| 초록 |
원자력시스템 금속연료로 사용되거나 개발중인 우라늄합금으로는 U-Zr 합금, U-Silicide, U-Aluminide, U-Mo 합금 등이 있다. U-Zr 합금계는 소듐냉각고속로 금속연료로 사용되고 있고, U-silicide 및 U-Aluminide는 연구용 원자로 핵연료 및 경수로 핵연료로 사용 또는 개발되고 있다. U-Mo 핵연료는 고성능 연구로에서 사용을 모색하고자 개발중에 있다. 본 연구에서는 이원계 또는 삼원계 우라늄합금을 사출주조 또는 중력주조, 분말야금방법, 원심분무 및 냉각롤 급속응고 등에 의해 제조하여, 미세조직 및 합금상에 대한 합금원소 첨가 및 제조방법의 영향을 SEM, EDS 및 XRD 등을 사용하여 조사하였다. 그 결과, 주조상태의 U-10wt.%Zr 합금은 10~50μm의 우라늄 grain 내에서 0.5μm 이하의 α-U과 Zr-rich phase간에 층상조직을 나타내고 있었으며, 급속응고에 의해서 조직의 변형과 미세화가 나타났다. 주조상태의 U-4wt.%Si 합금은 faceted growth morphology를 가지는 U3Si2 상의 과공정 조직을 나타내었으며, 급속응고에 의해 5μm 이하의 미세조직을 보여주었다. 우라늄 고밀도 U-Aluminide인 UAl2는 이며 고융점을 가지므로 우라늄분말을 이용하여 소결방법에 의해 제조되었으며, 주상이 UAl2인 기지조직에 U 및 UAl3가 미세하게 분산되어 있었다. 또한, U-7wt.%Mo 합금은 급속응고에 의해 600oC 이상에서 존재하는 10μm 이하의 γ-U 상이 상온에서 준안정상태로 존재하는 cell structure를 나타내 보여주었다. |
