수소취화

Hydrogen Embrittlement. 금속이 수소원자를 포함하는 수용액 또는 가스분위기 중에 놓여 있을 때, 금속내부에 수소가 확산 침입함으로써 연성이 저하하고 취약하게 되는 현상을 말한다.

산세, 전해, 부식 등에 의해 생긴 수소가 침입하거나 고온의 수소분위기에 있을 때 발생한다. 가압경수로 원전에서는 부식억제를 위한 수소 첨가 운전으로 초기 지르칼로이 피폭관 재료에서 수소화 문제가 있었으나 지르칼로이-4 이후 피복관은 수소 흡수가 덜 되기 때문에 정상 운전 중에는 별 문제가 되지 않는다. 그러나 원자로 냉각재상실사고시 계통내 압력강하에 따른 연료봉 내압과의 차이와 온도상승으로 피복관이 풍선처럼 부풀어 올라 터질 경우 파손구를 통하여 연료봉 안쪽으로 수증기가 침입하여 피복관 내부도 산화된다. 이때 지르칼로이-수증기반응에 의해 수소가 발생하며 피복관 내면 분위기의 조성이 수증기와 수소의 혼합가스로 변화한다. 가스중 수소의 비율이 어떤 값을 초과하면 지르칼로이피복관은 수소뿐만 아니라 산소도 흡수하여 매우 취약해진다.

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr