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피복관 내부에 조대한 금속 핵연료 입자와 미세한 금속 핵연료 입자를 포함하는 금속 시스(sheath) 및 액체 나트륨을 포함하여 구성되는 금속 핵연료봉
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제1항에 있어서, 상기 금속 핵연료 입자는 우라늄과 지르코늄 합금; 우라늄, 지르코늄 및 희토류 원소의 합금; 및 우라늄, 지르코늄, 희토류 계열 원소, 악티늄 계열 원소의 합금인 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉
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제2항에 있어서, 상기 희토류 원소는 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세륨 또는 프라세오디늄이고, 상기 악티늄 계열 원소는 네오디뮴, 넵투늄, 플루토늄, 아메리슘 또는 퀴륨인 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉
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4
제1항에 있어서, 상기 조대한 금속 핵연료 입자는 0
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5
제1항에 있어서, 상기 미세한 금속 핵연료 입자는 0
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6
제1항에 있어서, 상기 금속 시스 내 핵연료 입자의 입자충진밀도는 70 ~ 80%인 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉
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7
제1항에 있어서, 상기 조대한 금속 핵연료 입자와 미세한 금속 핵연료 입자의 직경비는 5:1 ~ 15:1인 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉
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8
제1항에 있어서, 상기 조대한 금속 핵연료와 미세한 금속 핵연료 입자의 혼합비는 1:1 ~ 1:9인 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉
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9
제1항에 있어서, 상기 금속 시스는 지르코늄, 크롬, 몰리브데늄, 탄탈륨, 텅스텐, 바나듐 및 티타늄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉
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10
제1항에 있어서, 상기 피복관은 스테인레스 스틸인 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉
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금속 핵연료 입자를 제조하고 분급시키는 단계(단계 1);
단계 1에서 분급된 조대한 금속 핵연료 입자를 금속 시스 내에 진동 충전시키는 단계(단계 2);
조대한 금속 핵연료 입자가 충전된 상기 단계 2의 금속 시스에 미세한 금속 핵연료 입자를 진동 침투 충전시킨 후 피복관에 삽입하는 단계(단계 3);
상기 단계 3의 피복관에 핀형의 고체 나트륨을 장전시키고, 진공상태에서 가열하여 용해시킨 후, 불활성기체를 주입하면서 냉각시켜 고체 나트륨을 핵연료봉에 충전시키는 단계(단계 4);
금속 핵연료 입자 및 충전된 피복관 내부에 진공 또는 불활성 기체 분위기를 조성하고 용접하여 핵연료봉을 제조하는 단계(단계 5); 및
상기 단계 5의 핵연료봉을 가열시키면서 상기 단계 4에서 충전된 나트륨을 핵연료심에 결합(bonding)시키는 단계(단계 6)를 포함하는 금속 핵연료봉의 제조방법
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제11항에 있어서, 상기 단계 1의 금속 핵연료 입자는 우라늄과 지르코늄 합금; 우라늄, 지르코늄 및 희토류 원소의 합금; 및 우라늄, 지르코늄, 희토류 계열원소, 악티늄 계열 원소의 합금인 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉의 제조방법
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제12항에 있어서, 상기 희토류 계열 원소는 스칸듐, 이트륨, 란탄, 세륨 또는 프라세오디늄이고, 상기 악티늄 계열 원소는 네오디뮴, 넵투늄, 플루토늄, 아메리슘 또는 퀴륨인 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉의 제조방법
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제11항에 있어서, 상기 단계 1의 금속 핵연료 입자는 가스분무 또는 원심분무에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉의 제조방법
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제11항에 있어서, 상기 단계 1에서 제조된 금속 핵연료 입자의 분급은 조대한 금속 핵연료 입자 직경과 미세한 금속 핵연료 입자 직경의 비가 5:1 ~ 15:1이 되도록 분급하는 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉의 제조방법
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제15항에 있어서, 상기 조대한 금속 핵연료 입자는 0
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제15항에 있어서, 상기 미세한 금속 핵연료 입자는 0
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제11항에 있어서, 상기 단계 4의 가열은 150 ℃ ~ 250 ℃인 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉의 제조방법
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제11항에 있어서, 상기 단계 5의 용접은 티그 용접, 전자빔 용접 또는 레이저빔 용접인 것을 특징으로 하는 금속핵연료봉의 제조방법
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제11항에 있어서, 상기 단계 6의 가열은 400 ℃ ~ 600 ℃인 것을 특징으로 하는 금속 핵연료봉의 제조방법
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