초록 ▼

□ 세라믹 소재를 열역학적 계산을 통해 반응 특성을 평가
□ 열역학적 반응 해석을 통해 본 실험에서 사용 될 도가니 후보소재 선정
□ 열역학적 반응성 계산을 통해 반응생성물 예측 및 안정성 자료 확보
□ 젖음성 실험을 통해 소재별 반응성을 평가하여 DB확보
□ 열역학적으로 안정한 Sc₂O₃ 도가니 재료를 개발하여 도가니를 제작함
□ 세라믹 도가니 재료의 열피로에 대한 유한요소 해석 및 검증을 위한 실험
□ 항온공정시스템을 설계하여 세라믹 도가니의 파손을 야기하는

□ 세라믹 소재를 열역학적 계산을 통해 반응 특성을 평가
□ 열역학적 반응 해석을 통해 본 실험에서 사용 될 도가니 후보소재 선정
□ 열역학적 반응성 계산을 통해 반응생성물 예측 및 안정성 자료 확보
□ 젖음성 실험을 통해 소재별 반응성을 평가하여 DB확보
□ 열역학적으로 안정한 Sc₂O₃ 도가니 재료를 개발하여 도가니를 제작함
□ 세라믹 도가니 재료의 열피로에 대한 유한요소 해석 및 검증을 위한 실험
□ 항온공정시스템을 설계하여 세라믹 도가니의 파손을 야기하는 열충격을 제어함
□ Zone refining을 통한 폐용융염 정련 기술 확보
□ LiCl, LiCl-KCl 염에 대한 제염 기술 확보
□ Zr 정련을 통한 Zr hull 재활용 기술 확보
□ Fluoride 염을 이용한 Zr 재활용 기술 확보
□ Direct oxide reduction법을 이용한 전해환원 공정 대체 기술 제안
□ Fluoride 염 및 Nd(U surrogate)를 이용한 전해환원 대체 기술 제안

(위탁기관)
1.연구개발의 목적 및 필요성
□ 폐용융염내 잔류 악티니이드를 회수하기 위한 기초공정으로 용융염과 액체금속을 이용한 공정장치의 개념의 정립과 특성분석, 그리고 개념을 도입한 기초장치 연구의 수행이 필요

2. 연구 개발의 내용
□ 파이로공정에서 발생하는 폐용용염 잔류 초우라늄 원소 회수를 위한 공정장치 개념 정립과 특성분석
□ 전산모델 검증을 위한 축소모형 공정장치를 이용한 전해추출 특성분석
- 전해질/액체금속 시스템의 잔류 초우라늄 원소 회수 공정장치 개념 정립
- 액체금속 액적 기반의 용융염/액체금속 혼합시스템의 개념 연구
- LiCl-KCl 용융염에 Bi 이온의 존재에 따른 동시 환원 현상에 대한 특성분석
- 란타니드 원소계에 대한 Bi 이온과의 이종합금 생성에 의한 동시 환원 전위 분석

3. 추후 활용 계획
□ 파이로공정에서 발생하는 악티나이드를 포함한 폐용융염에서 추가적으로 악티나이드원소를 회수함으로써 사용후핵연료에서 발생하는 고준위폐기물의 중저준위화에 기여할 수 있으며 이를 통해 원자력발전의 지속적인 성장동력을 확보

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Ⅳ. Result of Project
□ Electrowinning ceramic crucible development to minimize reactivity with liquid metal cathode elements with ceramic crucible, and process suggestion to minimize the fracturing of crucible
■ The minimization of reactivity with crucible and liquid metal cathode elements by

Ⅳ. Result of Project
□ Electrowinning ceramic crucible development to minimize reactivity with liquid metal cathode elements with ceramic crucible, and process suggestion to minimize the fracturing of crucible
■ The minimization of reactivity with crucible and liquid metal cathode elements by developing Sc₂O₃
■ Development of isothermal electrowinning process to minimize thermal stress

□ Zr recyling possibility is secured by developing Zr electrorefining experiment using fluoride salt

□ Molten salt refining is possible to use zone refining process

□ Direct oxide reduction method was developed to suggest electroreduction process using fluoride salt

□ As a result of the study, the concept design and production of PyroRedSox process equipment were carried out for the purpose of high temperature experiment of unit process unit concept

□ As a result of PyroRedSox, recovery behavior and distribution coefficient of lanthanide element were obtained. The results will be provided as data on the recovery studies and computational models for multi-elements.

□ It was established the concept of the recovery process apparatus using an electrolyte / liquid metal. And achieving the goal by carrying out the concept apply and the recovery study of the PyroRedSox process unit

(출처 : SUMMARY 8p)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요 약 문 ... 5SUMMARY ... 8CONTENTS ... 11목차 ... 121장. 연구개발과제의 개요 ... 14 1절. 서론 ... 14 2절. 연구개발 필요성 ... 17 1. 기술적 필요성 ... 17 2. 경제적 필요성 ... 18 3. 사회적 필요성 ... 182장. 국내외 기술개발 현황 ... 20 1절. 국내 기술개발 현황 ... 20 2절. 국외 기술개발 현황 ... 20 1. 미국의 기술개발 현황 ... 20 2. 일본의 기술개발 현황 ... 21 3. 유럽의 기술개발 현황유럽 ... 223장. 연구개발 수행내용 및 결과 ... 23 1절. 전해제련용 도가니 개발 ... 23 1. 접촉각 실험 ... 23 2. 세라믹 재료 화학적 안정성 ... 30 3. 세라믹 표면처리 및 소결을 통한 Hide-out 방지 실험 ... 35 4. 화학적으로 안정한 세라믹 도가니의 개발 ... 38 5. 도가니의 유한요소해석 ... 41 6. 세라믹 재료 열충격 실험 ... 42 6. 항온 공정 시스템 ... 45 7. 도가니 파괴로 인한 오염 시나리오 확보 ... 47 2절. Zone refining ... 48 1. 이론적 배경 ... 48 2. Zone refining 장치개발 ... 49 3. LiCl zone refining ... 50 4. LiCl-KCl zone refining ... 57 5. 세라믹 필터를 이용한 Oxygen bubbling 된 폐 용융염에서의 Re 산화물 제거 방법 검토 ... 71 3절. Zr electrorefining ... 72 1. 불화물계 전해질을 이용한 Zr hull 전해정련 ... 72 4절. Direct Oxide Reduction ... 77 1. Liquid phase direct oxide reduction ... 77 2. Solid phase direct oxide reduction ... 82 5절. 폐 용융염 증류 실험 및 증류 모델링 ... 86 1. 폐 용융염 증류 실험 ... 86 2. 염 증류 공정 모델링 ... 89 6절. LiCl-KCl 용융염에서 Bi 액체금속전극 연구 ... 94 1. Bi 이온의 전기화학적 거동 연구 ... 94 2. LiCl-KCl 용윰염에서 Bi 이온의 전해환원 영향 연구 ... 107 7절. PyroRedSox 전산모델 검증을 위한 벤치마크 데이터 생성 ... 124 1. PyroRedSox 데이터 생산(I) ... 124 2. PyroRedSox 데이터 생산(II) ... 136제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 150제5장 연구개발결과의 활용 계획 ... 154제6장 참고문헌 ... 155끝페이지 ... 160