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(a) 전해환원을 거쳐서 나온 전해환원체 또는 전해정련에 의해 생성된 우라늄 잉곳을 고온 용융염에 투입하고, 전기화학적 방법 또는 화학적 방법으로 상기 전해환원체 또는 상기 우라늄 잉곳으로부터 1) 란타나이드 양이온과 악티나이드 양이온 중 적어도 하나와 2) 우라늄 양이온을 생성하는 단계;(b) 상기 고온 용융염에 산소 음이온 소스를 투입하고, 산소 음이온이 상기 란타나이드 양이온이나 상기 악티나이드 양이온보다 상기 우라늄 양이온과 우선적으로 반응하는 선택적 반응을 일으키도록 상기 산소 음이온의 농도를 조절하여 우라늄 산화물을 생성하는 단계;(c) 상기 우라늄 산화물을 상기 고온 용융염에 침전시켜 산화물층을 형성하는 단계; 및(d) 상기 산화물층을 상기 고온 용융염으로부터 분리하고, 상기 산화물층에 포함된 고온 용융염을 제거하여 우라늄 산화물을 얻는 단계를 포함하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제1항에 있어서,상기 (a) 단계는,(a1) 상기 전해환원체 또는 상기 우라늄 잉곳을 양극으로 구성하여 음극과 함께 전기화학 셀을 만드는 단계; 및(a2) 상기 전기화학 셀의 양극에 -1
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제1항에 있어서,상기 (a) 단계는,(a1') 상기 전해환원체 또는 상기 우라늄 잉곳을 상기 고온 용융염에서 액체 상태인 금속을 포함하는 화합물과 함께 상기 고온 용융염에 투입하는 단계; 및(a2') 상기 전해환원체 또는 상기 우라늄 잉곳과 상기 화합물의 화학 반응을 통해 1) 상가 란타나이드 양이온과 상기 악티나이드 양이온 중 적어도 하나와 2) 상기 우라늄 양이온을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제1항에 있어서,상기 (b) 단계에서는 상기 고온 용융염에 투입되는 산소 음이온의 농도를 기준 농도보다 낮게 조절하여 상기 선택적 반응을 유도하도록 이루어지고,상기 기준 농도는, 상기 산소 음이온의 점차적인 농도 증가에 의해 상기 란타나이드 양이온 또는 상기 악티나이드 양이온과 산소 음이온이 반응을 시작하는 농도로 설정되는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제1항에 있어서,상기 (c) 단계는 상기 우라늄 산화물을 포함하는 고온 용융염을 기설정된 시간 동안 방치하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제1항에 있어서,상기 (c) 단계는 원심분리를 통해 상기 우라늄 산화물을 상기 고온 용융염의 바닥에 침전시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제2항에 있어서,상기 (d) 단계는,(d1) 상기 고온 용융염의 비중보다 크고 상기 우라늄 산화물의 비중보다 작은 비중을 갖는 액체 금속을 상기 고온 용융염에 투입하여 상기 고온 용융염의 아래에 액체 금속층을 형성하는 단계; 및(d2) 상기 액체 금속층과 상기 액체 금속층 내에 존재하는 상기 산화물층을 상기 고온 용융염으로부터 분리하고, 상기 액체 금속층과 상기 산화물층에 포함된 상기 고온 용융염과 상기 액체 금속을 제거하여 우라늄 산화물을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제3항에 있어서,상기 (a2') 단게의 화학 반응에 의해 상기 화합물로부터 액체 금속이 환원되며, 상기 액체 금속은 상기 고온 용융염의 아래에 액체 금속층을 형성하도록 상기 고온 용융염의 비중보다 크고 상기 우라늄 산화물의 비중보다 작은 비중을 가지며,상기 (d) 단계는 상기 액체 금속층과 상기 액체 금속층 내에 존재하는 상기 산화물층을 상기 고온 용융염으로부터 분리하고, 상기 액체 금속층과 상기 산화물층에 포함된 상기 고온 용융염과 상기 액체 금속을 제거하여 우라늄 산화물을 얻도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제8항에 있어서,상기 (d) 단계에서는 상기 액체 금속층과 상기 산화물층을 메쉬 필터로 여과하여 상기 고온 용융염과 상기 액체 금속을 제거하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,상기 (d) 단계에서는 650℃ 이상, 0
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제1항에 있어서,상기 사용 후 핵연료 처리방법은 상기 (d) 단계 이후에,(e) 상기 고온 용융염에 산소 음이온 소스를 추가로 투입하여 산소 음이온을 1) 상기 란타나이드 양이온과 상기 악티나이드 양이온 중 적어도 하나, 그리고 2) 잔여 우라늄 양이온과 반응시키고, 이 반응을 통해 1) 란타나이드 산화물과 악티나이드 산화물 중 적어도 하나와 2) 우라늄 산화물을 생성하는 단계;(f) 1) 상기 란타나이드 산화물과 상기 악티나이드 산화물 중 적어도 하나와 2) 상기 우라늄 산화물을 상기 고온 용융염에 침전시켜 산화물층을 형성하는 단계; 및(g) 상기 (f) 단계에서 형성된 산화물층을 상기 고온 용융염으로부터 분리하고, 분리된 산화물층에 포함된 고온 용융염을 제거하여 1) 란타나이드 산화물과 악티나이드 산화물 중 적어도 하나와 2) 우라늄 산화물을 얻는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제11항에 있어서,상기 (f) 단계는 상기 우라늄 산화물을 포함하는 고온 용융염을 기설정된 시간 동안 방치하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제11항에 있어서,상기 (f) 단계는 원심분리를 통해 상기 우라늄 산화물을 상기 고온 용융염의 바닥에 침전시키도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제11항에 있어서,상기 (g) 단계는,(g1) 상기 고온 용융염의 비중보다 크고 상기 우라늄 산화물, 상기 란타나이드 산화물 및 상기 악티나이드 산화물의 비중보다 작은 비중을 갖는 액체 금속을 상기 고온 용융염에 투입하여 상기 고온 용융염의 아래에 액체 금속층을 형성하는 단계; 및(g2) 상기 (g1) 단계에서 생성된 액체 금속층과 이 액체 금속층 내에 존재하는 상기 산화물층을 상기 고온 용융염으로부터 분리하고, 분리된 액체 금속층과 상기 산화물층에 포함된 상기 고온 용융염과 상기 액체 금속을 제거하여 1) 란타나이드 산화물과 악티나이드 산화물 중 적어도 하나와 2) 우라늄 산화물을 얻는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제14항에 있어서,상기 (g) 단계에서는 상기 액체 금속층과 상기 산화물층을 메쉬 필터로 여과하여 상기 고온 용융염과 상기 액체 금속을 제거하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,상기 (g) 단계에서는 650℃ 이상, 0
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제1항 내지 제9항, 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 고온 용융염은 500℃ 이상의 LiCl-KCl로 형성되는 것을 특징으로 하는 사용 후 핵연료 처리방법
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