| 초록 |
사용후핵연료를 처리하기 위해 개발되고 있는 건식공정(pyroprocessing)은 환경 친화성, 핵확산 저항성 등의 특성과 자원 활용을 극대화 할 수 있으며, 물리/화학적 특성, 즉 전기 전도성, 고밀집 취급성, 유체 특성을 지닌 용융염계상에서 운전되는 공정들로 이루어졌으며, 이들 공정 중에서 전해환원공정은 산화물 사용후핵연료의 금속전환공정으로 고온 리튬용융염계상에서 운전되는 공정으로 우라늄산화물이 음극에서 우라늄메탈로 환원되며 양극에서 산소가 발생하는 가혹한 분위기를 조성한다. 또한 전해환원공정은 고온에서 부식성이 강한 리튬 용융염계상에서 이루어지고, 산소가 발생하는 산화성분위기 때문에 이에 적합한 전해환원공정장치 구조재료의 선정이 매우 중요하다. 본 연구에서는 내부식성을 향상시키는 장치구조재료를 선정하기 위해 전해환원공정 운전조건인 고온 리튬용융염계 산화성분위기에서 화학적 및 열적 하중에 대한 안정화된 지르코니아의 고온 부식거동을 고찰하였다. 용융염 매질온도; 650oC, 운전시간; 168-216시간, 열반복주기; 7회, 용융염 매질농도; LiCl-1%Li2O, LiCl-1%Li2O-1%Li, 혼합가스 농도; Ar-10%O2 분위기에서 부식거동을 고찰한 결과: 리튬이 발생한 경우에는 부식속도가 등온 및 열 반복시험 시의 부식속도보다 약 5배 정도 크게 나타났으며, 등온시험에서는 부식생성물, Li2ZrO3 생성은 적어도 216시간 경과 후에 이루어졌으며 열 반복시험의 경우는 7회 후에도 부식생성물은 형성하지 않는 것으로 나타났다. 아울러 등온 및 열 반복시험에서는 크랙, 기공 및 박리 등이 나타나지 않았으나 리튬이 생성되는 경우에는 뚜렸하게 나타났다. |
