| 초록 |
현재 대부분의 발전용 원자로의 연료로 UO2 소결체가 사용되고 있다. 최근에는 UO2 핵연료의 경제성을 향상시키기 위하여 원자력 선진국에서 고연소도 핵연료 개발을 추진하고 있다. UO2 소결체를 고연소도 까지 사용하기 위해서는 연소 동안에 핵분열기체의 방출을 억제하는 동시에 소결체-피복관의 상호작용(PCI)을 완화시킬 수 있는 성능을 갖추어야 한다. 본 논문에서는 500~1500ppm (Cr/U 기준)범위의 Cr-화합물이 첨가된 UO2 성형체의 소결공정(소결온도, 분위기) 조절을 통하여 UO2 격자내 Cr 양이온의 고용도를 제어함으로써 핵분열 기체 방출을 억제하는 동시에 PCI을 완화시키는 고성능 UO2 소결체를 제조하는 새로운 방법을 소개한다. Cr-화합물이 금속 Cr로 석출되는 건조수소(dew point -35oC) 분위기에서 소결 하거나, CrO 액상이 형성되는 분위기(98.4%H2-1.6%H2O)의 동일 분위기에서 소결하는 경우 보다 건조수소 분위기에서 소결중 소결온도(1700oC) 부근에서 산소분압을 순차적으로 증가시켜 단계적으로 CrO 액상량이 증가되는 조건으로 소결할 때 UO2 소결체의 결정립 성장 효과가 가장 크게 나타났으며, 이 조건에서 제조된 소결체의 creep 특성이 가장 우수하였다. |
