AGR 사용후핵연료 처분연구용 UO2-기반 세라믹의 가공 및 미세구조 특성화

전문가 제언

○ 사용후핵연료(SNF, spent nuclear fuel)의 직접 지층 처분은 미국, 스웨덴, 스페인 및 핀란드 같은 원자력 선진국의 원자력폐기물 관리정책 중 일부이다. 영국에서는 많은 비율의 사용후핵연료가 고유 개량형 가스냉각로(AGR, Advanced Gas-cooled Reactor)에서 발생되고 있으며, -기반 AGR 연료는 지층 처분에 관련된 안전 요구사항을 만족하기 위하여 평가되어야 할 독특한 특성들을 지니고 있다.

 

○ 25 GWd/tU 및 43 GWd/tU 연소도에서 100년 냉각 후의 AGR SNF를 모사하고 을 근거로 한 AGR 모의 SNF가 참조용 순수 펠릿과 함께 성공적으로 제조되었으며, 저-도핑 시료의 평균 그레인 크기는 4.2±0.6 m이며 고-도핑 시료는 3±1.3 m로, 실제 SNF(3∼30 m)에서 측정된 최소의 값에 근접하였다.

 

○ SEM-EDX(scanning electron microscope-Energy Dispersive X-ray) 분석에서 금속 및 산화 침전물(그레이 상태)의 형성이 나타났으며, 금속 침전물의 주요 성분은 Mo, Rh, Ru 및 Pd이었고, 성분의 존재가 제시되면서 그레이-상의 Ba, Zr 및 O 비율은 1:1:3인 한편, 그레이 상에서 낮은 농축도(>1 at.%)의 Sr 및 U도 발견되었다.

 

○ 이 연구에서 산화 침전물 크기 감소와 밀도 증가를 수반한 재료 제조 과정의 개선은 -기반 모의 SNF가 AGR SNF 거동 연구에 우수한 모델 시스템으로 적용할 수 있게 해주었다. 즉, 이 재료를 사용하여 방사선 영향을 받지 않고 휘발성 원소를 포함하지 않으면서 제반특성을 고찰하려는 목표를 지닌 많은 시험들이 수행될 수 있으며 그 결과는 직접적으로 실제 SNF에 근접한 관계가 있을 수 있다.

 

○ 한국원자력연구원(KAERI)은 원자력발전소 중대사고 발생 시 수소 생산 억제를 일차 목표로 하여 핵연료피복재를 개발하고 있다. 수소-억제 피복재로 고려되고 있는 두 개념 중의 하나는 표면-개량 Zr-합금이며 또 다른 하나는 Zr 내부 층과 외부 표면 피복 사이에 세라믹 성분을 지닌 금속-세라믹 하이브리드 피복재이다.

 

저자

Z. Hiezl, D.I. Hambley, C. Padovani, W.E. Lee

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

456()

잡지명

Journal of Nuclear Materials

과학기술
표준분류

에너지

페이지

74~84

분석자

김*수

분석물

• AGR 사용후핵연료 처분 연구용 UO2-기반 세라믹의 가공 및 미세구조 특성화.pdf [547,564 byte]

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