Mullen, Eve;Harris, Ross;Graham, Dave;Rhodes, Chris;Hodgson, Zara
Nuclear Engineering and Technology
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v.49
no.8
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pp.1727-1732
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2017
Pyroprocessing is an alternative method of reprocessing spent fuel, usually involving the dissolving spent fuel in a molten salt media. The National Nuclear Laboratory designed, built, and commissioned a molten salt dynamics rig to investigate the transfer characteristics of molten lithium chloride-potassium chloride eutectic salt. The efficacy and flow characteristics of a high-temperature centrifugal pump and argon gas lift were obtained for pumping the molten salt at temperatures up to $500^{\circ}C$. The rig design proved suitable on an industrial scale and transfer methods appropriate for use in future molten salt systems. Corrosion within the rig was managed, and melting techniques were optimized to reduce stresses on the rig. The results obtained improve the understanding of molten salt transport dynamics, materials, and engineering design issues and support the industrialization of molten salts pyroprocessing.
Sr-ferrite powders were synthesized by molten salt method. The process of powder formation was investigated by controlling the size and shape (sphere and acicular) of starting materials. The morphology of resulting ferrite was plate-like regardless of the shape of starting materials, Fe2O3 powders. As a result, the formation of Sr-ferrite in the molten salt was proceeded by solution-precipitation.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.13
no.6
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pp.545-550
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2000
In order to synthesize Ba-ferrite particles by molten salt method KCl and NaCl were added to basic composition to 50% by weight. X was varied from 0.0 to 1.0 to control the magnetic properties in $BaFe_{12-2x}$/ $Co_{x}$ / $Ti_{x}$ / $O_{19}$ and 1 mol% of $SiO_2$was added to control the aspect ratio of hexagonal platelets. And the effects of reaction temperatures were examined by varying the temperature from 85$0^{\circ}C$ to 120$0^{\circ}C$ with 5$0^{\circ}C$ intervals. Eutectic composition of NaCl and KCl lowered the crystallizing temperature of Ba-ferrite in molten salts than using KCl and NaCl separatly. The morphology of resulting Ba-ferrite particles was clearly hexagonal-shaped plates. $H_{c}$ and $M_{r}$ were decreased when F $e^{3+}$ was substitued with $Co^{2+}$ and $Ti^{4+}$ from x=0 to x=1.0 in $BaFe_{12-2x}$/ $Co_{x}$ / $Ti_{x}$ / $O_{19}$ . Adding 1mol% $SiO_2$in molten salt method increased the size but shortened c-axis of the hexagonal ferrites and this result is an opposite phenomenon compared with the result in solid-statge reaction.n.ion.n.
$(Pb_{1-x} La_x)(Zr_{0.65} Ti_{0.35})_{1-x/4}O_3$ (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.
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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v.20
no.2
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pp.209-229
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2022
This work provided a review of three techniques-(1) spectrochemical, (2) electrochemical, and (3) spectroelectrochemical-for molten salt medias. A spectroelectrochemical system was designed by utilizing this information. Here, we designed a spectroelectrochemical cell (SEC) and calibrated temperature controllers, and performed initial tests to explore the system's capability limit. There were several issues and a redesign of the cell was accomplished. The modification of the design allowed us to assemble, align the system with the light sources, and successfully transferred the setup inside a controlled environment. A preliminary run was executed to obtain transmission and absorption background of NaCl-CaCl2 salt at 600℃. It shows that the quartz cuvette has high transmittance effects across all wavelengths and there were lower transmittance effects at the lower wavelength in the molten salt media. Despite a successful initial run, the quartz vessel was mated to the inner cavity of the SEC body. Moreover, there was shearing in the patch cord which resulted in damage to the fiber optic cable, deterioration of the SEC, corrosion in the connection of the cell body, and fiber optic damage. The next generation of the SEC should attach a high temperature fiber optic patch cords without introducing internal mechanical stress to the patch cord body. In addition, MACOR should be used as the cell body materials to prevent corrosion of the surface and avoid the mating issue and a use of an adapter from a manufacturer that combines the free beam to a fiber optic cable should be incorporated in the future design.
He, Zhao;Zhao, Hongchao;Song, Jinliang;Guo, Xiaohui;Liu, Zhanjun;Zhong, Yajuan;Marrow, T. James
Nuclear Engineering and Technology
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v.54
no.4
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pp.1161-1166
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2022
Green pitch coke with an average particle size of 2 mm was adopted as densifier and added to the raw materials of conventional A3-3 matrix graphite (MG) to prepare modified A3-3 matrix graphite (MMG) by the quasi-isostatic molding method. The structure, mechanical and thermal properties were assessed. Compared with MG, MMG had a more compact structure, and exhibited improved properties of higher mechanical strength, higher thermal conductivity and better molten salt barrier performance. Notably, under the same infiltration pressure of 5 atm, the fluoride salt occupation of MMG was only 0.26 wt%, whereas it was 15.82 wt% for MG. The densification effect of green pitch coke endowed MMG with improved properties for potential use in the spherical fuel elements of molten salt reactor.
This study aims for the optimization of process conditions in a fixed-bed catalytic reactor system with a circulating molten salt bath, in which partial oxidation of propylene to acrolein takes place. Two-dimensional pseudo-homogeneous model is adopted with estimation of suitable parameters and its validity is corroborated by comparing simulation result with experimental data. The temperature of the molten salt and the feed composition are found to exercise significant influence on the yield of acrolein and the magnitude of hot spot. The temperature of the molten salt is usually kept constant. This study, however, suggests that the temperature of the molten salt must be axially adjusted so that the abrupt peak of hot spot should not appear near the reactor entrance. The yield of acrolein is maximized and the position and the magnitude of hot spot are optimized by the method of the iterative dynamic programming (IDP).
Won Jun Choi;Jae Hyung Park;Juhyeong Lee;Jihun Im;Yunsik Cho;Yonghee Kim;Sung Joong Kim
Nuclear Engineering and Technology
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v.56
no.3
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pp.1002-1012
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2024
To remove insoluble fission products, which could possibly cause reactor instability and significantly reduce heat transfer efficiency from primary system of molten salt reactor, a helium bubbling method is employed into a passive molten salt fast reactor. In this regard, two-phase flow behavior of molten salt and helium bubbles was investigated experimentally because the helium bubbles highly affect the circulation performance of working fluid owing to an additional drag force. As the helium flow rate is controlled, the change of key thermal-hydraulic parameters was analyzed through a two-phase experiment. Simultaneously, to assess the applicability of numerical model for the analysis of two-phase flow behavior, the numerical calculation was performed using the OpenFOAM 9.0 code. The accuracy of the numerical analysis code was evaluated by comparing it with the experimental data. Generally, numerical results showed a good agreement with the experiment. However, at the high helium injection rates, the prediction capability for void fraction of helium bubbles was relatively low. This study suggests that the multiphaseEulerFoam solver in OpenFOAM code is effective for predicting the helium bubbling but there exists a room for further improvement by incorporating the appropriate drag flux model and the population balance equation.
The quartemary system ceramics 0.5[xPb(Zn$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$-(1-x)Pb(Ni$_{1}$3/Nb$_{2}$3/)O$_{3}$]-0.5[yPbTiO$_{3}$-(1-y) PbZrO$_{3}$ for piezoelectric actuators were prepared bv the were added to the raw materials up to 5 mole. Sintering temperature was varied form 1000.deg. C to 1200.deg. C. Sintering characteristrics, dielectric and piezoelectric properties were then investigated. Piezoelectric properties of sample prepared by the molten salt method were improved compared to those prepared by the conventional method. Addition of PZN shifted morphotropic phase boundary to more Zr-rich composition and decreased the piezoelectric properties.
Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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2004.06a
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pp.278-284
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2004
The processes for the smelting of a metal product and the solidification of a molten salt were developed respectively to treat the products from the electrochemical reduction process. The method for the separation of a metal product in a magnesia container from the residual. salt and consequent smelting of it to a metal ingot by the multi step heating in vacuum was proposed. The new concept using a dual vessel and a salt valve was also suggested for the solidification of a molten salt into a regular size and shape which is suitable for the transport and measurement. The results obtained in the study will be applied to the design of the hot cell demonstration system of the Advanced Spent Fuel Conditioning Process of KAERI.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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