초록 ▼

○ 사용후핵연료 중준위화를 위한 핵심 기술로써 환원추출-선택산화 공정 (PyroRedSox), 용융결정화 공정 (Zone freezing), 전해환원 공정에 대한 예비해석을 수행하고 사용후핵연료의 중준위화를 위해 개발된 PyroGreen 시스템에 대한 백서를 발간함.
○ 환원추출-선택산화 공정에 대한 해석 방법론은 1차원 시간종속 전기화학코드인 REFIN을 통한 모델링으로써 수행됨. 이를 위해 일본 CRIEPI에서 수행한 LiCl-KCl/Bi의 2종 액체 시스템에서의 Li 환원제를 이용한 환원추출 실험을 벤치마크하여 모델의 적

○ 사용후핵연료 중준위화를 위한 핵심 기술로써 환원추출-선택산화 공정 (PyroRedSox), 용융결정화 공정 (Zone freezing), 전해환원 공정에 대한 예비해석을 수행하고 사용후핵연료의 중준위화를 위해 개발된 PyroGreen 시스템에 대한 백서를 발간함.
○ 환원추출-선택산화 공정에 대한 해석 방법론은 1차원 시간종속 전기화학코드인 REFIN을 통한 모델링으로써 수행됨. 이를 위해 일본 CRIEPI에서 수행한 LiCl-KCl/Bi의 2종 액체 시스템에서의 Li 환원제를 이용한 환원추출 실험을 벤치마크하여 모델의 적합성을 판단함.
○ 용융결정화 공정에 대한 해석을 위해 분배계수·공정횟수에 따른 염 회수율, 유동에 따른 분포, 열역학 해석을 수행함. 이를 통해 염 회수율 90%에서 분배계수가 0.01인 경우, 타겟 핵종의 90% 제거를 위한 pass 횟수가 2회임을 확인함.
○ 전해환원 공정에 대한 해석을 위해 RCH cell에서의 전기도금 모델링을 수행하여 전류밀도 분포와 분극곡선을 출력함. 3차원 전기도금 모델링 수행을 위해 2차원 모델링에서 출력된 값을 3차원 모델링의 초기 조건으로 설정하는 방법론을 개발함.
○ PyroGreen에 대한 lab-scale 검증은 각 공정에 대해 기 수행된 실험데이터를 바탕으로 전체 공정흐름도와 물질수지를 구성하고 이에 대한 백서를 작성함.

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Ⅳ. PROJECT RESULTS
In order to verify the decontamination HLW into ILW, analysis at key processes have been conducted and finally PyroGreen white paper is published.
REFIN, 1D time-dependant electrochemical code, is used to simulate mass transfer and electrochemical behavior at PyroRedSox. To

Ⅳ. PROJECT RESULTS
In order to verify the decontamination HLW into ILW, analysis at key processes have been conducted and finally PyroGreen white paper is published.
REFIN, 1D time-dependant electrochemical code, is used to simulate mass transfer and electrochemical behavior at PyroRedSox. To validate the REFIN in PyroRedSox, CRIEPI experiment is benchmarked. It is well matched between experimental modeling results. For zone refining, it is calculated that salt recovery rate according to distribution coefficient and process number. Also, hydrodynamic behavior is investigated. In case that salt recovery rate at 90% and distribution coefficient at 0.01, it is showed that two times are enough to remove Cs from salt. For electrolytic reduction, tertiary current distribution is considered in RCH cell system. In detail, it is simulated that current density distributions on kinematic viscosity, diffusivity, electrical conductivity. 3D modeling is conducted by using 2D simulation results for initial condition of 3D model.
PyroGreen white paper includes environmental impact assessment on the waste repository and determination of required DF for verifying decontamination HLW into ILW. For reaching the DF goal, PyroGreen flowsheet and detailed mass balance are constructed. Especially it is showed that DF of TRU is 60 in PyroRedSox process by using the model developed in this study.

(출처 : SUMMARY 8~9p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 10
• 목 차 ... 11
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 12
• 제 1 절 연구개발 목적 ... 12
• 제 2 절 연구개발 필요성 ... 13
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 제 1 절 국외 기술개발 현황 ... 14
• 제 2 절 국내 기술개발 현황 ... 15
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 16
• 제 1 절 파이로 공정 예비해석 ... 16
• 1. 물성치 데이터베이스 구축 ... 16
• 2. 환원추출-선택산화 공정 (PyroRedSox) ... 20
• 3. 용융결정화 공정 (Zone refining) ... 26
• 4. 전해환원 공정 ... 43
• 제 2 절 파이로그린(PyroGreen) 백서 발간 ... 50
• 1. 파이로그린 배경 ... 50
• 2. 파이로그린 검증 방법 ... 50
• 3. 파이로그린 제염계수 도출 ... 55
• 4. 파이로그린 공정흐름도 및 물질수지 구축 ... 60
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 69
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 70
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 71
• 제7장 참고문헌 ... 72
• 끝페이지 ... 75