Analysis of High Radioactive Materials in Irradiated DUPIC SIMFUEL Using EPMA

EPMA를 이용한 DUPIC 사용후 핵연료 핵분열 생성물의 특성 분석

Fission products of DUPIC (Direct Use of Spent PWR Fuel in CANDU Reactors) fuel, irradiated in HANARO research reactor with 61 ㎾/m of maximum linear power and 1,770 ㎿d/tU of average burn-up, was characterized by EPMA(Electron Probe Micro Analyzer). In order to find accurate characterization, the analysis results by EPMA of fresh simulated DUPIC fuel containing fission products as chemicals were compared with that of wet chemical analysis. The metallic precipitates observed at the center of the fresh simulated DUPIC fuel were about 1 $\mu\textrm{m}$ in size and their major components by EPMA were Mo-53.89 at.%, Ru-37.40 at.%, and Pd+Rh-8.71 at.%. Established procedure through the fresh simulated DUPIC fuel was applied to the irradiated DUPIC fuel. Observed size of metallic precipitates were 2∼2.5 $\mu\textrm{m}$ and their compositions were Mo-47.34 at.%, Ru-46 at.%, and Pd+Rh-6.65 at.%. What are uncommon things for this experiment, special treatment for improving the conductivity was attempted to the specimen and the conditions of exact irradiation of electron beam to small metallic precipitate were suggested.

최대 선출력 61 ㎾/m 및 평균 연소도 1,770 ㎿d/tU의 조건으로 하나로에서 조사한 DUPIC(Direct Use of Spent PWR Fuel in CANDU Reactors) 핵 연료를 EPMA (Electron Probe Micro Analyzer)를 이용하여 핵분열 생성물을 분석하였다. EPMA의 정확한 분석 방법을 확립하고자, 핵분열생성물 대신 시약을 첨가하여 제조한 모의 DUPIC 핵연료로 EPMA 분석을 수행하였고, 그 결과를 습식 화학 분석의 결과와도 비교하여 평가하였다. 모의 DUPIC 핵연료 중심부의 금속 석출물은 약 1 $\mu\textrm{m}$ 정도의 크기로 관찰되었으며, 이들의 조성은 Mo-53.89 at.%, Ru-37.40 at.% 및 Pd+Rh-8.71 at%이었다. 모의 DUPIC 핵연료 시험에서 정립한 시험방법으로 조사한 DUPIC 핵연료 시편의 금속 석출물 특성을 분석하였다. 핵연료 중앙부에서 관찰된 금속 석출물들의 크기는 2∼2.5 $\mu\textrm{m}$ 정도이었으며, Mo-47.34 at.%, Ru-46 at.%, Pd+Rh-6.65 at.%의 조성임을 확인하였다. 이 실험을 위하여, 특별히 시료의 전도성을 향상시키기 위한 처리를 하였으며, 작은 금속 석출물에 EPMA의 전자빔을 정확히 조사할 수 있는 실험 조건을 제시하였다.