Thermal batteries, reserve power source, is activated by melting of molten salt at the temperature range of $350{\sim}550^{\circ}C$. To immobile the molten state electrolyte when the thermal battery is activated, the binder must be added in electrolyte. Usually, molten salts include 30~40 wt% of MgO binder to ensure electrical insulation as well as safety. However, the conventional MgO binder tends to increase ionic conductive resistance and thus the inclusion of the binder increases the total impedance of the battery. This paper mainly focused on the study of yttria stabilized zirconia (YSZ) as an alternative binder for molten salt. The chemical stability between the molten salt and YSZ is measured by XRD and DSC. And the sufficient path for ionic conduction on molten salt could be confirmed by the enhanced wetting behavior and the enlarged pore size of YSZ. The electrochemical properties were analyzed using single cell tests so that it showed the outstanding performance than that using MgO binder.
An experimental study has been performed on natural convection heat transfer with a rapid crust formation in the molten metal pool of a low Prandtl number fluid. Two types of steady state tests, a low and high geometric aspect ratio cases in the molten metal pool, were performed. The crust thickness by solidification was measured 88 a function of boundary surface temperatures. The experimental results on the relationship between the Nusselt number and Rayleigh number In the molten metal pool with a crust formation were compared with existing correlations. The experimental study has shown that the bottom surface temperature of the molten metal layer, in all experiments. is the major influential parameter in the crust formation, duo to the natural convection flow. The Nusselt number of the case without a crust formation in the molten metal pool is greater than that of the case with the crust formation at the same Rayleigh number. The present experimental results on the relationship between the Nusselt number and Rayleigh number In the molten metal pool match well with Globe and Dropkin's correlation. From the experimental results, a now correlation between the Nusslet number and Rayleigh number in the molten metal pool with the crust formation was developed as $Nu=0.0923(Ra)^{0.302}$ ($2{\times}10^4< Ra<2{\times}10^7$).
$(Pb_{1-x} La_x)(Zr_{0.65} Ti_{0.35})_{1-x/4}O_3$ (PLZT X/65/35) powders were prepared by molten salt synthesis using NaCl-K Cl and conventional calcining of oxides. The effects of molten salt on formation and charactrization of PLZT powder and on dielectric piezolectric and optical properties of PLZT ceramics were studied, The completed PLZT powder formation in the presence of fused salt was attained at 50-10$0^{\circ}C$ lower temperature than that in solid state reaction and the particle size of the powder made by molten salt synthesis was markedly increased with increasing calcining temperature. The substitution of Na and/or K ions in NaCl-KCl for Pb ion in process of molten salt synthesis was increased with increasing La concentration Z. These substituted Na and/or K ions were identified as the origins of decreasing coupl-ing factor and optical transmittance of PLZT ceramics.
Ezell, N. Dianne Bull;Raiman, Stephen S.;Kurley, J. Matt;McDuffee, Joel
Nuclear Engineering and Technology
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제53권3호
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pp.920-926
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2021
Capsules containing NaCl-MgCl2 salt with 316L stainless steel or alloy N samples were irradiated in the Ohio State University Research Reactor for 21 nonconsecutive hours. A custom irradiation vessel was designed for this purpose, and details on its design and construction are given. Stainless steel samples that were irradiated during exposure had less corrosive attack than samples exposed to the same conditions without irradiation. Alloy N samples showed no significant effect of irradiation. This work shows a method for conducting in-reactor irradiation-corrosion experiments in static molten salts and presents preliminary data showing that neutron irradiation may decelerate corrosion of alloys in molten chloride salts.
Space nuclear reactors are becoming popular in deep space exploration owing to their advantages of high-power density and stability. Following the fourth-generation nuclear reactor technology, a conceptual design of the dual drum-controlled space molten salt reactor (D2-SMSR) is proposed. The reactor concept uses molten salt as fuel and heat pipes for cooling. A new reactivity control strategy that combines control drums and safety drums was adopted. Critical physical characteristics such as neutron energy spectrum, neutron flux distribution, power distribution and burnup depth were calculated. Flow and heat transfer characteristics such as natural convection, velocity and temperature distribution of the D2-SMSR under low gravity conditions were analyzed. The reactivity control effect of the dual-drums strategy was evaluated. Results showed that the D2-SMSR with a fast spectrum could operate for 10 years at the full power of 40 kWth. The D2-SMSR has a high heat transfer coefficient between molten salt and heat pipe, which means that the core has a good heat-exchange performance. The new reactivity control strategy can achieve shutdown with one safety drum or three control drums, ensuring high-security standards. The present study can provide a theoretical reference for the design of space nuclear reactors.
AZ31 magnesium alloy was used to manufacture a thin plate using a melt drag method. The effects of roll speed, molten metal temperature, and molten metal height, which are the basic factors of the melt drag method, on the surface shape, the thickness of the thin plate, Vickers hardness, and microstructure of the thin plate were investigated. It was possible to manufacture AZ31 magnesium alloy thin plate at the roll speed range of 1 to 90 m/min. The thickness of the thin plate, manufactured while changing only the roll speed, was about 1.8 to 8.8 mm. The shape of the solidified roll surface was affected by two conditions, the roll speed and the molten metal height, and the Vickers hardness of the manufactured magnesium alloy thin plate value ranged from Hv38~Hv60. The microstructure of the thin plate produced by this process was an equiaxed crystal and showed a uniform grain size distribution. The grain size was greatly affected by the contact state between the molten metal and the solidification roll, and the amount of reactive solids and liquids scraped at the same time as the thin plate. The average grain size of the thin plate fabricated in the range of these experimental conditions changed to about 50-300 ㎛.
Hydrophobic core가 변이된 유비퀴틴 단백질이 pH 2 용액에서 보이는 구조적인 특성을 여러 분광학적 방법으로 측정하였다. 낮은 pH값을 갖는 용액에서 이 변이 유비퀴틴의 intrinsic tryptophan fluorescence emission spectrum은 unfolded 상태보다 약간 blue shift되어 있고 또한 그 intensity도 상당히 낮게 나타났다. 이는 이 용액 조건에서 이 변이 유비퀴틴의 삼차구조가 약간 남아 있는 것을 의미한다. 같은 용액에서 이 변이 유비쥐틴의 far-UV circular dichroic spectrum은 native 상태나 unfolded 상태의 spectrum과 현저히 달랐으며 220 nm 에서의 molar ellipticity 값을 통하여 볼 때 pH 2인 용액에서 상당량의 이차구조를 지니고 있었다. 또한 같은 용액에서 이 변이 유비퀴틴은 hydrophobic dye인 8-anilinonaphthalene-1-sulfonic acid(ANS)외 fluorescence emission intensity를 증가시키고 fluorescence emission maximum이 짧은 파장에서 나타나게 하였다(blue shift). 이러한 현상은 pH 2 용액에서 이 변이 유비퀴틴의 hydrophobic core가 느슨하여져서 hydrophobic dye인 ANS가 결합할 수 있는 구조를 띠고 있음을 나타낸다. 이러한 분광학적인 관찰은 이 변이 유비귀틴이 pH 2인 용액에서 상당량의 이차구조를 지니고 있지만 hydrophobic core는 느슨하게 형성된 molten globule과 같은 형태를 지니고 있음을 나타낸다. 이 변이 유비퀴틴의 molten 히obule 형태는 단백질 폴딩 반응의 경로를 연구할 수 있는 좋은 모델이 될 수 있을 것으로 생각된다.
Simpson, Michael F.;Yoo, Tae-Sic;Labrier, Daniel;Lineberry, Michael;Shaltry, Michael;Phongikaroon, Supathorn
Nuclear Engineering and Technology
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제44권7호
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pp.767-772
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2012
In support of optimizing electrorefining technology for treating spent nuclear fuel, lithium drawdown has been investigated for separating actinides from molten salt electrolyte. Drawdown reaction selectivity is a major issue that requires investigation, since the goal is to remove actinides while leaving the fission products and other components in the salt. A series of lithium drawdown tests with surrogate fission product chlorides was run to obtain selectivity data with non-radioactive salts, develop a predictive model, and draw conclusions about the viability of using this process with actinide-loaded salt. Results of tests with CsCl, $LaCl_3$, $CeCl_3$, and $NdCl_3$ are reported here. Equilibrium was typically achieved in less than 10 hours of contact between lithium metal and molten salt under well-stirred conditions. Maintaining low oxygen and water impurity concentrations (<10 ppm) in the atmosphere was observed to be critical to minimize side reactions and maintain stable salt compositions. An equilibrium model has been formulated and fit to the experimental data. Good fits to the data were achieved. Based on analysis and results obtained to date, it is concluded that clean separation between minor actinides and lanthanides will be difficult to achieve using lithium drawdown.
This paper presents the current state of knowledge on molten material relocation into the lower plenum. Consequences of movement of material to the lower head are considered with regardt to the potential for reactor pressure vessel failure from both thermal hydraulic and mechanical standpoints. The models are applied to evaluating various in-vessel retention strategies for the Korean Standard power plant (KSNPP) reactor The results are summarized in terms of thermal response of the reactor vessel from the very relevant severe accident management perspective.
AMBIDEXTER(Advanced Molten-salt Break-even Inherently-safe Dual-mission Experimental & Test Reactor) 핵연료계통은 Th/$^{233U}$ 불화용융염으로 구성되어 있으며, 핵분열생성물질의 운전중 연속재처리가 가능하여 운전상태에 따라 원자로내 연료물질의 농도분포를 정확하게 계산하는 것은 원자로 설계에 있어 주요 기술이다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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