마이너 악티니드를 함유하는 U-Pu-Zr 합금의 ~2.5 at.%, ~7 at.%, ~10 at.% 연소까지의 조사실험

전문가 제언

○ 본 논문은 마이너 악티니드(MA)와 희토류(RE) 성분이 다량 포함된 U-Pu-Zr 연료의 방사선조사에 의한 침전물의 성질과, 축방향 스웰링(swelling), 온도에 의한 구조 형성, 매트릭스 성분 이동과 같은 물리적 특성을 조사하였다.

 

○ 본 조사실험에서는 세 종류의 MA와 RE를 함유하는 연료가 사용되었다. U-19Pu-10Zr-2MA-2RE, U-19Pu-10Zr-5MA-5RE, U-19Pu-10Zr-5MA. 클래딩 재료는 15-15Ti 강철이다. 연료는 Phenix 원자로 내에서 120 EFPD(유효전출력 운전일) (~2.5 at.%), 360 EFPD(~7 at.%), 600 EFPD(~10 at.%) 까지 조사되었다. 주요 조사후시험(PIE) 결과는 아래와 같다.

 

？ 현미경조직관찰과 형상(morphology) 조사에서 MA와 RE의 추가에 관계없이 뚜렷한 손상이나 국부적인 용해물은 발견되지 않았다.

？ 연료의 반경방향의 EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) 분석에 의하면, U-19Pu-10Zr과 U-19Pu-10Zr-5MA-5RE 연료의 매트릭스 성분(U, Pu, Zr)의 재분포는 ~2.5 at.% 연소에서 유사하였다. 

？ PIE 결과는 U-Pu-Zr 삼상연료의 스웰링, 온도의존 구조형성, 매트릭스 성분 이동과 같은 조사 특성은 5wt% 농축까지 MA와 RE의 추가에 의하여 영향을 받지 않음을 보여주고 있다.  

？ 프로필로미터(profilometry) 측정 결과, 클래딩의 변형은 15-15Ti 강철의 조사특성에서 예측된 값의 범위 내 이었으며, ~10 at. % 연소까지 MA와 RE의 첨가로 인한 특기할 영향은 발견되지 않았다. 감마분광실험 결과, MA와 RE를 포함하는 합금 연료의 축방향의 신장도는 보통 U-Pu-Zr 합금과 유사하였다.

 

○ 한국원자력연구원에서는 소듐냉각고속로를 개발 중이며, 연료로 초우라늄(TRU) 금속합금연료를 포함하고 있다. 최근에는 연료의 성능을 높이기 위하여 RE의 함유량이 노심의 성능과 안전에 미치는 영향 분석을 수행하고 있다. 본 논문은 Phenix 고속로를 사용하여 방사선조사에 의한 RE를 함유하는 TRU연료의 물리적 특성의 변화를 조사하였다.

 

저자

Hirokazu Ohta, et al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

190()

잡지명

NUCLEAR TECHNOLOGY

과학기술
표준분류

에너지

페이지

36~51

분석자

강*무

분석물

• 마이너 악티니드를 함유하는 U-Pu-Zr 합금의 ~2.5 at.%, ~7 at.%, ~10 at.% 연소까지의 조사시험.pdf [333,359 byte]

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