[원자력기사] 2021년 05월 15일(2회) 해설 (56~60)
※ 공부하는 수험생 입장에서 원자력기사에 관한 문제 해설조차 없는게 안타까워 만들었습니다.
저도 공부하는 입장이라 잘 모르는 부분이 많습니다.
애매한 부분은 빨간색으로 표시했으니, 참고하시면 좋을 것 같습니다.
강조하고 싶은 부분은 형광색으로 표시했습니다.
혹 잘못된 부분, 더 좋은 풀이를 알고 계신 분들은 댓글로 남겨주세요.
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정답 : 4
질량유량을 구하는 공식을 알고 계신가요?
$$ \dot{m} [kg/s] = \rho A v $$
(m은 질량유량, 로는 밀도, A는 (배관)면적, v는 유속)
내경이 20cm일때나, 30cm일때나 질량유량은 같아야합니다.
같은 양의 물이 단위 시간당 흘러야합니다.
즉, 다음과 같은 식을 만족해야합니다.
$$ \dot{m}_{1} = \dot{m}_{2} $$
달라지는건 면적 A와 유속 v고 밀도는 같으므로
$$ \rho A_{1} v_{1} = \rho A_{2} v_{2} $$
$$ \frac{A_{1}}{A_{2}} = \frac{v_{2}}{v_{1}} $$
$$ v_{2} = kv_{1} $$
(단, k는 임의의 상수)
$$ \frac{\pi \times 0.1^{2}}{\pi \times 0.15^{2}} = \frac{kv_{1}}{v_{1}} $$
$$ \therefore v_{2} = 0.444... \times v_{1} \quad (k = 0.444...) $$
$$ 1/k = 1/0.444... = 2.25 $$
혹시 2.25배 빨라지는지 아니면 느려지는지 헷갈리시나요?
$$ \dot{m} = \rho A v $$
A, v는 질량유량에 대해 정비례 관계입니다.
따라서, A가 커지면 질량유량을 유지하기 위해서 v는 감소해야합니다.
정답 : 4
격납건물살수계통 일반 - Atomic Wiki
개요 격납건물 살수계통(containment spray system)은 격납건물 능동 열제거계통이다. 격납건물 살수계통은 원자로냉각재 압력경계 또는 격납건물 내부에서의 주증기 및 주급수계통의 배관파단 같은
atomic.snu.ac.kr
정답 : 4
잘려있어서 뭐가 잘못되었는지 모르겠네요.
랭킨 사이클은 펌프, 보일러, 터빈, 복수기(콘덴서)로 이루어진 사이클입니다.
기본적으로 열 효율은
$$ \eta = \frac{W}{Q}$$
해준 일 / 들어온 열 입니다.
펌프에는 일이 들어오고, 터빈으로 일이 나가며,
보일러로 열이 들어오고, 복수기로 열이 빠져나갑니다.
간단한 열역학도 추후 포스팅하겠습니다.
정답 : 3
1. PCCI(Pellet Cladding Chemical Interaction)
출력 변화에 따라 핵연료 소결체와 피복관이 상호작용을 일으켜 핵연료봉이 파단하는 현상
펠렛과 피복재(클래딩)간의 상호작용입니다. 흔히 PCI로 자주 불리며 아래 사이트, 논문을 참고하시기 바랍니다.
원자력재료/핵연료피복재료 | 원자력재료종합정보시스템
1. 피복재의 요건 및 종류 1.1 피복재의 개념 및 재료요건 핵연료피복재(fuel cladding)는 핵연료를 감싸서 핵연료가 냉각재와 직접 접했을 때 일어나는 부식이나 기계적 침식을 방지하고 연소 중에
mdportal.kaeri.re.kr
https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/36/041/36041518.pdf
(UO2 핵연료와 Zircaloy 피복관의 화학적 상호작용, 2004, 한국원자력연구소)
2. 1차 수소화
일차 수소화 반응은 주로 핵연료 펠렛내의 수분, 펠렛내부내 기공에 갇혀있던 수소, 연료봉 충 진기체내의 불순물로 함유된 수소, 유기 오염물(org anic contaminant )등의 방사화 분해 등에 의해 생성된 수소등에 의해 피복관 내면이 수소화 반응을 일으키는 것을 나타내며 핵연료 손상의 주요 한 원인이 된다.
3. 2차 수소화
이와 같이 발생된 매우 작은 크기의 일차결함은 이따금 커다란 이차 수소화 결함을 발생시킨다
...
이 단계의 마지막 단계에 이르면 국소적인 수소 침투가 아닌 연료봉 전체에 걸친 수 소화가 발생하게 되며 국부적인 대량 침투가 발생한 sunburst가 피복관벽을 관통하게 되며 2차 균열로 인해 방사능 방출속도에 큰 변화가 발생할 수 있다. 이와 같이 추가적으로 발생한 결함은 직경이 1mm까지 증가하며 피복관이 부풀어 반경이 증가하게 된다. 세 번째 단계는 핵연료의 노출 단계로서 추가적으로 발생한 대형 결함을 통해 핵연료가 냉각재에 노출되는데, 이 단계에서는 수소화 반응이 일어난 피복관 산화반응에 의해 결함이 악화되는데, 일차 결함의 확장과정보다 훨 씬 빠르게 결함이 악화되며 마지막 단계인 피복관 파열에 이르게 된다.
https://www.kns.org/files/pre_paper/27/135%EC%9D%B4%EB%AA%85%EC%B0%AC.pdf
(손상핵연료 데이터베이스 구축 및 수소화 손상 특성 분석, 이명찬 외 5명, 2000 춘계학술발표대회 논문집, 한국원자력학회)
4. 피복재의 평탄(Flattening)
정말 정보가 없네요.
보고서에 "노내사용중 연료피복관이 평탄화 되어서는 안된다." 한 줄 적힌게 전부입니다...
정답 : 4
추후 추가하겠습니다.
22.8.1 56번 문제 풀이 수정