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핵연료 복합 소결체에 있어서, 핵연료; 및 가연성흡수체의 성형체; 를 포함하고,상기 가연성흡수체의 성형체는, 핵연료 복합 소결체 전체 부피에 대해 2 부피% 이상 및 20 부피% 미만으로 상기 핵연료 내에 삽입되고,상기 가연성흡수체의 성형체는, UO2를 포함하는 핵연료를 포함하지 않고,상기 가연성흡수체의 성형체는 상기 핵연료 중 반경 방향 중심부에 상기 핵연료와 구분되도록 삽입되어 위치하고,상기 가연성흡수체의 성형체는, 부정형, 실린더, 디스크, 구형, 로드, 필름 및 다각기둥 형태로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 핵연료 복합 소결체
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가연성흡수체의 성형체를 형성하는 단계;상기 성형체 및 핵연료 물질을 혼합하여 핵연료 물질 내에 성형체를 삽입하는 단계; 상기 핵연료 물질 및 성형체를 가압성형하여 핵연료 복합 성형체를 형성하는 단계; 및 상기 핵연료 복합 성형체를 소결하여 핵연료 복합 소결체를 형성하는 단계; 를 포함하고, 상기 핵연료 복합 소결체는, 상기 핵연료 복합 소결체 전체 부피에 대해 2 부피% 이상 및 20 부피% 미만으로 내부에 삽입된 가연성흡수체의 성형체를 포함하고, 상기 가연성흡수체의 성형체는, 부정형, 실린더, 디스크, 구형, 로드, 필름 및 다각기둥 형태로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고,상기 가연성흡수체의 성형체는, UO2를 포함하는 핵연료를 포함하지 않고,상기 가연성흡수체의 성형체는 상기 핵연료 중 반경 방향 중심부에 상기 핵연료와 구분되도록 삽입되어 위치하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제3항에 있어서,상기 가연성흡수체의 성형체를 형성하는 단계는, 가연성흡수체 분말을 균질화하고 혼합하는 단계; 및 상기 혼합된 가연성흡수체 분말을 가압성형하는 단계; 를 포함하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 가압성형하는 단계는, 30 MPa 내지 100 MPa의 압력에서 1차 가압성형하고, 200 MPa 내지 500 MPa의 압력에서 정수압 프레스(CIP)에 의해서 2차 가압성형하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제4항에 있어서,상기 가압성형하는 단계는, 100 MPa 내지 500 MPa 압력에서 한번에 가압성형하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제3항에 있어서,상기 가연성흡수체의 성형체를 형성하는 단계는,가연성흡수체 분말을 균질화하고 혼합하는 단계; 상기 가연성흡수체 분말을 중공형 성형체의 홀 내에 주입하고, 홀 내를 가압하는 단계; 를 포함하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 중공형 성형체는, CeO2, In2O3, Y2O3, ThO2, TiO2, ZrO2, Al2O3 및 Y2O3-ZrO2로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 가압하는 단계는, 30 MPa 내지 100 MPa의 압력에서 홀 내를 일축 가압(Uniaxial press)하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제7항에 있어서,상기 중공형 성형체는, 링 또는 튜브형이고,상기 중공형 성형체의 전체 부피에 대해 2 부피% 내지 20 부피%로 포함되고, 1 mm 내지 3 mm 직경의 중공을 포함하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제3항에 있어서,상기 가연성흡수체의 성형체는, Gd2O3; Er2O3; 및 CeO2, In2O3, Y2O3, ThO2, TiO2, ZrO2, Al2O3 및 Y2O3-ZrO2(yttria-stabilized zirconia)로 안정화된 Gd2O3, Er2O3; 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 CeO2, In2O3, Y2O3, ThO2, TiO2, ZrO2, Al2O3 및 Y2O3-ZrO2 (yttria-stabilized zirconia)는, Gd2O3 및 Er2O3에 대해 3 중량% 내지 30 중량%로 포함되는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제3항에 있어서,상기 가연성흡수체의 성형체를 형성하는 단계는,가연성흡수체의 성형체를 환원성 기체 분위기 또는 불활성 기체 분위기에서 100 ℃ 내지 400 ℃ 온도에서 열처리하는 단계; 를 더 포함하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제3항에 있어서,상기 핵연료 복합 성형체를 형성하는 단계는, 가연성흡수체의 성형체와 핵연료의 혼합물을 30 MPa 내지 100 MPa의 압력에서 1차 가압성형하고, 200 MPa 내지 500 MPa의 압력에서 정수압 프레스(CIP)에 의해서 2차 가압성형하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제3항에 있어서,상기 핵연료 복합 성형체를 형성하는 단계는, 100 MPa 내지 500 MPa 압력에서 한번에 가압성형하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제3항에 있어서,상기 핵연료 복합 소결체를 형성하는 단계는, 마이크로웨이브 소결을 이용하여 1000 ℃ 내지 1800 ℃에서 소결하는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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제3항에 있어서,상기 핵연료 물질 내에 성형체를 삽입하는 단계는, 상기 핵연료 물질 전체 중량에 대해 1 중량% 내지 10 중량%의 가연성흡수체의 성형체가 혼합되는 것인, 핵연료 복합 소결체의 제조방법
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