• Nuclear Engineering and Technology
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• 제43권2호
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• pp.159-166
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• 2011

Si-rich-layer-coated U-7 wt%Mo plates were prepared in order to evaluate the diffusion barrier performance of the Si-rich layer in U-Mo vs. Al interdiffusion. Pure Si powder was used for coating the U-Mo plates by annealing at $900^{\circ}C$ for 1 h under vacuum of approximately 1 Pa. Si-rich layers containing more than 60 at% of Si were formed on U-7 wt%Mo plates. Diffusion couple tests were conducted in a muffle furnace at $560-600^{\circ}C$ under vacuum using Si-rich-layer-coated U-Mo plates and pure Al plates. Diffusion couple tests using uncoated U-Mo plates and Al-(0, 2 or 5 wt%)Si plates were also conducted for comparison. Si-rich-layer coatings were more effective in suppressing the interaction during diffusion couple tests between coated U-Mo plate and Al, when compared with U-Mo vs. Al-Si diffusion couples, since only small amounts of Al in the coating could be found after the diffusion couple tests. Si-rich-layer-coated U-7wt%Mo particles were also prepared using the same technique for U-7 wt%Mo plates to observe the microsturctures of the coated particles.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1999년도 추계학술발표회요약집
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• pp.237.1-237
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• 1999

• 공업화학
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• 제8권1호
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• pp.99-107
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• 1997

핵연료분말 변환공정 중 우라늄 정광의 용해/정제 및 가공공정에서 발생하는 폐액의 처리에 대한 연구가 수행되었다. 우라늄 정광의 용해/정제공정에서 발생된 폐액은 pH 1 이하의 강산성으로 AUC 분말 제조공정에서 발생된 폐액 중의 우라늄을 ADU 형태로 회수한 후 발생된 2차 여액 속의 미세 ADU 입자 용해를 위해 사용된다. 2차 여액 속의 미세 ADU 입자들의 용해를 위해 용해/정제 공정의 폐액을 사용해서 pH 4로 전처리한 후, lime을 이용하여 pH 9.2로 30분 정도 반응시킬 경우 여액 중의 우라늄 농도를 3ppm 이하로 처리할 수 있었다. 가공 폐액은 미세 oil droplet들이 emulsion 형태로 발생하며, 약 300ppm의 우라늄 농도를 나타내었다. 먼저, emulsion을 파괴시키는 방법은 질산을 가하여 급속가열시키는 것이 효과적이었다. Emulsion 파괴 후 1mole NaOH를 가하여 $Na_2U_2O_7$형태로 우라늄을 회수하였으며, pH11.5에서 최적 처리조건을 나타내었으나 최종 여액 중의 우라늄 농도는 5ppm을 나타냈다. 여액 중의 우라늄 농도를 최소화하기 위해 lime으로 처리하는 방법이 연구되었으며, 가공폐액을 직접 lime 처리하기 위해 4N 질산으로 emulsion을 파괴 시킨 후, pH 1.6에서 lime을 1.5g/100ml로 반응시킬 경우 여액 중의 우라늄 농도를 1ppm까지 낮출 수 있었다. 한편, 경수로형 분말 제조공정 중 우라늄 회수공정에서 발생된 폐액 중의 미량 우라늄은 NaOH를 가하여 우라늄을 침전시킨 결과, $Na{\cdot}U{\cdot}F{\cdot}NH_4$등이 혼합된 침전물이 얻어졌으며, 여과후 상등액에서는 우라늄은 감지할 수 없었다.

• 한국재료학회지
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• 제8권9호
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• pp.783-790
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• 1998

용융점 및 물리.화학적 특성이 $\textrm{UO}_{2}$와 비슷한 yttria-stabilized-zirconia ($\textrm{ZrO}_{2}$-$\textrm{Y}_{2}\textrm{O}_{3}$)분말을 유도플라즈마(induction plasma)로 용융 침적시켜 원자력발전용 핵연료펠렛 제조공정에 응용하고자 하였다. 분말의 용융정도는 플라즈마동력 및 분말의 크기에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 쉬스가스 조성, 분말분사관 위치, 입자크기 및 분사거리 등을 최적화 하여 Ar/$\textrm{H}_{2}$유량120/20$\ell$/min, 플리즈마 동력 80KW, 분사관의위치 8cm , 챔버압력 200Torr, 분사거리 18cm에서 이론밀도의 97.91%, 침적속도 20mm/min의 최적조건을 도출하였다. 침적시험에서 도출된 최적조건으로 펠렛몰더에서 제조한 펠렛은 96.5%의 밀도를 나타내었으며, 균일도 및 외곤도 우수하여 신기술에 의한 핵연료의 제조가능성을 확인하였다. 고밀도 침적에 영향을 미치는 각 변수들의 영향과 이들 변수들의 상호영향은 ANOVA(Analysis of Variance)을 이용하여 분석하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.488-490
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• 2008

This study aims to design the high-capacity vol-oxidizer using simulated fuels instead of spent nuclear fuels. Simulated fuels are fabricated by blending tungsten powder with silicon carbide powder, and thereafter, paraffin coating covers simulated fuels to increase their strength. An oxidation experiment using simulated fuels have been carried out in order to analyze oxidation characteristics similar to spent fuels. After oxidation, simulated fuels were almost oxidized to be powders. Increased volume of simulated fuels approached to spent fuels. These results can be utilized as important informations for designing a high-capacity vol-oxidizer.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권4호
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• pp.1009-1014
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• 2016

SiC-based ceramic composites are currently being considered for use in fuel cladding tubes in light-water reactors. The joining of SiC ceramics in a hermetic seal is required for the development of ceramic-based fuel cladding tubes. In this study, SiC monoliths were diffusion bonded using a Ti foil interlayer and additional Si powder. In the joining process, a very low uniaxial pressure of ~0.1 MPa was applied, so the process is applicable for joining thin-walled long tubes. The joining strength depended strongly on the type of SiC material. Reaction-bonded SiC (RB-SiC) showed a higher joining strength than sintered SiC because the diffusion reaction of Si was promoted in the former. The joining strength of sintered SiC was increased by the addition of Si at the Ti interlayer to play the role of the free Si in RB-SiC. The maximum joint strength obtained under torsional stress was ~100 MPa. The joint interface consisted of $TiSi_2$, $Ti_3SiC_2$, and SiC phases formed by a diffusion reaction of Ti and Si.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권4호
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• pp.366-372
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• 1996

The simulated spent PWR fuel pellet which is corresponding to the turnup of 33,000 MWD/MTU is prepared by adding 11 fission-product elements to UO$_2$. The simulated spent fuel pellet is treated at 40$0^{\circ}C$ in air (oxidation), at 110$0^{\circ}C$ in air (high-temperature treatment), and at $600^{\circ}C$ in hydrogen (reduction). The product is treated through additional addition and reduction up to 3 cycles. Pellets are completely pulverized by the first oxidation, and the high-temperature treatment causes particle and crystallite to grow and surface to be smooth, and thus particle size significantly increases and surface area decreases. The reduction following the high-temperature treatment decreases much the particle size by means of the formation of intercrystalline cracks. The particle size decreases a little during the second oxidation and reduction cycle and then remains nearly constant during the third and fourth cycles. Surface area of pounder increases progressively with the repetition of oxidation and reduction cycles, mainly due to the formation of Surface cracks. The degradation of surface area resulting from high-temperature treatment is restored by too subsequent resulting oxidation and reduction cycles.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제23권1호
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• pp.49-55
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• 1991

AUC공정으로 제조된 $UO_2$분말을 사용하여 소결체를 제조하여 미세 조직과 기공특성에 대하여 시험하였다. 개기공은 소결밀도 증가에 따라서 감소하였으며, 소결밀도 10.45 g/㎤ 이상에서는 거의 소멸하였다. 3$\mu$m보다 작은 크기의 둥근 기공이 모든 밀도에서 나타났고 낮은 밀도에서는 이것외에도 긴 기공이 관찰되었다. 같은 크기의 기공일지라도 밀도가 낮아지면 기공이 더욱 길게 나타났다. 기공크기에 따른 기공 면적의 분포는 mono 모우드이고, 2~3$\mu$m 기공크기에서 최대치를 보이는 분포를 보였다. 또한 밀도가 감소할수록 큰 기공에 관련된 면적이 증가하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권3호
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• pp.221-227
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• 2010

가압경수로 원전 농축폐액건조설비(CWDS)에서 생성된 농축폐액건조물에 대한 고화 방안이 국내외적으로 다양하게 연구되어 왔다. 농축폐액의 고형화는 시멘트, 파라핀 및 폴리머와 같은 고화제를 이용하여 수행되어 왔다. 동시에 농축폐액에 대한 감용비 및 운영상의 효과를 극대화하기 위한 농축폐액건조물 전처리 방안이 연구되었다. 건조된 분말 형태의 폐기물을 유리화 설비에서 직접 처리할 경우 비산에 의한 배기체 계통 및 폐기물 투입구 막힘 현상을 초래할 수 있으며, 취급 중 비산에 의한 방사성피폭을 초래할 가능성이 있다. 본 연구는 분말형태의 폐기물을 유리화설비에서 고화하기 위한 전처리방안을 수립하고 이를 통해 설비운영 및 폐기물 운영관리의 안전성을 확보하는데 목적이 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권1호
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• pp.198-206
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• 2019

A new methodology to analyze the nuclear material accountability for pyroprocessing system is developed. The $Pu-to-^{244}Cm$ ratio quantification is one of the methods for Pu accountancy in pyroprocessing. However, an uncertainty in the $Pu-to-^{244}Cm$ ratio due to the non-uniform composition in used fuel assemblies can affect the accountancy of Pu. A random variable, LOPu, is developed to analyze the probability of detection for Pu diversion of hypothetical scenarios at a pyroprocessing facility considering the uncertainty in $Pu-to-^{244}Cm$ ratio estimation. The analysis is carried out by the hypothesis testing and the event tree method. The probability of detection for diversion of 8 kg Pu is found to be less than 95% if a large size granule consisting of small size particles gets sampled for measurements. To increase the probability of detection more than 95%, first, a new Material Balance Area (MBA) structure consisting of more number of Key Measurement Points (KMPs) is designed. This multiple KMP-measurement for the MBA shows the probability of detection for 8 kg Pu diversion is greater than 96%. Increasing the granule sample number from one to ten also shows the probability of detection is greater than 95% in the most ranges for granule and powder sizes.