원자로 핵연료용 우라늄-10wt.% 몰리브덴 합금의 미세구조 특성

전문가 제언

○ 세계 각국 연구용 원자로에 사용되고 있는 고농축 우라늄(HEU)은 핵연료뿐만 아니라 핵무기로의 사용이 가능해서 이를 악용할 경우에 매우 위험한 상황이 야기될 수 있다. 이에 전 세계적으로 HEU 대신에 저농축 우라늄(LEU)을 사용하기 위한 다자 간 협약이 이루어지고 있는 실정이다.

 

○ 본 연구는 감손우라늄-10wt.%Mo(DU-10wt.%Mo)을 LEU-10wt.%Mo의 고체화 및 미세구조 형성에 대한 모의실험에 사용하였고, 전자 후방산란 회절(EBSD: Electron backscatter diffraction) 및 상보적 전자 탐침 미량분석(EPMA: electron probe microanalysis)이 고체화 후 준안정한 ？？-상에 존재하는 미세분리 현상을 보여주었다.

 

○ 2～4시간 1,000℃에서의 균질화는 8 wt.% 이하의 Mo을 함유하는 영역을 형성한 반면, 8시간 이상의 1,000℃ 균질화는 Mo 화학적 균질도를 효과적으로 달성하였지만 균질화 중의 미세구조 형성에 대한 이 함유물들의 영향(예, 결정립 성장) 및 잠재적인 ？？-상 분해 핵형성 부위들의 상태가 불분명하여서 추가의 연구가 요구되고 있다.

 

○ 한국원자력연구원에서는 고밀도 우라늄-몰리브덴(U-Mo) 핵연료 제조기술을 개발하여 주목을 받은바 있고, 작년 초에는 미국에서 원료를 받아 이를 제조하고 미국에 전달한 사례가 있으며, 전달된 U-Mo 분말은 프랑스 핵연료 제조회사인 AREVA CERCA사에서 검증용 핵연료 집합체로 제조된 후에 프랑스·벨기에 고성능 연구로에서 성능검증시험을 거치게 되며, 이 핵연료의 성능이 검증되면 국내 원천기술을 활용한 국제 핵비확산 실현을 위해 유럽 지역 연구로 핵연료의 저농축 우라늄 전환이 끝날 때까지 U-Mo 분말을 무상으로 공급할 예정이다.

 

○ 본 연구의 결과는 국내 U-Mo 핵연료 분말 제조기술 향상에 편승하여 EBSD와 EPMA 등을 사용하는 저농축 우라늄 핵연료의 금속구조학적 개선 분야에 일조할 수 있을 것이다.

 

저자

A.J. Clarke, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2015

권(호)

465()

잡지명

Journal of Nuclear Materials

과학기술
표준분류

에너지

페이지

784~792

분석자

성*웅

분석물

• 원자로 핵연료용 우라늄-10wt.% 몰리브덴 합금의 미세구조 특성.pdf [475,832 byte]

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