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보고서 요약서
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SUMMARY
Contents
목차
제1장 연구개발 과제의 개요 18
제1절 연구개발의 필요성 20
제2절 국내외 기술개발 현황 24
1. 국내 연구개발 내용 및 결과 24
2. 국외 연구개발 내용 및 결과 25
3. 현기술상태의 취약성 27
4. 앞으로의 전망 27
제2장 연구개발 내용 및 결과 28
제1절 우라늄 합금분말 표면 코팅 기술 30
1. 구형 분말 표면에 균질하고 건전한 Aluminum 코팅 PVD 조건 수립 30
2. 균일 코팅을 위한 분말 교반방식 개발 43
제2절 우라늄 고밀도 분산연료 제조기술 개발 46
1. 혼합 및 압분 공정을 생략한 분산연료 압출기술 개발 46
2. 고밀도 분산연료 시험편 제조 및 미세조직 분석 49
제3장 목표 달성도 및 연구개발결과 활용계획 58
1. 연구개발 목표 달성도 60
2. 연구개발결과 활용 계획 61
제4장 참고문헌 62
서지정보양식(BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET) 66
표 1. 국가별 기술현황표 27
표 2. Bias Voltage에 따른 Al 코팅층 형성 경향 33
표 3. 연료문질 장입량 및 분포 균질도 56
그림 1. 기존 분산연료 제조공정 (혼합/압분) 20
그림 2. 기지 물질 코팅 분산연료 제조공정 (코팅/압분) 21
그림 3. 분산연료 내 핵물질 부피분율에 다른 우라늄 장입밀도 22
그림 4. 운영기간 별 연구로 수[1] 23
그림 5. KOMO-5 조사시험, 연소도에 따른 반응층 형성 거동 (HANARO 조사시험) 24
그림 6. 벨기에의 PVD 장치 개념도 및 코팅 분말 핵연료 제조 결과[8] 26
그림 7. 핵연료분말 표면 복합처리 시스템 (PVD) 31
그림 8. Ar pressure의 변화에 따른 Al 코팅 증착 속도 31
그림 9. 과도한 Bias voltage에 의해 불균일하게 Al이 코팅된 U-7Mo분말 32
그림 10. 부족한 Bias voltage에 의해 치밀하지 않게 Al이 코팅된 U-7Mo분말 32
그림 11. 증착 시간에 따른 Al 코팅 증착 속도 34
그림 12. Al 기지물질이 약 1.6 μm 코팅된 U-7Mo 분말 SEM 단면 사진 35
그림 13. Al 기지물질이 약 1.9 μm 코팅된 U-7Mo 분말 SEM 단면 사진 36
그림 14. Al 기지물질이 약 2.7 μm 코팅된 U-7Mo 분말 SEM 단면 사진 37
그림 15. Al 기지물질이 약 3.6 μm 코팅된 U-7Mo 분말 SEM 단면 사진 38
그림 16. Al 기지물질이 약 4.7 μm 코팅된 U-7Mo 분말 SEM 단면 사진 39
그림 17. Al 기지물질이 약 5.4 μm 코팅된 U-7Mo 분말 SEM 단면 사진 40
그림 18. Al 기지물질이 약 10.0 μm 코팅된 U-7Mo 분말 SEM 단면 사진 41
그림 19. 분말 입도 및 코팅 두께에 따른 우라늄 장입밀도 42
그림 20. 원심분무 분말 입도 분포[9] 43
그림 21. Basket 형 교반기 설계안 44
그림 22. Basket형 교반기를 활용하여 U-7Mo 분말에 일부 증착된 Al 기지물질의 표면 44
그림 23. 초기 원통형 교반기 설계안 45
그림 24. 입구에 곡률을 주어 분말 손실을 최소화한 원통형 교반기 설계안 45
그림 25. 봉형 핵연료 제조용 수직압출기 47
그림 26. 압출 장입 분말 48
그림 27. 수직 압출기 컨테이너 내로 분말 장입 방법 48
그림 28. 압출공정 수행 후 형상, 압출(압분)체 49
그림 29. 미세조직 분석을 위한 cutting plan 50
그림 30. 시작부(S) SEM 미세조직 51
그림 31. 중간부 SEM 미세조직 52
그림 32. 종결부 SEM 미세조직 53
그림 33. U-7Mo 분말/Al 기지 분말 혼합으로 제조된 8.0 gU/cm³급 압출봉[11] 54
그림 34. 코팅 분말 간의 접합 건전성 54
그림 35. EDS line scan data 55