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Kafe 바로가기주관연구기관 | 한국원자력연구원 Korea Atomic Energy Research Institute |
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연구책임자 | 박태홍 |
참여연구자 | 연제원 , 조영환 , 김종윤 , 배상은 , 김지혜 , 송규석 , 최광순 , 강병만 , 박용준 , 서경원 , 지광용 , 이창헌 , 정의창 , 하영경 , 차완식 , 이치규 , 안홍주 , 임상호 , 김태형 , 김원호 , 송병철 , 최계천 , 김대현 , 이진홍 , 이나리 , 최수희 , 이상헌 , 오승용 , 김택진 |
보고서유형 | 2단계보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2017-03 |
과제시작연도 | 2016 |
주관부처 | 미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 | TRKO201800005926 |
과제고유번호 | 1711036158 |
사업명 | 원자력기술개발사업 |
DB 구축일자 | 2018-05-12 |
키워드 | 핵연료주기.사용후핵연료.용융염.악티나이드.란타나이드.전기화학.분광학.물성.화학분석.nuclear fuel cycle.spent nuclear fuel.molten salt.actinide.lanthanide.electrochemistry.spectroscopy.physical property.chemical analysis. |
DOI | https://doi.org/10.23000/TRKO201800005926 |
파이로공정과 이의 안전조치 기술개발을 위해서는 고온 용융염 내 악티나이드와 란타나이드 이온의 화학거동과 이들간의 화학적 상호작용, 고온 용융염 물성에 대한 이해와 공정에서 발생하는 핵물질에 대한 화학분석 기술 확보가 필수적이다. 본 연구에서는 전기화학/분광 일체형 측정장치를 이용하여 고온 용융염 내 U, Np, 란타나이드 이온의 산화상태에 따른 화학거동 및 이들 이온간의 화학적 상호작용과 산소이온과의 화학반응을 연구했다. 세계 최초로 고온 용융염 매질에서 사용할 수 있는 회전디스크 전극 측정 시스템을 구축하여 악티나이드 및 란타나이
파이로공정과 이의 안전조치 기술개발을 위해서는 고온 용융염 내 악티나이드와 란타나이드 이온의 화학거동과 이들간의 화학적 상호작용, 고온 용융염 물성에 대한 이해와 공정에서 발생하는 핵물질에 대한 화학분석 기술 확보가 필수적이다. 본 연구에서는 전기화학/분광 일체형 측정장치를 이용하여 고온 용융염 내 U, Np, 란타나이드 이온의 산화상태에 따른 화학거동 및 이들 이온간의 화학적 상호작용과 산소이온과의 화학반응을 연구했다. 세계 최초로 고온 용융염 매질에서 사용할 수 있는 회전디스크 전극 측정 시스템을 구축하여 악티나이드 및 란타나이드 원소의 다양한 열역학적 및 전기화학적 변수를 측정했다. 용융염 내 고농도 우라늄 및 금속이온의 실시간 농도측정이 가능한 전기화학적 및 흡수분광 측정법을 개발하여 파이로공정 온라인 모니터링 기반기술을 확보했다. 고온 환경에서 전기전도도, 점도, 밀도, 녹는점 등의 물성을 측정할 수 있는 장치 및 기술을 개발하고 성능을 향상하여 673-873 K 온도범위에서 LiCl-KCl 공융혼합물 내에 1성분, 2성분, 3성분계에 대해서 최대 30 wt%까지의 농도범위에서 다양한 조성변화와 온도에 따른 물성 측정 자료를 확보하였다. 특히 개발된 전기전도도, 점도, 밀도 측정은 고온의 환경에서 측정오차가 매우 낮아 신뢰도 높은 자료 생산이 가능했고, single bubbler를 사용하는 용융염 액체 레벨 측정 시스템을 추가로 개발하였다. 또한 용융염 물성 및 화학자료의 체계적 관리를 위해 데이터베이스 프로그램인 데이터초아(DataChoa)를 자체적으로 개발하였고, 용융염 물성과 전기화학 일부 자료를 입력하였다. 파이로공정 기술개발에서 발생하는 다양한 공정시료의 화학분석을 수행하기 위해 시료에 적합한 전처리, 화학분리 및 기기분석 기술을 개발하고 파이로공정 기술개발을 위한 화학분석을 지원했다. 특히 전해환원 공정에서 생산된 모의핵연료 금속전환율 측정을 위한 브로민법 기술을 확립하고 PRIDE 전해환원 공정시료 화학분석과 결과해석을 수행하였다. 또한 고방사성 공정물질 화학분석을 수행하기 위해 차폐 ICP-AES 측정시스템을 구축하여 고방사성 파이로공정시료 화학분석 지원 인프라를 확보하였다.
(출처 : 서지정보양식 712p)
Development of pryroprocess technology and its safeguards technology requires understanding the chemical behaviors of actinides and lanthanides in molten salt at high temperatures and developing chemical analysis methods for nuclear materials of the process. We studied the chemical behaviors of U, N
Development of pryroprocess technology and its safeguards technology requires understanding the chemical behaviors of actinides and lanthanides in molten salt at high temperatures and developing chemical analysis methods for nuclear materials of the process. We studied the chemical behaviors of U, Np, and lanthanide ions and their chemical interactions in the molten salt using spectroscopic and electrochemical methods. We constructed a rotating disk electrode system for a high temperature molten salt media and obtained various thermodynamic and electrochemical parameters of actinides and lanthanides. We developed electrochemical and spectroscopic methods to estimate concentrations of uranium and metal ions (up to ~9 wt%) in the molten salt for real-time monitoring technology development. We made new systems and technologies to determine molten salt physical properties such as electric conductivity, viscosity, density, and melting point at high temperatures. We enable the electric conductivity measurements of multi-component LiCl-KCl systems containing up to 30 wt% of ions at various temperatures. In particular, our systems had very good reproducibility, which allowed for the production of reliable physical property data, and the modification of a single bubbler afforded a liquid level measurement system at high-temperature environments. In addition, we built a database program (DataChoa) to systematically manage the physical and chemical properties for the molten salt chemistry, and have inputted some of data obtained in this study. We developed chemical analysis methods for various samples produced in the pyroprocess technology development activities. In particular, we validated the bromine-ethyl acetate method and determined the metal/oxide composition of electrochemically reduced SIMFuel at PRIDE. We also set up a shielded ICP-AES system for the analyses of high-level pyroprocess products and salts.
(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 713p)
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