초록 ▼

본 과제는 사용후핵연료의 양 및 독성 저감화를 통한 고준위폐기물 안전관리의 실현과 GEN-IV 원자로시스템에 적용 가능한 핵확산 저항성을 갖는 환경친화성의 핵연료주기 기술개발을 추진하며, 세부연구 결과는 다음과 같음.
- 전해환원 : PWR SF의 금속전환과 고방열 핵종 분리를 위한 고온 용융염 전해환원 기술을 개발하였으며, 공학규모 PRIDE 전해환원 시스템을 구축하였음.
- 전해정련 : PWR SF의 금속전환체로부터 93 % 이상 차지하고 있는 우라늄 금속을 고순도로 회수할 수 있는 전해정련 기술을 개발하였으며, PR

본 과제는 사용후핵연료의 양 및 독성 저감화를 통한 고준위폐기물 안전관리의 실현과 GEN-IV 원자로시스템에 적용 가능한 핵확산 저항성을 갖는 환경친화성의 핵연료주기 기술개발을 추진하며, 세부연구 결과는 다음과 같음.
- 전해환원 : PWR SF의 금속전환과 고방열 핵종 분리를 위한 고온 용융염 전해환원 기술을 개발하였으며, 공학규모 PRIDE 전해환원 시스템을 구축하였음.
- 전해정련 : PWR SF의 금속전환체로부터 93 % 이상 차지하고 있는 우라늄 금속을 고순도로 회수할 수 있는 전해정련 기술을 개발하였으며, PRIDE 공학규모 정해정련 시스템을 구축하였음.
- 전해제련 전해정련 조업 후 용융염의 U/TRU를 액체음극에 공회수 할 수 있는 전해제련 기술을 개발하였으며, PRIDE 공학규모 전해제련 시스템을 구축하였음.
- 염폐기물 재생·고화 : 염폐기물로부터 고방열성 핵종 및 기타 핵분열 생성물 제거를 통한 염 재생 및 재활용, 그리고 처분대상 폐기물의 고건전성 고화체 제조기술을 개발하였으며, PRIDE 공학규모 염폐기물 재생/고화 시스템을 구축하였음
- 파이로공정 계통평가 세부 과제간 연계/조정 업무를 원활히 수행하여 파이로 일관공정물질수지 흐름도를 확립하였으며, WFO 프로그램의 계약에 의해 미국 ANL과의 공동연구를 통하여 실시간 모니터링 시스템을 개발하였음.

(출처 : 서지정보양식 1034p)

Abstract ▼

This study aims to develop a spent nuclear fuel cycle technology through reduction of volume and radio-toxicity. This technology realizes a fuel cycle with a high proliferation resistance to manage the spent fuel safely and environment-friendly. The research results in this period are as follows;

This study aims to develop a spent nuclear fuel cycle technology through reduction of volume and radio-toxicity. This technology realizes a fuel cycle with a high proliferation resistance to manage the spent fuel safely and environment-friendly. The research results in this period are as follows;
- Electrolytic Reduction : Successfully developed high temperature molten salt electrolytic reduction technology for PWR spent fuel and designed/fabricated the engineering scale PRIDE electrolytic reduction system.
- Electrorefining : Successfully developed high throughput electrorefiner to recover pure uranium from reduced spent fuel and designed/fabricated the engineering scale PRIDE electrorefining system
- Electrowinnig : Successfully developed electrowinning technology for recovery of U/TRU from the eutectic molten salt transferred after electorrefining process and designed/fabricated the engineering scale PRIDE electrowinnig system
- Waste Salt treatment : Successfully developed waste salt purification technology and waste solidification system to minimize waste salt via salt recycle and to solidify the high-integrity final waste forms and designed/fabricated the engineering scale PRIDE waste Salt treatment system
- System Evaluation Technology for Pyroprocessing Successfully controlled interconnectivity among projects, developed mass balance flow sheet for the integrated pyroprocessing and on-line monitoring technology by joint research with ANL

(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 1035p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• TRU 회수 전해제련시스템 개발 (Development of the Electrowinning System for TRU Recovery) ... 2
• 제 출 문 ... 4
• 보고서 요약서 ... 5
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 17
• CONTENTS ... 29
• List of Tables ... 31
• List of Figures ... 36
• 목차 ... 57
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 59
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 62
• 제1절 액체카드뮴음극 전해제련 기술개발 ... 62
• 1. 국외 기술개발 현황 ... 62
• 2. 국내 기술개발 현황 ... 85
• 제2절 액체금속 TRU 석출물 증류기술 개발 ... 87
• 1. 국외 기술개발 현황 ... 87
• 2. 국내 기술개발 현황 ... 90
• 제3절 폐용융염 잔류 악티늄족 회수기술 개발 ... 92
• 1. 국외 기술개발 현황 ... 92
• 2. 국내 기술개발 현황 ... 96
• 제4절 전해제련공정 전산모사기술 개발 ... 98
• 1. 국외 기술개발 현황 ... 98
• 2. 국내 기술개발 현황 ... 102
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 105
• 제1절 액체카드뮴음극 전해제련 기술개발 ... 105
• 1. 액체음극-금속계 수지상 생성모사 특성시험 ... 106
• 2. 액체음극 U/모의TRU/RE 전해회수 및 분리특성 시험 ... 123
• 3. Lab-scale LCC 전해제련장치 제작 및 전해기초 특성시험 ... 139
• 4. U 수지상 생성억제 LCC assembly 특성 시험 ... 147
• 5. 액체음극 전해제련 장치 개량 및 성능시험 ... 165
• 제2절 액체금속 TRU 석출물 증류기술 개발 ... 213
• 1. 서론 ... 213
• 2. Cd 증류를 위한 금속 및 금속간화합물의 열역학적 자료 분석 ... 214
• 3. Lab-scale 액체금속 TRU 석출물 증류장치 제작/시운전 ... 222
• 4. 카드뮴 금속 및 액체금속 TRU 석출물의 증류 특성 시험 ... 227
• 5. 액체음극 석출물 증류장치 개량 및 성능시험(I) ... 241
• 6. 액체음극 석출물 증류장치 개량 및 성능시험 (II) ... 247
• 제3절 폐용융염 잔류 악티늄족 회수기술 개발 ... 292
• 1. Lab-scale 폐용융염 잔류 악티늄족 원소 회수장치 개발 ... 292
• 2. 폐용융염 잔류 악티늄족 원소 회수(RAR) 공정 특성 시험 ... 307
• 3. 폐용융염 RAR 장치 개량 및 성능 시험(I) ... 343
• 4. 폐용융염 RAR 장치 개량 및 성능 시험(II) ... 375
• 5. 용융염계 An/RE의 전기화학적 정량법 확립 ... 383
• 제4절 전해제련공정 전산모사기술 개발 ... 403
• 1. 용융염계 전해제련 전극반응 및 물질이동 모델 정립 ... 403
• 2. 용융염계 전해제련 전산모델 개발 ... 413
• 3. 용융염계 전해제련공정 전산코드 개발 ... 421
• 4. LCC 전해제련 장치의 scale-up에 따른 전기장 평가 ... 430
• 5. 액체음극 전해제련 공정 전산모사 및 평가(I) ... 433
• 6. 액체음극 전해제련 공정 전산모사 및 평가(II) ... 449
• 제5절 PRIDE 전해제련 공정장치 개발 및 구축 ... 465
• 1. PRIDE LCC 전해제련 장치 제작 ... 465
• 2. PRIDE Cd 증류장치 제작 ... 480
• 3. RAR(잔류 악티늄족 회수) 장치 제작 ... 498
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 522
• 제1절 액 체카드뮴음극 전해제 련기 술 개 발 ... 522
• 제2절 액체금속 TRU 석출물 증류기술 개발 ... 525
• 제3절 폐용융염 잔류 악티늄족 회수기술 개발 ... 530
• 제4절 전해제 련공정 전산모사기술 개 발 ... 536
• 제5절 PRIDE 전해제련 공정장치 개발 및 구축 ... 539
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 541
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 543
• 제7장 연구시설·장비 현황 ... 545
• 제8장 참고문헌 ... 546
• 염폐기물 재생·고화 시스템 개발 (Development of Waste Salt Regeneration and Solidification System) ... 552
• 제 출 문 ... 554
• 보고서 요약서 ... 555
• 요 약 문 ... 556
• SUMMARY ... 564
• CONTENTS ... 577
• 목차 ... 579
• 표목차 ... 580
• 그림목차 ... 583
• 제1장 서론 ... 596
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 599
• 제1절 LiCl 염 재생기술 ... 599
• 1. 제올라이트-4A를 이용한 염폐기물내 FPs제거연구 ... 599
• 제2절 LiCl-KCl 공융염 재생기술 ... 602
• 1. 공융염 폐기물내 방사성 핵종제거 기술현황 ... 602
• 2. 잔류염 분리기술 개발현황 ... 607
• 제3절 잔류폐기물 고화기술 ... 609
• 1. 금속염화물의 고화기술 ... 609
• 2. 희토류 산화물의 고화기술 ... 613
• 제3장 염폐기물 재생·고화시스템 개발 수행내용 및 결과 ... 615
• 제1절 1단계('07-'09) 연구수행 내용 ... 615
• 1. LiCl 염폐기물 재생기술 개발 ... 615
• 2. LiCl-KCl 공융염폐기물 재생기술 개발 ... 662
• 3. 염재생공정 발생 잔류폐기물 고화기술개발 ... 731
• 4. 공학규모 Mock-up (PRIDE) 염폐기물 재생 및 고화공정장치 설계 자료 도출 ... 788
• 제2절 2단계('00-'01) 세부연구내용 ... 799
• 1. LiCl 염폐기물 재생기술 개발 ... 799
• 2. LiCl-KCl 공융염폐기물 재생기술 개발 ... 829
• 3. 염재생공정 발생 잔류폐기물고화기술개발 ... 898
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 952
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 955
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 956
• 제7장 연구시설·장비 현황 ... 958
• 제8장 참고문헌 ... 960
• 파이로공정 계통평가 기술개발 (Development of System Evaluation Technology for Pyroprocessing) ... 970
• 제 출 문 ... 972
• 보고서 요약서 ... 973
• 요 약 문 ... 974
• SUMMARY ... 977
• CONTENTS ... 981
• 목차 ... 982
• 표목차 ... 983
• 그림목차 ... 984
• 제1장 서론 ... 986
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 988
• 제1절 파이로공정 실시간 모니터링 기술 ... 988
• 1. 국외 기술개발 현황 ... 988
• 2. 국내 기술개발 현황 ... 993
• 제2절 파이로 일관공정 물질수지 흐름도 개발 ... 995
• 1. 국외 기술개발 현황 ... 995
• 2. 국내 기술개발 현황 ... 998
• 제3장 연구내용 및 결과 ... 999
• 제1절 파이로공정 실시간 모니터링 시스템 개발 ... 999
• 1. 악티나이드 및 희토류금속 농도 실시간 측정방안 검토 ... 999
• 2. 재현성 확립을 위한 개선된 On -line monitoring 방안 제시 ... 1003
• 3. LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy)의 이론 ... 1011
• 4. 고온의 용융염 측정용 LIBS의 시스템의 디자인 ... 1014
• 제2절 파이로 일관공정 물질수지 흐름도 개발 ... 1017
• 1. 파이로공정 물질수지 개요 ... 1017
• 2. 각 단위공정의 물질수지 ... 1019
• 3. 파이로 연계공정 물질수지 평가 ... 1025
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 1027
• 제1절 연구개발 목표달성도 ... 1027
• 1. 파이로공정 실시간 모니터링 기술 ... 1027
• 2. 파이로 일관공정 물질수지 흐름도 개발 ... 1028
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 1028
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 1030
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 1031
• 제7장 참고문헌 ... 1032
• 서지정보양식 ... 1034
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 1035
• 끝페이지 ... 1036