| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2013년 가을 (11/06 ~ 11/08, 제주롯데호텔) |
| 권호 | 19권 2호 |
| 발표분야 | C. 에너지/환경 재료(Energy and Environmental Materials) |
| 제목 | U-Mo 및 U-Mo-Ti 핵연료 분말 표면에 형성된 질화물 및 실리사이드 이중 코팅층 분석 |
| 초록 | 연구용 원자로의 핵연료로 쓰이는 고밀도 U-Mo 합금 핵연료 분말은 원심분무 분말 제조법으로 제조되며, 이를 이용하여 분산 핵연료로 제조하면 기존의 핵연료에 비해 생산성, 경제성 및 성능에서 보다 우수한 효과를 얻을 수 있다. 그러나 U-Mo 핵연료 분말은 원자로 내에서 조사 시, Al 기지와의 반응으로 인하여 계면에 반응층이 형성되며 이는 U-Mo 핵연료 분말 내 미세구조적인 변화를 가져와 열전도의 감소 및 swelling에 의한 핵연료의 성능을 저하시키는 요인으로 작용한다. 이와같은 단점을 개선하고자 한국원자력연구원에서는 U-Mo 핵연료 분말 표면에 질화물 또는 실리사이드 코팅층을 형성시켜 Al 기지와의 반응층 형성을 억제시킴과 동시에 핵연료의 성능을 향상시키는 연구를 진행해 왔다. 본 연구에서는 원심분무법으로 제조된 U-Mo 및 U-Mo-Ti 핵연료 분말을 고온(1000℃)의 진공(10-6torr) 회전 열처리로에 장입한 후 N2 가스를 주입(80sccm)하여 분말 표면에 질화물 코팅층을 형성시켰으며, 질화물이 코팅된 U-Mo 및 U-Mo-Ti 핵연료 분말과 순수한 Si 분말을 8시간 동안 Ball Mill 후 고온(1000℃)의 진공(10-6torr) 열처리 로 에서 1시간 동안 유지하여 질화물 코팅층 표면에 실리사이드 코팅층이 형성 되도록 이중 코팅 하였다. 이와 같이 질화물 및 실리사이드 이중 코팅층이 형성된 U-Mo 및 U-Mo-Ti 핵연료 분말은 Al 분말과 혼합하여 500℃에서 열간압연 후 상온에서 냉간압연하여 판형의 시편을 제조하였으며, 이를 580℃에서 1시간 동안 열처리 한 후, SEM을 이용하여 코팅층의 반응층 형성 억제효과를 기존의 단일 코팅층과 비교 분석하였다. |
| 저자 | 김우정, 남지민, 이규홍, 류호진 |
| 소속 | 한국원자력(연) |
| 키워드 | Centrifugal Atomization; Nitride Coating; Silicide Coating; SEM; EDS |
