완전 세라믹 캡슐형 핵연료에서 다층구조 등방성 핵연료 입자의 부피 분율을 제어하는 방법, 다층구조 등방성 핵연료 입자의 코팅용 조성물 및 그 소결체
서울시립대학교 산학협력단, 한전원자력연료 주식회사
김영욱, 강은서, 이승재, 임광영
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요약본 발명은 탄화규소, 소결첨가제 및 유기바인더의 혼합물을 준비하는 단계; 상기 혼합물을 이용하여 다층구조 등방성 핵연료 입자를 코팅하여 코팅체를 제조하는 단계; 상기 코팅체를 성형하는 단계; 및 상기 성형된 코팅체를 상압소결하는 단계;를 포함하여 구성되며, 상기 코팅에 사용된 탄화규소, 소결첨가제, 유기바인더의 양을 조절함으로써, 다층구조 등방성 핵연료 입자의 부피분율을 조절하는 것을 특징으로 하는 완전 세라믹 캡슐형 핵연료에서 다층구조 등방성 핵연료 입자의 부피 분율을 제어하는 방법을 제공한다. 이상과 같은 본 발명에 따르면, 핵연료 관련 사고에 대한 안정성을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 다층구조 등방성 핵연료 입자의 부피 분율을 극대화하면서 상압소결 공정을 가능케 하는 효과가 기대된다.
대표 청구항탄화규소, 소결첨가제 및 유기바인더의 혼합물을 준비하는 단계;상기 혼합물을 이용하여 다층구조 등방성 핵연료 입자를 코팅하여 코팅체를 제조하는 단계;상기 코팅체를 성형하는 단계; 및상기 성형된 코팅체를 상압소결하는 단계;를 포함하여 구성되며,상기 코팅에 사용된 탄화규소, 소결첨가제, 유기바인더의 양을 조절함으로써, 다층구조 등방성 핵연료 입자의 부피분율을 조절하되,상기 소결하는 단계에서, 상기 유기바인더 코팅층이 열분해되어 기체상으로 비산하고, 다층구조 등방성 핵연료 입자와 기지상 사이에 계면 다공질층을 생성함으로써, 상기 계면 다공질층이 탄화규소 기지와 다층구조 등방성 핵연료 입자 사이의 수축률 차이를 완충하도록 하여 탄화규소 기지와 다층구조 등방성 핵연료 입자 사이에서 균열이 발생하지 않도록 작용하는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 완전 세라믹 캡슐형 핵연료에서 다층구조 등방성 핵연료 입자의 부피 분율을 제어하는 방법.
