| 초록 |
U-Zr-RE(rare-earth) 금속연료 주조과정에서 금속연료와 도가니의 고반응성으로 핵물질 손실이 발생된다. 이러한 핵물질 손실을 최소화하기 위해서 핵연료 주조 부품과 핵물질간의 반응을 제어하는 것이 필요하다. 특히, 주조부품 중 도가니의 경우 주조과정에서 용융형태의 금속연료와 직접적으로 접촉하기 때문에 반응성을 최소화 할 수 있는 신소재 도가니 개발이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 Y2O3가 코팅된 흑연 도가니의 반응성을 개선하기 위하여 LaYO3를 활용한 신소재 도가니를 개발하기 위한 연구를 수행하였다. LaYO3 성형체는 CIP(Cold isostatic pressing) 방법으로 제작되었으며, 이를 이용하여 균열이 없는 고밀도 소결체를 제조하기 위한 소결연구를 수행하였다. 소결조건은 상온에서 1,450 ~ 1,550°C까지 Air분위기에서 승온한 후 3~10시간동안 유지한 후 냉각하였다. 소결체 적합성을 평가하기 위해 밀도분석을 수행하였고, SEM(Scanning electron microscopy)을 이용하여 미세조직을 관찰하였으며, XRD(X-ray diffraction)을 통해 상 분석을 수행하였다. 1,470°C에서 10시간동안 소결된 시편이 충진율이 가장 높았고, SEM 분석을 통해 결함이 가장 적은 것을 확인하였으며, XRD 분석을 통해 LaYO3 단일상을 형성하는 것을 확인하였다. 본 연구 결과로 1,470°C에서 소결할 때 LaYO3 소재를 활용한 균열없는 도가니 제작이 가능함을 확인할 수 있었다. |
