| 초록 |
산화물 사용후핵연료의 금속전환공정은 고온 LiCl-Li2O 용융염계에서 우라늄산화물을 우라늄금속으로 전해환원하는 공정으로 음극에 우라늄산화물을 담는 mesh basket이 설치된다. 전해환원공정은 650 ℃ 이상의 부식성이 강한 리튬용융염상에서 반응이 이루어지고, 또한 사용후핵연료의 취급으로 인해 핫셀 내에서 원격으로 운전되기 때문에 고온 용융염 상에서 안정되고 신뢰성 있는 mesh basket 재료의 선정이 요구된다. 본 연구에서는 전해환원 공정장치의 일부분인 mesh basket의 최적 합금원소의 도출을 위하여 0.62Cr-3.54Fe-63.2Ni-32.3Cu mesh basket을 고온 리튬용융염계에서 부식거동을 고찰하였다. LiCl-Li2O 용융염계에서 부식거동을 고찰한 결과, 부식환경온도: 650 ℃, 부식시간: 168 시간, Li2O 농도: 0.5 ∼ 5.0 wt% 조건에서 부식초기에는 Li2O의 농도에 관계없이 부식생성물은 CuO 피크를 나타내었으나, 부식시간의 증가에 따라 Fe-산화물을 형성하였다. 리튬용융염계 매질에서의 산화물 형성은 Fe, Ni 이온의 빠른 확산속도로 인해 Ni, Fe-산화물로 이루어지는데, 본 연구에서의 CuO 형성으로 보아 Cu 이온이 Fe, Ni 이온의 확산속도보다 빠를 것으로 예측된다. 그러므로 mesh basket의 합금원소에서 Cu의 함량을 낮게 함으로서 Cu 고갈현상으로 인해 발생되는 가속산화를 억제할 것으로 판단된다. |
