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Development of a Mass Transfer Model and Its Application to the Behavior of the Cs, Sr, Ba, and Oxygen ions in an Electrolytic Reduction Process for SF

방사성폐기물학회지 = Journal of the Korean Radioactive Waste Society, v.3 no.2, 2005년, pp.85 - 93  

박병흥 (한국원자력연구소) ,  강대승 (한국원자력연구소) ,  서중석 (한국원자력연구소) ,  박성원 (한국원자력연구소)

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Isotopes of alkali and alkaline earth metals (AM and AEM) are the main contributors to the heat load and the radiotoxicity of spent fuel (SF) . These components are separated from the SF and dissolved in a molten LiCl in an electrolytic reduction process. A mass transfer model is developed to descri...

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제안 방법

  • A porous magnesia filter (OD 16 mm x ID 10mm x L80 mm, porosity : ~25%, pore diameter : 6~8 μm) was used as a metal oxide container just as in the electrolytic reduction process of ACP. A cylindrical cathode containing metal oxide (Cs2O/SrO/ BaO / Li2O, 5g) and a thermocouple were installed through a lid of the reactor and the temperature and the pressure of the system were monitored and maintained at the required system conditions of 650℃ and the unit atmospheric pressure, respectively. The concentration gradient of oxygen ion takes place by reduction of Li2O (Eq.
  • Meanwhile, the concentration gradient of Li2O occurs when the electric potentied is applied after the LiCl melts. Accordingly, in this work, the cathode containing alkali or alkaline earth metal oxide was dipped in LiCl power (125g) before the melting of LiCl and heated to the system condition while the cathode with Li2O was dipped in a molten LiCl (125g) after the reaction temperature was maintained at 650℃ The LiCl salt was melted under an inert atmosphere and the amounts of the dissolved substances which were initially loaded in the cathode were measured with time by analyzing the samples taken from the molten salt phase every five hours. The concentration of the resulting oxides were determined by titrating the samples which were dissolved in distilled water with HCl.
  • ACP is based on pyroprocessing technology of which the economic potential lies in its relative simplicity and compactness [1-5] when it is compared with the aqueous processes. The aims of ACP are set to reduce the volume and the radiotoxicity as well as the heat load of the oxide spent fuels discharged from the current fleet of commercial PWRs and to create a waste form which is much more stable than the original irradiated fuel.
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