Accident-Tolerant Fuel(ATF) 기술의 한 구성요소로서 피복 클래딩(coated cladding)은 고온·고압 조건에서 원자핵 연료의 기계적 및 열적 성능을 향상시킬 수 있는 잠재력 때문에 상당한 주목을 받아왔다. 그러나 피복층에 의해 도입되는 복잡한 다중물리 상호작용으로 인해 피복 클래딩의 구조적 분석은 여전히 어려운 과제로 남아 있다. 유한요소해석(Finite Element Analysis, FEA)은 복잡한 형상과 비선형 재료 거동을 처리할 수 있다는 점에서 널리 활용되고 있으나, 높은 계산 비용 때문에 대규모 또는 장기 시뮬레이션에서의 활용성이 제한된다. 이러한 한계를 해결하기 위해 본 연구에서는 유한차분법(Finite Difference Method, FDM)에 기반한 2차원 축대칭 구조 해석 모델을 제안하며, 특히 Cr 피복 ATF 클래딩의 기계적 거동을 모사하도록 설계하였다. 이 모델은 기판 및 피복층 모두에서 탄성, 소성 및 크리프 변형을 고려하여, 일반적인 원자로 운전 조건에서 계산 효율성과 예측 능력 사이의 유리한 균형을 달성한다. 해당 모델은 GIFT 핵연료 성능 코드에 성공적으로 구현되어 열-기계 연성 시뮬레이션을 통합할 수 있게 하였다. 상용 FEA 소프트웨어와의 검증을 통해 응력 및 변형률 예측에서 강한 일치가 확인되었다. 본 연구는 ATF 개발 과정에서 고도화된 피복 클래딩 시스템의 설계 및 평가를 지원하는 실용적이면서도 확장 가능한 모델링 접근법을 제시한다.

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