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루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 몰리브덴(Mo) 및 산화바륨(BaO)으로 이루어지는 군에 속하는 적어도 하나 이상의 금속 이물질이 함유된 고연소도 사용후핵연료를 이용하여 중수로용 핵연료 소결체를 제조하는 방법에 있어서,
산화/환원 공정을 통해 사용후핵연료 분말을 소결 가능한 미세 분말로 변환시키고, 상기 변환된 소결 가능한 미세 분말을 성형체로 제조한 후, 상기 성형체를 환원성 가스 분위기 하에서 소결시켜 핵연료 소결체를 제조하되,
상기 소결 공정은,
승온 과정에 있어서 최종 소결 온도에 이르기 전에, 성형체 내에 함유된 각각의 금속 이물질의 석출형 화합물이 분해되는 각 온도 구간에서 일정시간 유지하여 다시 승온하는 과정을 거친 후, 최종 소결 온도까지 재가열하는 다단계 소결 과정을 통해, 각 소결 단계별로 해당 온도 구간에서 석출형 화합물의 분해 반응에 의해 발생하는 가스를 단계적으로 제거함으로써 핵연료 소결체의 소결 밀도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 금속 이물질이 함유된 고연소도 사용후핵연료를 이용한 핵연료 소결체 제조방법
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2
제 1항에 있어서,
상기 사용후핵연료는,
경수로형 원자로에서 35,000 MWD/MTU 이상 연소되어 배출되는 핵연료인 것을 특징으로 하는 금속 이물질이 함유된 고연소도 사용후핵연료를 이용한 핵연료 소결체 제조방법
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3
제 1항에 있어서,
상기 산화/환원 공정에서는,
공기를 포함한 산화성 분위기에서 450 ~ 550 ℃의 온도로 유지시키는 산화 공정과;
수소를 포함한 환원성 가스 분위기에서 650 ~ 750 ℃의 온도로 유지시키는 환원 공정;
을 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 고연소도 사용후핵연료를 이용한 핵연료 소결체 제조방법
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4 |
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삭제
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5
제 1항에 있어서,
상기 다단계 소결 과정에는,
150 ~ 250 ℃로 승온시켜 0
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6
제 1항에 있어서,
상기 다단계 소결 과정에는,
650 ~ 750 ℃로 승온시켜 0
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7
제 1항에 있어서,
상기 다단계 소결 과정에는,
850 ~ 900 ℃로 승온시켜 0
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8
제 1항에 있어서,
상기 다단계 소결 과정에는,
950 ~ 1050 ℃로 승온시켜 0
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9
제 1항에 있어서,
상기 다단계 소결 과정에는,
1400 ~ 1500 ℃로 승온시켜 0
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10
제 1항에 있어서,
상기 소결 공정은,
수소 또는 수소 및 알곤 혼합기체를 포함하는 환원성 가스 분위기 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 이물질이 함유된 고연소도 사용후핵연료를 이용한 핵연료 소결체 제조방법
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11
제 1항에 있어서,
상기 소결 공정의 최종 소결 온도는,
1650 ~ 1750 ℃인 것을 특징으로 하는 금속 이물질이 함유된 고연소도 사용후핵연료를 이용한 핵연료 소결체 제조방법
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