| 초록 |
산화물 사용후핵연료의 금속전환공정은 고온 LiCl-Li2O 용융염계에서 우라늄산화물을 전해환원하는 공정으로 음극에서 우라늄메탈로 환원되며, 양극에서 산소가 발생된다. 650℃ 이상의 부식성이 강한 리튬용융염 상에서 반응이 이루어지고, 또한 사용후핵연료의 취급으로 인해 핫셀 내에서 원격으로 운전되기 때문에 고온 용융염 상에서 안정되고 신뢰성 있는 재료의 선정이 요구된다. 본 연구에서는 전해환원 공정장치의 구조재료 개발의 일환으로 최적 합금설계 자료를 도출하기위해 제조된 Ni-base 합금을 고온 용융염 산화성 분위기에서 합금원소의 영향을 고찰하였다. 용융염 LiCl-Li2O계 산화성 분위기에서 부식거동을 고찰한 결과, 부식환경온도; 650℃, 부식시간; 72 ～ 216 시간, Li2O 농도; 3 wt%, 혼합가스 농도; Ar-10%O2 조건에서 부식층이 연속적으로 치밀하고, 또한 기지금속과 부식층의 결합력의 증가 등을 위해 주요합금원소인 Cr 함량은 < 15 wt.%, Fe 함량은 < 1 wt.%으로 요구되며, 외부확산을 통해 우선산화로 산화층 형성 및 산화물/기지금속 계면에서 농축되어 내부산화를 억제하기 위해서는 Al 함량은 < 6 wt.%, Si 함량은 < 5 wt.%, Ti 함량은 < 2 wt.% 범위가 적절할 것으로 보이며, 형성된 산화층은 산소의 내부확산을 억제하여 부식속도에 영향을 미칠 것으로 판단된다. |
