| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 |
23권 1호 |
| 발표분야 |
C. 에너지 재료 분과 |
| 제목 |
U3O8 분말 열처리를 통한 UO2 단결정 입자 제조 및 이의 활용 |
| 초록 |
UO2 소결체를 250~500oC 공기 중에서 산화하면 두 단계의 과정으로 산화가 진행되는데, 1단계는 U3O7 또는 U4O9 생성반응이며 2단계는 U3O8 생성반응이다. 각 단계에서 온도의 한계성에 대해서는 사용한 UO2 소결체의 물리적 특성에 따라 약간의 차이는 있으나, 일반적으로 첫 번째 단계인 U3O7 또는 U4O9 형성반응에서는 UO2 격자 결정구조에 약간의 수축과 내부응력이 나타나는 반면 두 번째 단계인 orthorhombic U3O8 생성반응에서는 밀도가 10.96에서 8.53g/cm3으로 감소하는데, 이는 UO2가 U3O8으로 변환될 때 약 30%의 부피 팽창에 따른 높은 응력으로 인해 U3O8은 미세한 분말이 된다. 이렇게 제조된 U3O8 분말의 평균 입자크기는 약 7μm 이고 입자에는 많은 균열을 갖는 “팝콘 형상”이며 비표면적(BET)은 약 0.5 m2/g 정도로 통상적인 UO2 분말보다 매우 낮은 특징을 갖는다. 본 논문에서는 U3O8 분말의 낮은 비표면적(소결성)을 이용하여 U3O8 분말을 1300~1600oC 공기 중에서 열처리하고 미세 절단하여 UO2 단결정 입자를 제조하는 방법을 소개한다. 또한 이 단결정 입자를 활용하여 UO2 소결체의 결정립을 성장시키는 기술과 UO2 단결정 입자를 활용하여 사용후핵연료 미세조직 모사(simulated spent fuel) UO2 소결체 제조 방법에 대해서도 소개한다. |
| 저자 |
김건식1, 오장수2, 김동석1, 김종헌2, 김동주1
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| 소속 |
1한국원자력(연), 2경수로핵연료기술개발부 |
| 키워드 |
UO<SUB>2</SUB> 단결정; UO<SUB>2</SUB> 소결체; 핵연료; U<SUB>3</SUB>O<SUB>8</SUB> 분말; 사용후핵연료 모사 소결체
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