5kg $U_3O_8$/Batch Scale Mock-up Test for the Electrochemical Reduction of Spent Oxide Fuel

사용후핵연료의 전기화학적 금속전환을 위한 5kg $U_3O_8$/Batch 규모의 Mock-up시험

An electrochemical reduction technology which can reduce the decay heat, volume, and radioactivity of spent fuel by a factor of quarter by converting oxide type spent fuel to a metallic form in a molten salt was developed and mock-up test in a 5kg $U_3O_8$/batch scale was carried out. The electrochemical reaction was analyzed regarding the operational factors. The research efforts was also concentrated on the apparatus development for a hot test. Fresh $U_3O_8$ powder was metallized with a more than 99% yield via this electrochemical technology and design data for the 20kg $U_3O_8$/batch scale apparatus were also obtained.

산화물 형태의 사용후핵연료를 용융염에서 금속 형태로 전환하여, 발열량, 부피 및 방사능을 1/4로 감소시킬 수 있는 전기화학적 금속전환 공정을 개발하고, 5kg $U_3O_8$/Batch 규모의 mock-up 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 전해 셀의 운전변수를 해석하였으며, 아울러 hot test를 위한 장치개발 연구도 병행하였다. 전기화학적 금속전환 공정을 이용하여 $U_3O_8$ 형태의 천연우라늄 분말을 99% 이상 금속전환할 수 있었으며, 또한 20kg $U_3O_8$/batch 규모 장치의 설계자료를 산출할 수 있었다.