[논문자료] 고준위폐기물처분장 내 공학규모의 균질 완충재 블록 성형특성 및 현장적용성 분석

[논문자료] 고준위폐기물처분장 내 공학규모의 균질 완충재 블록 성형특성 및 
현장적용성 분석

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안녕하세요.

We Make Your Idea Possible! 일신오토클레이브입니다.

 

여러분은 원자력에너지에 대해 얼마나 알고 계신가요? 간단히 발전방식을 예로 들었을 때, 화력발전이 화석연료를 에너지원으로 사용한다면 원자력발전은 우라늄의 핵분열로부터 에너지를 얻어 이용한다는 차이가 있습니다.

현재 우리나라에도 고리, 월성 원자력발전소 등이 운영되고 있는데요, 원자력에너지는 그 사용만큼이나 사용 후 남는 핵폐기물의 처리가 중요하기도 합니다. 오늘은 그 핵폐기물 처리와 관련된 논문을 한편 소개해 드릴까합니다. 함께 보시죠!

 

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고준위폐기물은 반감기가 길고 방사능 준위가 높아 심층처분을 안전하게 하기 위해서는 장기간의 기술개발과 폐쇄후 처분 안전성에 대한 국민의 신뢰를 확보하는 것이 필수적이다. 따라서 고준위폐기물 처분시스템의 장기안전성을 검증하기 위해서는 처분조건과 유사한 실제 현장조건에서 사전에 처분시스템의 구성요소에 대한 실증연구를 통해 그 기술적 타당성을 입증하여야 한다.

 

본 연구의 목적은 고준위폐기물 처분기술 개발과 관련하여 현장실증 연구를 위해 사용될 공학규모 이상의 균질 완충재 블록을 제작하기 위한 새로운 방법론을 제시하는 것이다. 이와 관련하여 플롯팅 다이(floating die) 방식의 프레스 재하 및 냉간등방압프레스(CIP; Cold Isostatic Press) 기법을 국내 최초로 완충재 제작에 적용하였다.

 

 

출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=JAKO201811648108654

 

 

CIP 기법은 금속이나 세라믹 또는 폴리머 분말을 고무백과 같은 저저항의 몰드 안에 밀봉한 후, 고압용기에 넣어 사방에서 균일한 등방압을 가해 밀도가 일정한 재료로 성형하는 방법이다. 이는 일반적으로 등방적인 유체압력이 작용하기 때문에 밀도가 균질하고 방향성이 적은 성형체를 얻을 수 있는 장점이 있어 고강도를 요하는 전력 부품 등의 제조업 분야에서 많이 활용되고 있는 재료 가공방법 중의 하나이다. 본 연구에서도 공학규모 이상의 균질한 완충재 블록을 성형하기 위하여 CIP 기법을 벤토나이트에 적용하여 블록을 성형하였다.

 

공학규모로 제작된 완충재 블록은 벤토나이트의 높은 팽윤특성과 응력이완 현상으로 인해 균열발생 가능성이 크며, 이를 방지하기 위해서는 건조한 조건에서 진공포장 상태로 보관하고 가능하면 실험에 바로 사용하는 것이 바람직하다.

한편 CIP를 적용한 완충재 블록은 시간 경과에 따른 응력이완 현상이 적용하지 않은 블록에 비해 현저히 적다는 점을 확인할 수 있었다.

 

 

[논문]고준위폐기물처분장 내 공학규모의 균질 완충재 블록 성형특성 및 현장적용성 분석

 

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위 논문에 따르면 벤토나이트는 수분에 민감해서 주변이 습윤조건인 경우 완충제 블록의 표면과 내부의 팽윤특성 차이에 의해 표면부터 균열이 생긴다고 합니다. 하지만 건조한 환경에서도 벤토나이트 파우더에 높은 압력을 가한 후 응력을 제거했을 때, 원래 상태로 되돌아가려고 하는 성질때문에 어느정도의 균열 발생은 불가피하다고 하는데요, 이 응력이완현상으로 인한 표면 균열의 발생이 CIP 적용을 통해 현저히 감소했다는 것이 포인트입니다!

 

 

이 CIP는 고온·고압 기술 전문가인 일신오토클레이브의 프레스 라인업에도 포함되어 있는데요, 간단히 말씀드리자면 CIP는 온도에 의한 물성 변화가 필요 없는 제품을 상온에서 다양한 크기와 원하는 형태로 성형하는데 사용되는 프레스라고 할 수 있어요. 유체의 압력이 등방향으로 적용되기 때문에 균질한 밀도를 가진 결과물을 얻을 수 있다는 장점이 있어 고성능 절연체 및 기능성 부품, 고강도 복합재료, 발열체 및 특수부품, 세라믹, 금속, 카본, Powder 성형 등 정말 다양한 분야에서 쓰이고 있답니다.

 

 

이런 다양한 쓰임새와 상세 스펙이 궁금하시다면 아래에 링크를 첨부해 두었으니 참고하시면 좋을것 같습니다. 그 외에도 추가적인 문의 사항이 생기시면 언제든지 저희 일신오토클레이브로 연락주세요!

 

 

정수압 프레스 (CIP_냉간정수압)

https://www.suflux.com/product/detail.html?product_no=81&cate_no=166&display_group=1

 

 

 

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