원자력발전소의 원자로에는 노심의 반응 속도를 제어하기 위하여 인양 및 래치 코일에 전류를 부여하여 선형적으로 제어봉집합체를 구동하는 전자기 장치인 제어봉구동장치가 사용된다. 인양 하중은 제어봉구동장치 설계에 따른 자성체 특성, 자성체 간 공극, 입력 전류에 따라 결정된다. 본 논문은 유한요소 전자계해석 시뮬레이션을 활용하여 자성체 간 반경 공극 및 인양 코일의 입력 전류에 따른 인양 하중 영향을 연구하였다. 그 결과 상부 공극이 하부 공극보다 자기회로에 기여하는 정도가 크다는 것을 알 수 있었다. 또한 반경 공극이 커질수록 인양 하중이 작아지고, 입력 전류가 커질수록 인양 하중이 커지는 경향을 가짐을 확인하였다. 본 연구 결과는 SMART 제어봉구동장치 설계에 반영되었다.

A CRDM (Control Rod Drive Mechanism) is an electromagnetic device which drives a control rod assembly linearly to regulate the reactivity of a nuclear core when electrical current is supplied to the lift and latch coils. Lifting force is decided according to magnetic substance properties, a gap between magnetic substances, and input electrical current in SMART CRDM design. In this paper, lifting force calculation according to gap and electrical input current variation of magnetic substance has been conducted by using finite element electromagnetic simulation. As a result, upper gap is large effect than bottom gap that the degree of contribution at the
magnetic circuit. Also, it was confirmed that the larger the radial gap is the smaller the lifting force, and the larger input current is the larger lifting force. The results of this study are reflected in SMART CRDM design.