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파이로 프로세싱은 사용후 핵연료에서 재활용이 가능한 물질인 초우라늄 원소를 분리하는 공정이다. 이 공정은 단위 공정인 전처리, 전해환원, 전해정련, 전해제련, 폐기물 처리 공정으로 구성된다. 그 중에서, 전해환원 공정과 전해정련 공정은 공정이 수행되는 전해질은 각각 LiCl-Li2O와 LiCl-KCl-UCl3로, 서로 상이하게 구성된다. 이 두 공정의 연계를 위해서는, 전해환원 공정이 수행된 사용후 핵연료로부터 전해환원 공정 전해질을 제거하는 공정이 요구된다. 이를 위해, 전해환원 증류 공정의 개발이 진행되고 있다. 전해환원 증류 공정을 평가하는 핵심 요소 중의 하나는, 전해환원 증류 공정이 수행된 금속전환체에 존재하는 Li2O의 잔류량이다. 전해환원 공정에서 사용되는 Li2O가 전해정련 공정에 공급되면, 전해정련 공정의 전해질을 구성하는 성분 중의 하나인 UCl3가 소모되기 때문이다. 본 연구에서는 전해환원 증류 공정의 평가에 앞서, 공정 내에서 Li2O의 거동에 대해 알아보고자 한다. 실험은 UO2 펠렛을 LiCl-Li2O에 침지한 다음, 증류하는 것으로 진행하였다. 증류가 완료되면, 실험 장치 각 부분의 무게 변화와 Li2O의 농도 변화 측정을 통해 Li2O의 거동을 살펴보았다. |
