초록 ▼

o 기술현황분석 및 신기술개념 도출
- 기존 처리공정에 대한 review 수행 및 thermal shock breaching 및 EMS-CC공정 실현 가능성 확인.
o RF를 이용한 파쇄 가능성 조사
- SiC분말의 RF heating/microwave heating 거동조사를 통한 파쇄 현상 예측. 고온에서 내부의 fission gas pressure에 의해 TRISo particle의 파괴 예측
o EMS-CC 방법에 의한 파쇄실험장치 제작 및 예비실험
- EMS-CC공정에 의한 Glassy carbo

o 기술현황분석 및 신기술개념 도출
- 기존 처리공정에 대한 review 수행 및 thermal shock breaching 및 EMS-CC공정 실현 가능성 확인.
o RF를 이용한 파쇄 가능성 조사
- SiC분말의 RF heating/microwave heating 거동조사를 통한 파쇄 현상 예측. 고온에서 내부의 fission gas pressure에 의해 TRISo particle의 파괴 예측
o EMS-CC 방법에 의한 파쇄실험장치 제작 및 예비실험
- EMS-CC공정에 의한 Glassy carbon 및 SiC의 분쇄실험 수행. Microphology/결정구조 조사. SiC 코팅층에서 환원제(Mg)의 cyclic voltammogram 을 통한 환원제의 환원 peak조사
o 열충격에 의한 TRISO 연료 코팅충의 파괴특성 조사
- 균열 정도를 보기 위해 내외부 온도차를 $1500^{\circ}C$까지 유지, 가열, 냉각 반복 후 육안 관찰, XRD, SEM 등을 이용한 실험전후 변화 측정. Victor hardness 측정.
o 새로운 코팅층 파쇄방법 제시
-당초 계획한 RF에 의한 방법, 전기화학적 방법 등과 함께 새로운 방법인 기-고 반응에 의한 파쇄방법을 제시하였으며, 이 방법은 2차 폐기물의 발생을 현저히 줄일 수 있음.
o 분리장치 제작 및 최적 분리 조건 도출
- 모의 TRISO 분쇄입자로서 $ZrO_2(kernel)$, SiC, graphite 입자 중 유동화분리장치와 연계된 사이클론을 이용하여 $ZrO_2$ 분리실험 수행, 최적 유동화 속도 도출(1.5 cm/s) 및 분리효율 99.9% 달성.
o 기체 FP 회수방법 조사
- TRISO 입자의 분쇄시 파쇄 방법에 파라 공통적으로 발생 가능한 I, Kr/Xe, $^{14}C$, tritium 등의 제거 방법을 조사하고, 이를 토대로 제거 순서에 따른 공정도를 작성하였음.

Abstract ▼

TRI structural ISO tropic (TRISO) fuel from High Temperature Gas Reactors (HTGR).
TRISO fuel particles have four layers surrounding the fissile material: porous carbon, inner pyrolytic carbon, silicon carbide barrier coating, and outer pyrolytic carbon. The contents and scope of this research are

TRI structural ISO tropic (TRISO) fuel from High Temperature Gas Reactors (HTGR).
TRISO fuel particles have four layers surrounding the fissile material: porous carbon, inner pyrolytic carbon, silicon carbide barrier coating, and outer pyrolytic carbon. The contents and scope of this research are as follows;
o Breaching of TRISO coating layers
- Breaching by Radio-frequency heating
- Breaching by Microwave heating
- Removal of coating layers by EMS-CC process
- Development of the other alternative treatment methods
o Separation of breached fines from fuel kernel
- Separation of fines by Cyclone

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...12
• 제 1 절 TRISO 핵연료 개요...12
• 제 2 절 사용후 TRISO 연료의 특성...15
• 제 3 절 사용후 TRISO연료 처리 필요성...18
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...20
• 제 1 절 기존 TRISO연료 처리공정 개요...20
• 제 2 절 선진 각국의 TRISO head-end 처리공정 개념...25
• 제 3 절 사용후 TRISO 연료 처리과정에서 $^{14}C$가 함유된 graphite처리 문제...32
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...39
• 제 1 절 기본 개념...39
• 제 2 절 실험 방법...56
• 제 3 절 연구내용 및 결과...63
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...102
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...103
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...108
• 제 1 절 미국의 AFCI 프로그램에서 TRISO 연료 개발...108
• 제 2 절 유럽의 고온 가스로 관련 자료...108
• 제 7 장 위탁과제 연구 보고서...110
• 제 8 장 참고문헌...143