120, 220:
122: receiving
123: receiving
123b: insertion protrusion 124: neutron absorber
125: sample storage space 126: free space
130: mini capsule end cap 131: lower fixing projection
140: spacer block 222: inner receiving cylinder
223: outer receiving cylinder 224: neutron absorber
225: receiving
225b: insert
310: sample 320: temperature indicator
330: Neutron measurer
Claims (9)
상기 중성자재단장치는,
상기 미니 캡슐 내에 수납되며 내부에 시료 수납 공간을 제공하도록 통 형상으로 이루어지는 튜브 몸체; 및
상기 튜브 몸체의 벽면 내부에 설치되어 상기 시료 수납 공간으로 조사되는 중성자 에너지 스펙트럼 중에서 열중성자 또는 열외중성자의 적어도 일부를 차단하여 중성자 에너지 스펙트럼을 재단하는 중성자 흡수체;를 포함하며,
상기 튜브 몸체는,
일측 단부에 개구를 형성하며 길이 방향을 따라 흡수체 수납 공간을 마련하도록 흡수체 수납홈이 형성되는 수납 통체; 및
상기 수납 통체의 일측 단부에 형성된 상기 개구를 막아 상기 중성자 흡수체가 수납된 상기 흡수체 수납 공간을 폐쇄하고 상기 수납 통체 내부의 상기 시료 수납 공간이 개방되게 중공 판형으로 이루어지는 수납 통체 엔드캡;을 포함하는 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐.
A neutron trimming device for trimming the spectrum of the neutron energy irradiated in the neutron furnace so as to realize the required irradiation test environment respectively housed in the mini capsules charged in the irradiation test capsule to perform the irradiation test in the neutron furnace and,
The neutron cutting apparatus includes:
A tubular body housed in the mini capsule and having a cylindrical shape to provide a sample storage space therein; And
And a neutron absorber disposed in a wall surface of the tube body to cut off at least a part of thermal neutrals or neutrons from the neutron energy spectrum irradiated to the sample storage space to cut a neutron energy spectrum,
The tube body includes:
A receiving cylinder having an absorber receiving groove formed at one end thereof to form an opening and to provide an absorber receiving space along the longitudinal direction; And
And a receiving cylinder end cap which is formed in a hollow plate shape so as to cover the opening formed at one end of the receiving cylinder to close the absorber receiving space accommodating the neutron absorber and to open the sample accommodating space inside the receiving cylinder, Capable of irradiation test of energy spectrum cut.
상기 중성자재단장치는,
상기 미니 캡슐 내에 수납되며 내부에 시료 수납 공간을 제공하도록 통 형상으로 이루어지는 튜브 몸체; 및
상기 튜브 몸체의 벽면 내부에 설치되어 상기 시료 수납 공간으로 조사되는 중성자 에너지 스펙트럼 중에서 열중성자 또는 열외중성자의 적어도 일부를 차단하여 중성자 에너지 스펙트럼을 재단하는 중성자 흡수체;를 포함하며, .
상기 튜브 몸체는,
내부에 상기 시료 수납 공간을 형성하는 내측 수납 통체;
상기 내측 수납 통체가 내부에 동심을 이루며 삽입되어, 상기 내측 수납 통체의 외주면과의 사이에 상기 중성자 흡수체 수납을 위한 흡수체 수납 공간을 갖도록 하는 외측 수납 통체; 및
상기 내측 수납 통체 및 상기 외측 수납 통체의 양측 단부에서 상기 흡수체 수납 공간의 양측 개구를 막아 상기 중성자 흡수체가 수납된 상기 흡수체 수납 공간을 폐쇄하도록 하고 상기 내측 수납 통체 내부의 상기 시료 수납 공간이 개방되게 중공 판형으로 이루어지는 한 쌍의 수납 통체 엔드캡;을 포함하는 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐.
A neutron trimming device for trimming the spectrum of the neutron energy irradiated in the neutron furnace so as to realize the required irradiation test environment respectively housed in the mini capsules charged in the irradiation test capsule to perform the irradiation test in the neutron furnace and,
The neutron cutting apparatus includes:
A tubular body housed in the mini capsule and having a cylindrical shape to provide a sample storage space therein; And
And a neutron absorber installed in the wall surface of the tube body to cut at least a part of thermal neutrals or neutrons from the neutron energy spectrum irradiated to the sample storage space to cut a neutron energy spectrum.
The tube body includes:
An inner storage cylinder for forming the sample storage space therein;
An outer accommodating cylinder inserted into the inner accommodating cylinder concentrically and having an absorbent storage space for storing the neutron absorber between the outer circumferential surface of the inner receiving cylinder and the outer circumferential surface of the inner accommodating cylinder; And
Both sides of said inner receiving cylinder and said outer receiving cylinder are closed at both side openings of said absorber receiving space to close said absorber receiving space in which said neutron absorber is housed and to open said sample accommodating space inside said inner receiving cylinder An irradiation test capsule capable of cutting a neutron energy spectrum including a pair of receiving end caps in a plate shape.
상기 수납 통체 엔드캡은,
상기 흡수체 수납 공간 내부에 삽입되어 상기 튜브 몸체의 상기 개구를 폐쇄하도록 삽입 돌기부가 돌출 형성되는 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐.
3. The method according to claim 2 or 3,
The receiving cylinder end cap includes:
And the insertion protrusion is protruded so as to close the opening of the tube body by being inserted into the absorbent storage space.
상기 중성자 흡수체는,
상기 삽입 돌기부로부터 여유 공간을 두고 상기 튜브 몸체의 상기 흡수체 수납 공간 내에 수납 설치되는 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐.
5. The method of claim 4,
The neutron absorber may be formed,
And the neutron energy spectrum cut out is installed in the absorber accommodating space of the tube body with a clearance from the insertion protruding portion.
상기 수납 통체 엔드캡은,
외주면 상에서 상기 미니 캡슐의 내주면과의 간격 유지를 위한 3개 이상의 스페이서 돌기들이 외주 방향을 따라 간격을 두고 돌출 형성되는 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐.
4. The method of claim 3,
The receiving cylinder end cap includes:
And a plurality of spacer protrusions for maintaining a gap between the inner circumferential surface of the mini capsule and the inner circumferential surface of the mini capsule are formed on the outer circumferential surface at intervals along the outer circumferential direction.
상기 튜브 몸체는 알루미늄 재질로 이루어지는 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐.
3. The method according to claim 2 or 3,
Wherein the tube body is made of an aluminum material, and the neutron energy spectrum can be cut.
상기 중성자 흡수체는,
시트 형태의 중성자 흡수 물질을 내부에 수납 가능하게 양측 단부가 서로 맞대어지게 말아 상기 흡수체 수납 공간 내에 일체로 수납 가능한 통 형상을 갖도록 형성되는 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐.
3. The method according to claim 2 or 3,
The neutron absorber may be formed,
The neutron absorbing material in the form of sheet can be accommodated therein so that both end portions of the neutron absorbing material come into contact with each other so as to have a cylindrical shape capable of being housed integrally in the absorbent storage space.
상기 중성자 흡수체는,
카드늄(Cd), 하프늄(Hf), 붕소 합금, 가돌리늄 화합물 또는 유로퓸(Eu) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 중성자 흡수 물질을 포함하여 이루어지는 중성자 에너지 스펙트럼 재단이 가능한 조사 시험 캡슐.
3. The method according to claim 2 or 3,
The neutron absorber may be formed,
An irradiation test capsule capable of cutting a neutron energy spectrum comprising at least one neutron absorbing material selected from cadmium (Cd), hafnium (Hf), boron alloy, gadolinium compound or europium (Eu).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160141791A KR101792556B1 (en) | 2016-10-28 | 2016-10-28 | Materials Irradiation Test Capsule With Neutron Spectrum Tailoring Capability |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160141791A KR101792556B1 (en) | 2016-10-28 | 2016-10-28 | Materials Irradiation Test Capsule With Neutron Spectrum Tailoring Capability |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101792556B1 true KR101792556B1 (en) | 2017-11-09 |
Family
ID=60385613
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020160141791A KR101792556B1 (en) | 2016-10-28 | 2016-10-28 | Materials Irradiation Test Capsule With Neutron Spectrum Tailoring Capability |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101792556B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015052540A (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | Neutron controller, and neutron irradiation device |
JP2016176705A (en) | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 三菱重工業株式会社 | Test capsule and method for reloading test piece |
-
2016
- 2016-10-28 KR KR1020160141791A patent/KR101792556B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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JP2015052540A (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-19 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | Neutron controller, and neutron irradiation device |
JP2016176705A (en) | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 三菱重工業株式会社 | Test capsule and method for reloading test piece |
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