악티니드-Zr 합금의 용융염 전해정련 중 알루미늄 음극에서의 지르코늄 거동

전문가 제언

○ 이 연구에서는 우라늄과 플루토늄을 An으로 표시한 An-Zr 합금이 LiCl-KCl 공융에서 An(III)로 용해하는 정전류 전해정련가 수행되었다. 지르코늄의 양극 공동-산화 없이 악티니드가 산화될 수 있는 최대량을 결정하기 위해 An-Zr 합금의 양극 용해가 고찰되었다.

 

○ 악티니드의 약 120%가 이론적으로 용해될 때 산화가 완료되었으며, 양극 잔유물에 대한 유도결합 플라스마 방출 분광광도계(ICP-OES, inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer) 분석에 의하면 플루토늄 모두와 우라늄 대부분이 이 단계에서 용해되었다. 이는 양극차단 전위를 적용하더라도 악티니드는 지르코늄 용해 없이 거의 완전하게 용해할 수 있음을 나타내고 있다.

 

○ 치밀하고 강한 접착 및 균일한 분포의 침전물을 음극에서 얻었다. 침전물의 ICP-OES 분석 결과는 형성된 합금의 주요성분이 UAl3 및 PuAl3임을 나타내고 XRD 측정이 이를 확인하였다. 음극에서 악티니드의 회수에 대한 총 효율은 적어도 69%이었다. 일정한 전류밀도를 적용한 실험은 성공적으로 수행되었고 실험기법도 수립하였다. 악티니드-알루미늄 합금이 형성되었고 건식 회수공정의 한 단계로 도입될 수 있다.

 

○ 사용후핵연료의 우라늄과 플루토늄을 U-Pu-Zr의 금속합금 연료로 고속증식로 EBR-2 등에 사용하여 악티니드를 순환시켜 재사용하는 연구가 진행되고 있다. 한국에서도 파이로 프로세싱 기술개발을 하여 사용후핵연료의 U/Pu를 함께 회수하여 액체금속로 SFR에 순환시키는 연구가 진행 중에 있다.

 

○ 이 연구는 금속연료 처리를 위한 건식 회수공정도의 일부를 담당하고 있는 우라늄/플루토늄 재처리 공정의 전해정련 공정에 대한 것이다. U-Pu-Zr의 금속합금 연료 전해정련 공정 중에 악티니드와 지르코늄의 거동을 연구하여 악티니드의 효율적인 회수를 성취할 수 있는 기술적 기반을 마련한 실험으로 평가된다.

저자

R. Meier, P. Sou？ek, R. Malmbeck, M. Krachler, A. Rodrigues, B. Claux, J.-P. Glatz,Th. Fanghanel

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

472()

잡지명

Journal of Nuclear Materials

과학기술
표준분류

에너지

페이지

99~104

분석자

박*화

분석물

• 악티니드-Zr 합금의 용융염 전해정련 중 알루미늄 음극에서의 지르코늄 거동.pdf [503,893 byte]

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