• 제목/요약/키워드: pyrochemical process

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건식처리에서 염폐기물 재생공정 필요성 (I) - 폐기물 감량 측면 - (Necessity of Waste Salt Regeneration in Pyroprocessing (I) - In View of Waste Reduction -)

  • 김정국;김인태;박근일;권상운;유재형;김준형
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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    • pp.180-185
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    • 2003
  • 원자력연구소에서 개발 중인 현재의 건식처리공정에서 발생될 용융염폐기물로 인한 최종 고화체의 발생량을 재생/재순환 공정을 도입할 경우와 비교하여 최종 고화체 발생량 감소와 이로 인한 재료비 절감액을 계산하였다. 현재까지 확보된 자료와 가정 하에 계산한 결과 1 ton HM을 처리하는 것을 기준으로 차세대관리공정 발생 LiCl염폐기물의 최종 고화체는 5.4 톤에서 1.7 톤으로 약 3.7 톤 (부피로는 $1.6m^3$) 줄게 되고, 1 ton U 규모의 전해정련공정 발생 LiCl-KCl 공융염폐기물의 최종 고화체는 2.7 톤에서 0.4 톤으로 약 2.3 톤 (부피로는 $1.0m^3$)이 줄어드는 것으로 계산되었다. 본 추정으로부터 건식처리공정이 보다 더 경제성을 높이기 위해서는 재생처리공정의 도입이 꼭 필요한 것으로 판단되었다.

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방사성 희토류 침전물내 잔류하는 LiCl-KCl 공융염의 회수 (Recovery of Residual LiCl-KCl Eutectic Salts in Radioactive Rare Earth Precipitates)

  • 은희철;양희철;김인태;이한수;조용준
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.303-309
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    • 2010
  • 사용후핵연료 건식처리공정(pyrochemical process)에서 LiCl-KCl 공융염의 회수는 방사성폐기물 부피감량과 원료물질 회수를 위해 반드시 필요하다. 본 논문은 진공증류공정을 이용하여 희토류 침전물(희토류 산염화물 또는 산화물)내 잔류하는 LiCl-KCl 공융염 회수에 관한 것이다. 진공증류시험장치에서 희토류 침전물내 공융염은 효과적으로 휘발 및 분리되었다. 분리된 공융염은 감압증류시험장내 세 지점에서 침적되거나 필터에 포집되으며, 침적되거나 포집된 공융염을 회수하는 것은 쉽지 않았다. 이 문제점을 해결하기 위해 감압조건에서 온도구배를 이용하여 공융염 거동을 제어할 수 있는 공융염 진공증류/응축회수 시스템을 개발하였으며, 이 장치를 이용하여 휘발된 공융염을 회수용기에서만 응축시켜 쉽게 회수할 수 있음을 확인하였다.

전해정련 공정에서 지르코늄 및 세륨의 고체음극에 대한 전착특성

  • 권상운;강영호;김응호;유재형
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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    • pp.338-338
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    • 2004
  • 건식공정 (pyrochemical process 혹은 pyroprocessing)은장수명핵종의 소멸처리를 위해서는 장수명핵종을 분리한 뒤 연료로 제조하여야 하며, 분리 공정은 습식공정과 건식공정으로 크게 나누어진다. 용융염을 사용하는 습식공정에 비해 2차 방사성폐기물의 발생량이 적고 공정이 간단하고, 핵확산에 대한 저항성이 매우 크다는 장점 때문에 미래의 핵주기 기술로서 주목받고 있다. 소멸처리를 위해서는 사용 후 핵연료 내에 존재하는 장수명 핵종군 원소들을 분리하고 소멸처리용 연료에 적합한 형태의 물리 화학적 형태로 전환시켜야 한다.(중략)

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PYROPROCESSING FLOWSHEETS FOR RECYCLING USED NUCLEAR FUEL

  • Williamson, M.A.;Willit, J.L.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제43권4호
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    • pp.329-334
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    • 2011
  • Two conceptual flowsheets were developed for recycling used nuclear fuel. One flowsheet was developed for recycling used oxide nuclear fuel from light water reactors while the other was developed for recycling used metal fuel from fast spectrum reactors. Both flowsheets were developed from a set of design principles including efficient actinide recovery, nonproliferation, waste minimization and commercial viability. Process chemistry is discussed for each unit operation in the flowsheet.

ELECTROCHEMICAL PROCESSING OF USED NUCLEAR FUEL

  • Goff, K.M.;Wass, J.C.;Marsden, K.C.;Teske, G.M.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제43권4호
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    • pp.335-342
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    • 2011
  • As part of the Department of Energy's Fuel Cycle Research and Development Program an electrochemical technology employing molten salts is being developed for recycle of metallic fast reactor fuel and treatment of light water reactor oxide fuel to produce a feed for fast reactors. This technology has been deployed for treatment of used fuel from the Experimental Breeder Reactor II (EBR-II) in the Fuel Conditioning Facility, located at the Materials and Fuel Complex of Idaho National Laboratory. This process is based on dry (non-aqueous) technologies that have been developed and demonstrated since the 1960s. These technologies offer potential advantages compared to traditional aqueous separations including: compactness, resistance to radiation effects, criticality control benefits, compatibility with advanced fuel types, and ability to produce low purity products. This paper will summarize the status of electrochemical development and demonstration activities with used nuclear fuel, including preparation of associated high-level waste forms.

액체음극에서의 금속 수지상 성장 억제를 위한 교반기 성능평가 (Performance Evaluation of Stirrers for Preventing Dendrite Growth on Liquid Cathode)

  • 김시형;윤달성;유영재;백승우;심준보;안도희
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.125-131
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    • 2009
  • 건식공정에서 우라늄 수지상의 성장을 억제하는데 사용할 교반기를 개발하기 위하여, 수용액계로 된 모의시험 장치(아연 양극 - 갈륨 음극)에서 자체 제작한 여러 가지 교반기의 성능을 평가하였다. 교반기를 사용하지 않았을 경우에는 전착 후 1 시간 내에 액체음극 표면에서 아연이 수지상으로 성장되기 시작하여 6 시간 정도면 수지상 중의 일부가 도가니 바깥으로 자라게 되었다. 사각형 또는 경사형 교반기로 액체음극을 40${\sim}$150 rpm으로 교반하면 8 시간까지 아연이 수지상으로 성장되는 것을 억제할 수 있었으나, 회전수가 150 rpm으로 증가하면 전착물 중의 일부가 음극 도가니 바깥으로 흘러넘치게 되었다. 해로우형 교반기는 40 rpm에서는 수지상 성장을 억제하지 못하였으나, 100 rpm 이상에서는 수지상으로 전착되는 것을 억제할 수 있었고, 또한 아연 전착물이 150 rpm에서도 도가니 바깥으로 흘러넘치지 않았다. 파운더 교반기는 수지상의 성장을 어느 정도 억제할 수 있었으나 전위가 불규칙하게 변화되고 운전 장치가 복잡한 것이 단점으로 나타났다.

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Development of Safeguards System for Advanced Spent Fuel Conditioning Process

  • Lee Tae-Hoon;Song Dae-Yong;Ko Won-Il;Kim Ho-Dong;Jeong Ki-Jeong;Park Seong-Won
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2005년도 춘계 학술대회
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    • pp.426-427
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    • 2005
  • Advanced Spent Fuel Conditioning Process (ACP) is a pyrochemical process in which the spent fuel of PWR is transformed into the uranic metal ingot. Through this process, which has been developed in KAERI since 1998, the radioactivity, the radiotoxicity, the heat and the volume of the PWR spent fuel are reduced by a quarter of the original. To demonstrate a lab-scale process and extract the data for the later pilot-scale process, a demonstration facility of ACP (ACPF) is under construction and the lab-scale demonstration is slated for 2006. To establish the safeguardability of ACPF, a safeguards system including a neutron counter based on non-destructive assay, which is named as ACP Safeguards Neutron Counter (ASNC), the ACP Safeguards Surveillance System (ASSS) which consists of two neutron monitors and five IAEA cameras, and Laser Induced Breakdown System (LIBS) have been developed and are ready to be installed at ACPF. The target materials of ACP to assay with ASNC are categorized into three types among which the first is the uranic metal ingot, the second is the salt waste and the last is $UO_2$ and $U_{3}O_8$ powders, rod cuts and hulls. The Pu content of process nuclear materials can be accounted with ASNC. The ASSS is integrated in the ACP Intelligent Surveillance Software (AISS) in which the IAEA camera images and background signals at the rear doors of ACPF are displayed. The composition of special nuclear materials of ACP can be measured with LIBS which can be a supporting measurement tool for ASNC. The conceptual picture of safeguards system of ACPF is shown in Fig. 1.

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Alternative Breaching Methods of the TRISO Fuels

  • Lee Jong-Hyeon;Shim Joon-Bo;Ahn Byung-Gil;Kwon Sang-Woon;Kim Eung-Ho;Yoo Jae-Hyung;Park Seong-Won
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2005년도 Proceedings of The 6th korea-china joint workshop on nuclear waste management
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    • pp.92-106
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    • 2005
  • The head-end processes of spent TRISO fuel have been reviewed to understand the current status and the limitations of the reported processes. The main concerns in the TRISO treatment are to effectively breach and separate the carbon and SiC layers composing the TRISO particles. The crush-bum scheme which was considered in the early stages of the development has been replaced by the crush-leach or $CO_2$ burning and the succeeding CO decomposition process because of a sequestration problem of $CO_2$ containing $^{14}C$. However there are still many obstacles to overcome in the reported processes. Hence, innovative thermomechanical and pyrochemical concepts to breach the coating layers of the TRISO particle with a minimized amount of second waste are proposed in this paper and their principles are described in detail.

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Acceptable Decontamination Factor for Near-Surface Disposal of PEACER Wastes

  • Kim, Sung-Il;Lee, Kun-Jai
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2005년도 Proceedings of The 6th korea-china joint workshop on nuclear waste management
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    • pp.280-289
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    • 2005
  • A pyrochemical process has been introduced and utilized so that the transmutation of spent PWR fuel in PEACER can produce mainly low and intermediate level waste for near surface disposal. Major radioactive nuclides from PEACER pyroprocessing are composed of TRU and LLFP. In this study, the requirement for the final waste from PEACER is evaluated based on the methodology for establishment of waste acceptance criteria. Also, sensitivity analysis for several input parameters is conducted in order to determine acceptable decontamination factor (DF) and LLFP removal efficiency and to find out input parameter that extremely have an effect on DE As a result of the study, LLFP removal efficiency, especially Sr-90 and Tc-99, is proved to be a major nuclide which contributes to annual dose by human intrusion scenario rather than TRU DF. More than $98.5\%$ of LLFP have to be removed to meet below dose constraint within the DF more than 5.0E+03. Besides, because of the relative short half-life of Sr-90, the increasing of the institutional control period is recommended for most important input parameter to determine DF.

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