초록 ▼

제조 부품과 고반응성 희토류 성분의 반응에 의한 핵물질 손실은 핵물질 회수율을 감소시키고, 주조잔탕과 불합격 스크랩 등의 미활용 손실연료는 제조수율 감소의 가장 큰 이유로 작용하고 있다. 이를 해결하기 위하여, 반응저감 소재개발을 통한 주조부품 반응손실을 제어하고, 미활용 핵물질의 재사용을 통한 제조수율 향상시킬 수 있는 기술을 개발하였다. 도가니 용탕 반응방지 기술개발로 반응저감 성능을 비교평가하여 LaYO3, 8-YSZ 반응저감물질을 선정하고 유도용해 적용을 위한 세라믹 라이너 도가니를 개발하였다. LaYO3, 8-YSZ 반응저

제조 부품과 고반응성 희토류 성분의 반응에 의한 핵물질 손실은 핵물질 회수율을 감소시키고, 주조잔탕과 불합격 스크랩 등의 미활용 손실연료는 제조수율 감소의 가장 큰 이유로 작용하고 있다. 이를 해결하기 위하여, 반응저감 소재개발을 통한 주조부품 반응손실을 제어하고, 미활용 핵물질의 재사용을 통한 제조수율 향상시킬 수 있는 기술을 개발하였다. 도가니 용탕 반응방지 기술개발로 반응저감 성능을 비교평가하여 LaYO3, 8-YSZ 반응저감물질을 선정하고 유도용해 적용을 위한 세라믹 라이너 도가니를 개발하였다. LaYO3, 8-YSZ 반응저감 도가니 시제품을 각각 제작하고, 핵물질 반응저감 성능을 80% 이상 향상시켰다. 반응방지 주형 제조기술 개발로 석영관 주형의 표면조도개선을 통하여 코팅액 도포법을 변경하여 주형반응손실율을 약 78%저감하고 석영관 주형의 3회 재활용에 성공하였다. 또한, 대체주형을 재활용하기 위한 연료심 인출기를 개발하고 대체주형을 이용한 연료심 제조에 성공하였다. 핵연료 제조수율 향상기술 개발로 최적의 연료심 건전성 유지를 위한 공정조건을 도출하고 잔탕의 재활용 요건을 도출하였으며, 표면오염 처리기술을 개발하였다. 잔탕 재활용 기술을 활용하여 품질기준을 만족하는 건전한 재활용 연료심 주조에 성공하였고 핵물질 미활용 손실율을 0.1%이하 제어에 성공하였다. 개발된 기술을 활용하여 사용후 핵연료 제조기술의 타당성 및 제조기술성, 그리고 경제성 확보에 활용할 예정이다. 또한, 다양한 원자로에 확대적용이 가능한 핵연료 제조공정의 손실제어 핵심기술로 확대 적용할 예정이다. 그리고, 반응방지 기술의 확장을 통한 비원자력분야(내열, 내화학 소재개발 등)에 활용이 가능하다.

(출처 : 서지정보양식 320p)

Abstract ▼

Fuel loss due to the reaction of casting parts and the metal fuel reduces the material recovery rate, and unused fuel such as cast residue and rejected scrap is the biggest reason for the decrease in manufacturing yields. In order to reduce the fuel loss, it is necessary to develop technologies to c

Fuel loss due to the reaction of casting parts and the metal fuel reduces the material recovery rate, and unused fuel such as cast residue and rejected scrap is the biggest reason for the decrease in manufacturing yields. In order to reduce the fuel loss, it is necessary to develop technologies to control the reaction loss through development of reaction preventing materials and to improve the manufacturing yields through reuse of unused materials. LaYO₃ and 8-YSZ materials were selected for crucible materials, and prototypes of LaYO₃, 8-YSZ liner crucible were produced. Reaction reducing performance on the crucible was improved to 80 % and more via developing the reaction reducing material, LaYO₃. Reaction loss rate on mold was reduced by about 78% via increasing the surface roughness of the quartz tube mold and changing the coating solution application methods. Quartz molds were successfully recycled three time by changing the treatment method of the reaction preventing solutions. Reusable mold technology were developed via fabrication of fuel slugs using alternative molds. Surface treatment technologies were developed to remove contamination layer on the fuel residues. Cast fuel slugs successfully using residue and scrap, and confirmed the quality of sound recycled fuel slugs. Weight loss of unused cast fuels were controlled to less than 0.1 wt.% via the residual fuel recycling process. The loss control technology is essential for securing the technicality, validity, and economic feasibility of the manufacturing process, and appropriateness of pyro-processed fuel cycle technology. Fuel loss control technology is possible to expand for loss control of various nuclear reactor fuels. Reaction preventing technology is possible to expand for various industries such as heat-resistant material developments and chemical resistant material developments.

(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 321p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 15
• 표목차 ... 17
• 그림목차 ... 19
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 28
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 30
• 1. 연구개발의 개요 ... 30
• 2. 연구개발의 필요성 ... 31
• 제2절 연구개발 목표 및 내용 ... 32
• 1. 최종 목표 ... 32
• 2. 연구 내용 ... 32
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 34
• 제1절 국내 기술개발 현황 ... 36
• 제2절 국외 기술개발 현황 ... 36
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 38
• 제1절 도가니 반응손실 저감기술 개발 ... 40
• 1. 재활용 도가니 용탕반응 시험 ... 41
• 2. 재활용 도가니 후보기술 도출 ... 66
• 3. 도가니 용탕 반응방지 성능평가 ... 84
• 4. 신소재 도가니 재활용 특성 평가 ... 95
• 5. 결론 ... 111
• 제2절 반응방지 주형 제조기술 개발 ... 113
• 1. 연료심-주형 반응시험 평가 ... 117
• 2. 반응방지 주형 후보기술 도출 ... 132
• 3. 반응방지 주형 성능 예비평가 ... 149
• 4. 반응방지 주형 성능평가 ... 162
• 5. 결론 ... 184
• 제3절 핵연료 제조수율 향상기술 개발 ... 186
• 1. 용해주조 잔탕 특성 평가 ... 187
• 2. 잔탕 재활용 공정 수립 ... 203
• 3. 스크랩 재활용공정 변수 영향평가 ... 212
• 4. 수율향상 스크랩 재활용 공정 도출 ... 232
• 5. 레이저빔에 의한 스크랩 표면 오염층 제거 예비시험 ... 247
• 6. 금속연료심 건전성 향상을 위한 주조기술 개발 ... 260
• 7. 결론 ... 278
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 280
• 제1절 목표 및 연구내용 ... 282
• 제2절 목표 달성여부 및 관련분야 기여도 ... 289
• 제5장연구개발결과의 활용계획 ... 294
• 제1절 연구개발결과의 활용방안 ... 296
• 제2절 기대성과 ... 296
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 298
• 제7장 연구개발성과의 보안등급 ... 302
• 제8장 연구장비의 구축 및 활용결과 ... 306
• 제1절 흑연튜브 해체장치 ... 308
• 제2절 자동도가니 커팅기 ... 309
• 제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행실적 ... 310
• 제1절 기술적 위험요소 분석 ... 312
• 제2절 안전 관리 ... 312
• 제10장 참고문헌 ... 314
• 서지정보양식 ... 320
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 321
• 끝페이지 ... 323