| 초록 |
사용후핵연료를 처리하기 위해 개발되고 있는 Pyroprocessing 기술은 환경 친화성, 핵확산 저항성 및 경제성을 가지면서 자원 활용을 극대화할 수 있는 기술로 평가되고 있으며, 용융염 그 자체가 갖는 물리,화학적 특성, 즉 전기전도성, 고밀집 취급성, 유체 특성을 지닌 고온 용융염계에서 이루어지는 공정이다. Pyroprocessing 기술이 적용되는 전해환원공정은 산화물 사용후핵연료의 금속전환공정으로 고온 리튬용융염계상에서 운전되는 공정이며, 산화우라늄을 전해환원하는 공정으로 음극에서 우라늄메탈로 환원되며, 양극에서 산소가 발생하는 가혹한 부식환경을 조성한다. 특히 전해환원공정은 650oC 고온에서 부식성이 강한 용융염상에서 이루어지고, 또한 산소가 발생하는 산화성분위기이기 때문에 이에 적합한 취급장치재료의 선정이 매우 중요하다. 가혹한 부식환경에서 기계적, 열적 특성 및 내부식성 특성을 동시에 만족시키는 합금개발은 매우 어려운 실정이다. 이를 해결하기 위해서는 열적 및 화학적으로 고온 리튬용융염계에서 안정하고 특히 내부식성 특성을 향상시키기 위해 세라믹 구조재료 적용이 효과적이면서 경제적인 방법으로 알려져 있다. 본 연구에서는 고온 부식억제를 위해 기계적 및 열적 성질이 우수한 안정화된 지르코니아를 고온 리튬용융염계(LiCl-1%Li2O, 650oC)에서 부식거동을 고찰하였다. 고온 부식거동을 고찰한 결과: 기계적 특성에서 굽힘강도는 168시간, 7-thermal cycle에서 각각 17%, 6% 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 각각의 실험에서 고밀도화로 인해 증가된 것으로 판단된다. 화학적 및 열적 특성에서는 XRD 분석결과에 의하면 용융염과의 표면반응으로 인해 부식생성물이 표면에 형성하는 경향을 보이지 않는 것으로 나타났으며, 반면 SEM 분석결과에 따르면 산화성분위기는 입자의 성장에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 열하중의 변화가 크랙현상에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. |
