• 제목/요약/키워드: Pyroprocessing

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전해환원 셀 모델링을 위한 지배 방정식 연구 (Study on Governing Equations for Modeling Electrolytic Reduction Cell)

  • 김기섭;박병흥
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.245-251
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    • 2014
  • 사용후핵연료 파이로 공정은 전기화학 이론들에 기초하여 개발되고 있다. 공정 모사는 공정 개발과 실험데이터 해석에 주요한 방법 중 하나로 파이로 공정에서도 필요한 접근 방법 중 하나이다. 현재까지 파이로 공정의 공정 모사는 전해정련 공정 위주로 진행되어 왔으며 전해환원 공정에 대한 연구는 많지 않았다. 전해환원 공정은 전해정련 공정과 달리 기체 발생과 다공성 전극의 특징을 지니고 있기 때문에 공정 모사를 위한 모델 개발을 위해서는 이를 고려한 수식들이 필요하게 된다. 본 연구에서는 전기화학 셀 해석에 필요한 열역학, 물질전달, 반응공학 이론 중 전해환원 공정 모델 개발에 필요한 개념과 수식들을 정리하여 제시하였다. 전해환원 셀을 구분하여 각 부분에 적용해야하는 수식들을 나열했으며 각 부분들 연결에 사용되는 경계조건들 역시 제시하였다. 이들 수식들은 추후 모델 개발에 기초로 사용될 수 있으며 실험데이터와 결합시켜 결정되어야 하는 매개변수 파악에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

TiN 양극을 이용한 파이로프로세싱 UO2 전해환원 (TiN Anode for Electrolytic Reduction of UO2 in Pyroprocessing)

  • 김성욱;최은영;박우신;임현숙;허진목
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.229-233
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    • 2015
  • 파이로프로세싱 전해환원 공정에서 현재 사용 중인 Pt 양극을 대체하기 위한 소재 개발은 매우 중요하다. 이 연구에서는 전기화학 반응시 산소를 발생시키는 전도성 세라믹 양극으로서 TiN의 전기화학적 거동을 알아보았다. UO2의 전해환원이 일어나는 동안 TiN 양극의 적합성과 안정성에 대한 평가를 진행하였다. LiCl-Li2O 용융염에서 TiN 양극을 이용하여 UO2를 전기화학적으로 금속 U로 변환시킬 수 있었다. 반응 도중 TiN의 산화 반응은 관찰되지 않았다. 하지만 TiN 내부에서 공공이 생기는 것을 확인하였으며, 이에 따라 소재 수명에 제한이 있을 것으로 판단된다.

사용후핵연료 파이로 처리공정 실증시설의 개념설계 연구 (A Conceptual Design Study for a Spent Fuel Pyroprocessing Facility of a Demonstration Scale)

  • 유재형;홍권표;이한수
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.233-244
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    • 2008
  • 본 연구에서는 경수로 사용후핵연료로부터 핵연료 물질(예: 차세대형 원자로의 연료)로 재사용할 수 있는 우라늄과 초우라늄원소군(TRU)을 분리, 회수하기 위한 파이로 처리공정(pyroprocess) 시설의 개념설계연구를 수행하였다. 이 시설의 목적은 공학적 실증시험을 통하여 상용 규모의 확대(scale-up) 자료를 확보하는 것과 운전 경험을 쌓을 수 있도록 하자는 것이고 그 용량은 비교적 작은 공학적 규모인 20 kg HM/batch 로 설정하였다. 처리 대상 핵연료로는 경수로의 전형적인 핵연료 형태인 3.5 % 농축우라늄, 35,000 MWd/tU 그리고 5년 냉각시킨 경수로 사용후핵연료를 선택하였다. 본 개념설계연구에서 고려한 주요 항목은 차폐셀을 포함한 파이로 처리공정 시설의 배치, 공정 운전에 대비한 시설 안전 관리, 방사선 안전, 차폐셀 내 불활성 분위기 관리, 연료 물질의 계량 관리, TRU 제품의 핵임계 관리 등이다.

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Ergonomic Analysis of Tele-operation Tasks and Remote Handling Devices for a Pyroprocessing Facility

  • Yu, Seung Nam;Lee, Jong Kwang;Kim, Sung Hyun;Park, Byung Suk;Kim, Ki Ho;Cho, Il Je
    • 대한인간공학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.17-26
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    • 2013
  • Objective: The aim of this study is ergonomic analysis of tele-operation tasks using modified remote handling devices dedicated to the cell of PRIDE(PyRoprocess Integrated inactive DEmonstration facility) in KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute). Background: Tele-operation manipulators of the PRIDE are applied to perform the remote handling and management of pyroprocessing facilities. Generally, these kinds of systems are composed of master-slave system and its peripherals installed along a wall or ceiling of the cell, and the manipulators transmit the user's own motion to grippers directly. However, a user convenience and intuitiveness while operating the manipulators have not been fully considered in research fields. Method: This study tries to analyze the ergonomic performance of remote handling manipulators in the developed cell facility. It was included that the analysis of operator's capability for his/her own motion range of upper arm while manipulating the MSM, considerations of its manipulation margin and related tool modifications to improve the remote handling performance. Conclusion: The test results of several remote handling tasks performed in PRIDE are represented, and adequate operation strategies for the tele-operation system of hot-cell type facilities are proposed. Application: The knowledge represented in this study can be utilized to improve a tele-operation system operated in a large-scale hot-cell system.