| 초록 |
UO2는 용융점이 높고, 원자로에서 조사되는 동안에도 안정한 형상을 유지하며, 냉각수와 반응성이 낮기 때문에 현재 대부분의 발전용 원자로의 핵연료로 사용되고 있다. 핵연료(UO2)의 연소도를 높이면 많은 열을 얻을 수 있고 동시에 핵연료의 주기비가 절감되기 때문에 핵연료의 경제성이 향상된다. 그러나 고연소도 영역에서의 봉 내압 증가, 피복관 열화, 소결체 파편화 및 소결체 열적여유도 저하는 핵연료의 안전성을 위협하여 연소도 확장을 제한한다. 이러한 한게점을 극복하기 위해서는 UO2 소결체의 핵분열 기체 방출(FGR)억제 및 PCI(Pellet-Cladding Interaction)특성 개선이 이루어 져야한다. UO2 소결체의 FGR 및 PCI 특성을 개선하기 우하여 Mn-Al-O 첨가제를 이용하는 방법이 연구되고 있다. 본 논문은 Mn-Al-O 함유 UO2 소결체의 결정립 성장에 미치는 소결분위기의 산소분압의 영향을 조사하기 위하여 통상적인 상용 UO2 핵연료 소결체 생산 공정에서 제어하는 소결분위기의 산소분압(Po2, atm) 10-13.8 ~ 10-10.6 (at 1730oC) 범위에서 실험하였다. 소결분위기의 산소분압이 증가할 수록 결정립 크기가 급격히 감소하는데, 이것은 소결분위기의 산소분압이 높아지면 MnO가 소결 도 중 우선적으로 UO2 내로 고용되어 소결온도 부근에서 형성되는 액상의 양이 감소하기 때문인 것으로 보여진다. |
