Abstract
Reactor core and internal structures of a liquid metal reactor (LMR) can not be visually examined due to an opaque liquid sodium. The under-sodium viewing technique by using an ultrasonic wave should be applied far the visual inspection of reactor internals. In this study, an ultrasonic waveguide sensor with a strip plate has been developed for an application to the under-sodium viewing technique. The Lamb wave propagation of a waveguide sensor has been analyzed and the zero-order antisymmetric $A_0$ plate wave was selected as the application mode of the sensor. The $A_0$ plate wave can be propagated in the dispersive low frequency range by using a liquid wedge clamped to the waveguide. A new technique is presented which is capable of steering the radiation beam angle of a waveguide sensor without a mechanical movement of the sensor assembly The steering function of the ultrasonic radiation beam can be achieved by a frequency tuning method of the excitation pulse in the dispersive range of the $A_0$ mode. The technique provides an opportunity to overcome the scanning limitation of a waveguide sensor. The beam steering function has been evaluated by an experimental verification. The ultrasonic C-scanning experiments are performed in water and the feasibility of the ultrasonic waveguide sensor has been verified.
액체금속로 원자로 노심과 내부구조물 들은 불투명한 소듐 내에 잠겨 있어 육안검사를 수행할 수 없다. 액체금속로 내부구조물의 육안검사를 수행하기 위해서는 초음파를 이용한 소듐내부 가시화가 적용되어야 한다. 본 연구에서는 소듐내부 가시화에 적용하기 위한 판형 초음파 웨이브가이드 센서를 개발하였다. 웨이브가이드 센서에서의 판파 전파특성을 분석하고 판파 적용모드로 제0차 반대칭 $A_0$ 모드를 선정하였다 웨이브가이드 센서에 액체 웨지를 적용하여 $A_0$ 모드의 저주파수 분산 영역에서 판파가 발진되도록 하였으며 입사펄스의 주파수 변조에 의하여 초음파 빔 방사각을 변환시킬 수 있는 새로운 방법을 제안하였다 본 방법은 웨이브가이드 센서를 기계적으로 구동하지 않고 빔 방사각을 조정할 수 있어 기존 웨이브가이드 센서의 구동 제한성을 극복할 수 있게 해 준다. 웨이브가이드 센서의 빔 방사각 변환 특성을 실험적으로 검증하였으며, 수중 C-스캔 시험을 수행하여 웨이브가이드 센서의 소듐내부 가시화 적용 가능성을 확인하였다.
