| 초록 |
UO2는 용융점이 높고, 중성자 조사시 안정한 형상을 유지하며, 냉각수와 반응성이 낮게 때문에 현재 대부분의 발전용 원자로의 핵연료로 사용되고 있다. 핵연료(UO2)의 연소도가 높아지면 더 많은 열을 얻을 수 있고 동시에 핵연료의 주기비가 절감되기 때문에 핵연료의 경제성이 향상된다. 그래서 현재 원자력 선진국에서는 고연소 장주기 핵연료 개발을 추진하고 있다. 그러나 고연소도 영역에서의 봉 내압 증가, 피복관 열화, 소결체 파편화 및 소결체 열전 여유도 저하는 핵연료 안전성을 위협하여 연소도 확장을 방해한다. 이러한 한계점을 극복하기 위해서는 UO2 핵연료에서 핵분열 기체 방출 억제, PCI(Pellet-Cladding Interaction) 특성개선 및 열전도도 향상이 이루어 져야한다. 이와같은 중요한 UO2 소결체의 특성(핵분열 방출, PCI, 열전도도)을 개선하기 위하여 SiO2, Nb2O5, TiO2, Cr2O3, Al2O3, MgO 같은 산화물 첨가제를 사용하는 방법이 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 첨가제로서 Nb2O5, TiO2 및 Cr2O3가 소결분위기의 산소 포텐샬과 첨가량에 따라 UO2 소결체의 치밀화 및 결정립 성장에 미치는 영향을 조사하고, 산소분압과 소결체 미세조직 특성 및 치밀화 거동과의 상관성 분석을 통하여 UO2 소결특성에 미치는 이들 첨가제의 영향을 열역학적 관점에서 고찰하였다 |
