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제8401호 원자로, 방사선을 조사(照射)하지 않은 원자로용 연료 요소(카트리지)와 동위원소 분리용 기기
[호해설] (Ⅰ) 원자로
원자로란 일반적으로 생물보호용 방사선차폐물 그 자체와 그 차폐물에 의하여 차단된 구역내의 모든 기구가 포함된다. 또한 차폐물의 내측에 포함되어 있는 기구와 일체를 이루고 있는 것이면 차폐된 구역밖에 있는 다른 기기도 포함된다.
원자로는 일반적으로 다음 물품으로 구성된다. (A) 노심부(爐心部)(다음의 부분으로 이루어진다) : (1) 핵연료(분열성의 것 또는 증식성의 것). 감속재 중에 용해 또는 분산되어 있거나(균질원자로) 또는 연료체(카트리지) 중에 농축되어 있다(비균질형 원자로). (2) 감속재와 중성자 반사체(예: 베릴륨·흑연·물·중수·디페닐 또는 터페닐과 같은 특정의 탄화수소) (3) 냉각체. 이것은 원자로에서 발생되는 열을 제거하는 역할을 한다(이산화탄소·헬륨·중수·용융나트륨 또는 용융창연(蒼鉛)·용융한 나트륨과 칼륨의 혼합물·용융염·혹종의 탄화수소 등이 흔히 이 목적으로 사용된다). 그러나 감속재는 흔히 냉각체로도 작용된다. (4) 제어봉(制御棒) : 중성자를 흡수하는 능력을 두드러지게 갖고 있는 물질의 것(예: 붕소·카드뮴·하프늄) 또는 이러한 물질의 합금제의 것 또는 화합물제의 것이 있다. (B) 기계적 구조물[예: 원자로용기·핵연료체(카트리지)장하(裝荷) 격자·냉각체의 이송용배관·밸브·제어봉의 조작기구 등] (C) 측정용·검사용 또는 자동제어용의 기기(예: 중성자원(源)·전리함·열전대·망원사진기·압력계 또는 유량계) (D) 열적 또는 생물학적인 차폐물(강제·콘크리트제·납제 등)
어떤 경우에는 타종류의 기기가 또한 원자로설비에 사용되기도 하며, 생물보호용 방사선차폐물에 의하여 차단되는 구역 내에 설치되는 경우도 있다. 이러한 것은 원자로의 부분품으로서 본질적인 특성을 갖는 것으로 간주되지 않음으로 각 해당하는 호에 분류해야 한다(아래 제외규정 (c)에서 (ij)까지를 참조할 것).
다만, 원자로의 구성 부분품의 성질·특징 및 조립 방식은 상당한 차이가 있을 수 있다. 즉, 원자로의 종류는 일반적으로 다음의 제점에 의하여 구별된다. (1) 연쇄반응을 증식시키는 중성자의 에너지(예: 열(저속)로·중속로 및 고속로) (2) 원자로의 로심부에서의 핵분열성 물질의 배분(예: 균질로 및 비균질로) (3) 사용목적[예: 연구용로·동위원소생산용로·재료시험용로·핵분열연료물질을 핵분열성물질로 전환하는 로(전환로 및 증식로)·추진용로·열에너지 또는 전기에너지의 발생로 등] (4) 사용재료의 종류 및 작동의 원리(예: 천연우라늄·농축우라늄·우라늄-토륨·나트륨-흑연·기체흑연·가압수·가압중수·비등수·스위밍푸울·유기감속기 형식의 로)
일반적으로 원자로의 크기는 최소한 "임계(臨界)(Critical)"현상이 되도록 설계되어 있으므로, 중성자의 외부손실로 인하여 연쇄반응이 중단되는 일은 결코 없다. 그러나 연구목적으로는 중성자원의 추가를 요하는 "아임계(亞臨界) 원자로(subcritical reactors)"가 가끔 사용되기도 한다. 이들 로도 또한 이 호에 포함된다.
원자로의 부분품이 분리하여 제시되는 경우에는 일반적으로 제16부 주 제2호의 규정에 따라 분류된다.
제어봉 및 제어봉작동기구.로의 핵분열반응을 촉발시키기 위하여 부착한 중성자원·용기·핵연료체(카트리지)의 삽입용 격자 및 가압 경수로의 가압기는 원자로의 부분품으로서 이 호에 분류된다.
다만, 다음의 물품은 원자로 부분품으로 간주하지 않는다. (a) 흑연(제3801호 또는 제6815호)·베릴륨(제8112호) 또는 산화베릴륨(제6914호) 등의 블록 (b) 금속관(특수형태 또는 기타 다른 방법으로 가공치 않고 단지 성형만 한 것으로 미조립상태로 제시한 것.
그러나 원자로의 건설용으로 인정될 수 있는 것인지를 불문한다) (제15부) (c) 증기 및 기타 증기발생 보일러(제8402호) (d) 열교환기(제8404호 또는 제8419호) (e) 증기터빈 및 기타 증기터빈(제8406호) (f) 펌프(제8413호 또는 제8414호) (g) 송풍기(제8414호) (h) 물에서 광물성 물질을 추출하는 장치(일반적으로 제8419호 또는 제8421호) (ij) 핵연료체의 위치변경 또는 추출용의 취급기기 및 운반크레인(일반적으로 제8426호) (k) 방사성물품의 기계식 원격조정기(제8428호) (Ⅱ) 방사성 동위원소분리용 기기
이들 그룹은 동위원소 중의 하나의 원소를 화학적 원소 또는 화합물로 농축하거나 혼합 구성된 동위원소를 완전분리하는데 사용하도록 설계제작된 모든 기계적·열관계적·전기적 기기를 포함한다.
가장 중요한 것은 중수(산화중수소)의 생산용 또는 우라늄을 U235로 농축하는데 사용되는 기기들이다.
자연수의 농축에 의하여 중수를 생산하는 기기들에는 다음과 같은 것이 포함된다. (1) 특수분류(分溜)장치 및 정유기기 : cluster상 및 캐스케이드상의 정돈된 수많은 판으로 구성되고 중수와 표준수 간의 비등점에 관한 아주 적은 차이점을 이용하는 기기이다(이것은 중수를 연속적으로 더욱더 감손시키는 head fraction 과 연속적으로 더욱더 농축시키는 tail fraction을 얻기 위한 것이다). (2) 액체수소의 저온 분류(分溜)에 의하여 중수소를 별도 분리하고 중수를 얻기 위하여 연소시킬 수 있는 기기 (3) 동위원소 교환원리를 이용한(때로는 촉매제존재하에서) 중수 또는 중수소화합물의 생산용기기 : 예를 들면 이중온도 방법에 의한 것 또는 서로 다른 액상 또는 가스상 수소의 접촉에 의한 것을 들 수 있다. (4) 물의 전기분해에 의하여 중수를 만들어 내는데 사용되는 전해전지와 생성된 수소와 생성되는 물 그 자체 사이의 동위원소교환과 함께 전기분해를 연결하는 기기 U235로 우라늄을 농축하는 데는 다음 기기가 주로 자주 사용된다. (1) "가스"(6플루오르화 우라늄)원심분리기라 부르는 특수원심분리기 : 이것은 플라스틱제 또는 철강제의 원통형의 rotor("사발모양")를 가지고 있으며 매우 빠른 속도로 회전한다.
이들 원심분리기는 안쪽에 6플루오르화 우라늄에 의한 부식을 막도록 처리되어 있다. 실제에 있어서는, 수많은 unit가 사용되며 카스케이드 상으로 배열되어 있고 하강 또는 역류 작동하는데 사용된다. (2) 우라늄 동위원소 분리기(기체확산형) : 이러한 장치 속에서 기체상의 6플루오르화 우라늄은 확산연소실(관상이 될 수도 있음) 안쪽에 있는 다공질 멤브레인("베리어")을 통한 확산에 의하여 시동가스에 비교되는 우라늄 235의 함량이 약간 다른 두 개의 Fraction으로 분리된다. 이와 같은 수많은 반복작용에 의하여 순수한 6플루오르화 우라늄235가 얻어질 수 있다. (3) 가스(6플루오르화 우라늄 및 헬리움 또는 수소)의 분류를 고도로 만곡된 노즐속에 고속으로 주입시키는 기구(Becker process)인 "노즐", "paring tube"라는 출구에서 6플루오르화 우라늄의 농축된 Fraction을 분리한다.
전자적 질량분리식방식의 동위원소 분리장치도 또한 이 호에 분류된다.
부분품의 분류에 관한 일반 규정에 의하여(제16부 총설 참조), 이 그룹의 기기 부분품도 역시 이 호에 포함된다. (Ⅲ) 원자로 용연료체(카트리지)(원자로용으로 조사하지 않은 것)
원자로용으로 조사하지 않은 핵연료체(카트리지), 이것은 일반적으로 비금속제(예: 지르코늄·알루미늄·마그네슘·스테인리스강제의 것)의 쉬이드(sheath)안에 포함된 핵분열성 또는 핵증식성 물질로 되어 있으며, 취급상 특수 부착물을 부착해 놓은 것이다.
핵분열성 연료체는 금속이나 화합물(산화물·탄화물·질화물 등)형태의 천연우라늄, 금속 상태나 화합물로서의 우라늄-235, 우라늄-233 또는 플루토늄으로 농축된 우라늄, 플루토늄으로 농축된 토륨을 함유한다. 증식성핵연료체(예: 토륨 또는 감손 우라늄)를 중성자가 반사되도록 노(爐) 주위에 갖다 놓으면 중성자가 약간 흡수된 후 핵분열성 물질이 된다.
원자료용 연료체는 여러가지 형태가 있는데 예를 들면 다음과 같다. (1) 가연성의 금속 또는 합금으로서 비금속으로 피복된 봉 또는 관 형태의 것. 이러한 금속제 피복관에는 열교환이 용이하도록 플랜지가 붙어 있으며, 핵연료체는 원자로에 삽입 또는 인출이 편리하도록 지지물 및 헤드가 갖추어져 있다. (2) 흑연으로 쌓은 봉·판 또는 구형상의 흑연제의 핵분열연료분산제 또는 분산제와 서메트의 기타 형태로 구성되는 핵분열연료 분산제. 이들은 앞에서 설명한 (1)에 기재된 핵연료체(카트리지)와 똑같은 방법으로 플랜지를 붙였거나 부착물을 붙였다. (3) 조립품으로서 다음의 것이 있다. (ⅰ) 불활성의 금속으로 외측이 피복된 핵분열성 또는 핵증식성연료(금속 또는 세라믹콤파운드)로 구성되는 일조의 샌드위치판 (ⅱ) 우라늄의 이산화물 또는 탄화물의 펠릿(pellet)을 충전한 불활성 금속제관 또는 (ⅲ) 불활성금속으로 피복된 농축한 핵분열성 금속관
이들 모든 형상의 핵연료체(카트리지)는 적당한 위치로 간격을 띠어서 맞게 하는 지지물이 고정되어 있다. 이러한 것은 때때로 외부케이싱을 갖고 있다. 이와 같은 핵연료체를 구성하는 모든 Sub-elements는 동일베이스에 장착되어 있거나 동일헤드에 부착되어 있다.
이들 sub-element[예: 핵연료로 충전되었거나 봉함된 스테인리스 스틸 쉬이드(stainless steel sheaths)]가 따로 분리되어 제시될 경우 이들은 핵연료체(카트리지)의 부분품으로 분류된다. 구상 또는 각주상(角柱狀)의 핵연료체에 사용할 목적으로 탄소 또는 탄화규소의 층으로 피복된 핵연료 미립구와 이미 사용된(조사된) 핵연료체(카트리지)는 제2844호에 분류한다. 이 호에는 또한 다음의 것도 제외한다. (a) 건식정련법에 의하여 조사(照射)된 핵연료의 분리용 노(爐)(경우에 따라서 제8417호 또는 제8514호) (b) 분류(分溜)장치에 의하여 작동되는 조사된 핵연료용 또는 폐수처리용의 분리기(중수생산용의 것은 제외한다)(제8419호) (c) 방사성 먼지를 제거하도록 특수설계 제작된 에어필터(air filter)(물리적 또는 정전기적형), 방사성 옥소(沃素)보호용의 활성탄 청정기, 방사성 원소 분리용의 이온교환장치(전기투석에 의하여 작동되는 기기를 포함한다), 조사된 핵연료용 또는 폐수처리용의 분리기(이온교환작용의 것인지 또는 화학적 작용의 것인지 불문한다)(제8421호)
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