방전·펄스파워 기반 핵연료 사고 모사와 방사선 진단 플랫폼

Pulsed-Power Plasma Devices for Nuclear Accident Simulation and Radiation Diagnostics

연구 내용

펄스 파워로 고밀도 플라즈마를 생성해 압력 펄스를 모사하고, 동시 방사선 진단과 실시간 플라즈마 제어 기술을 결합하는 연구

고전압·펄스 방전 회로에서 발생한 고온·고밀도 플라즈마를 이용해 연료 피복관 기계-열-압력 상호작용을 모사하는 장치를 구축합니다. 정전용량 뱅크와 고전력 반도체 스위치를 포함한 펄스 방전 회로에서 전압·전류 파형 측정을 통해 로드로 전달되는 전력과 에너지를 산정하고, 클리딩 튜브 내부 압력에 대응하는 압력 로딩 시스템과 압전 센서를 통해 시간에 따른 압력 펄스를 동시 계측합니다. 또한 마이크로웨이브 송수신 안테나 기반 센서를 챔버 내 매립해 플라즈마 공정 중 상태를 진단하는 구성을 고려합니다. 이를 통해 반응도 삽입 사고 시나리오의 하중 발생과 진단을 연계하고, 실증로에서의 과도현상 기반 실시간 제어 및 방사선 진단 기술로 확장하는 데 목적이 있습니다.

관련 프로젝트

4건

연구 흐름

초기에는 펄스 방전 회로 조건을 조정해 플라즈마에 의한 압력 펄스 발생 특성을 정리하고, 피복관 모사 실험을 통해 장치 성능을 검증했습니다. 이후 압력 상승률과 피크 압력 등 하중 파라미터를 전기적 회로 파라미터와 연동시키는 해석 프레임을 구축했습니다. 동시에 사고 모사 장치의 구성 요소를 시스템 관점에서 정리하고, 챔버 내에서 플라즈마 상태를 계측할 수 있는 진단 장치 아이디어를 보강했습니다. 최근에는 실증로 수준의 과도현상 환경에서 실시간 플라즈마 제어와 실시간 방사선 진단을 연결하는 연구를 수행하며, 진단-제어-하중 모사 간의 연동성을 높이는 방향으로 진행하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

pellet-cladding mechanical interaction 모사
reactivity-initiated accident 시나리오 검증
고압력 상승률 장치 성능 평가
펄스 방전 회로 기반 하중 재현
플라즈마 기반 압력 센싱 시스템
마이크로웨이브 진단 기반 상태 추정
방사선 진단 데이터 수집체계 구축
실시간 플라즈마 제어 로직 검증
고방사 환경 계측 신뢰성 향상
사고 모사용 실험 조건 표준화