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산소부족조성 산화 루테티움 첨가 우라니아의 점결함 모델에 의한 산소포텐샬 연구

  • 주관연구기관

    경희대학교
    Kyung Hee University

  • 연구책임자

    박광헌

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2010-04

  • 주관부처

    교육과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국연구재단

  • 등록번호

    TRKO201000015203

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    This study suggested the point defect for explain of pure urania's oxygen potential. It calculated equilibrium constants of point...

    This study suggested the point defect for explain of pure urania's oxygen potential. It calculated equilibrium constants of point defect by comparing experiment values. Out of this It calculated the oxygen potential of pure urania at exact stoichiometry region. It explained to change the oxygen potential of additive-doped $UO_{2}$ by based on the point defect model of pure urania. It assumed Lutetium exist point defect when lutetium is doped in pure urania. It compared the oxygen potential of Lu-doped Urania by based on point defect of pure urania with measured values of Lu-doped Urania from Osaka's paper.


    핵연료로 현재 사용되는 주재료는 우라늄(U), 플루토늄(Pu), 그리고 토륨(Th)이 있다. 이들 물질은 금속합금, 산화물, 탄화물, 질화물 등의 형태로 원자로에서 사용되고 있다. 현재, 세계적으로 가장 널리 쓰이는 핵연료의 형태는...

    핵연료로 현재 사용되는 주재료는 우라늄(U), 플루토늄(Pu), 그리고 토륨(Th)이 있다. 이들 물질은 금속합금, 산화물, 탄화물, 질화물 등의 형태로 원자로에서 사용되고 있다. 현재, 세계적으로 가장 널리 쓰이는 핵연료의 형태는 산화물 형태의 핵연료($UO_{2},{\;}PuO_{2},{\;}ThO_{2}$)이다. 산화물핵연료는 금속합금 핵연료보다 열전도도가 낮고, 핵물질의 밀도가 낮은 단점이 있지만, 융점이 높고, 운전 중인 고온에서 핵분열에 따른 거동이 금속합금 핵연료보다 우수하여 거의 대부분의 원자로에선 산화물 핵연료를 사용하고 있다. 현재 가압경수로, 가압중수로 등의 상용로에서 대부분 사용되는 핵연료는 이산화우라늄($UO_{2}$)이다. 이산화우라늄은 형석(fluorite)구조를 갖고 있으며, 상대적으로 음이온(anion)의 이동이 양이온(cation)보다 매우 활발한 형태이다.
    과거 수십년간 핵연료로 사용되는 이산화우라늄에 관련되어 수많은 열역학적 자료가 측정되고 있는데, 특히 이산화우라늄의 산소포텐샬(oxygen potential)값이 매우 중요하다. 그 이유는 핵연료의 주요 특성이 산화당량차이값(nonstoichiometry)에 따른 결함구조에 따라 변화하고 -예를들면, 음이온과 양이온의 확산계수, 열전도도, 핵분열기체 확산계수, 등등- 또한 핵분열에 의해 발생하는 핵분열생성물의 화학적 특성이 핵연료내의 산소포텐샬에 의해 결정되기 때문이다. 특히, 제조시에 이산화우라늄의 산소대 금속비율(O/M값)을 적절히 조절하여야만 연소중의 핵연료의 건전성을 유지할 수 있다. 산화당량차이값에 따른 산소포텐샬 변화는 여러 형태의 모형으로 서술될 수 있는데, 대표적으로 3가지의 방식이 시도되고 있다.


  • 목차(Contents) 

    1. 최종보고서 ...1
    2. 요약 ...2
    3. 1. 서론 ...2
    4. 2. 순수 이산화우라늄의 점결함 모형 ...3
    5. 2-1. 순수 이산화우라늄의 점결함 ...3
    6. 2-2. 순수 이산화우라늄의 점결함 관계식 ...4
    7. 2-3. 점결함 모형을 통한 x와 Po2의 관계 ...5...
    1. 최종보고서 ...1
    2. 요약 ...2
    3. 1. 서론 ...2
    4. 2. 순수 이산화우라늄의 점결함 모형 ...3
    5. 2-1. 순수 이산화우라늄의 점결함 ...3
    6. 2-2. 순수 이산화우라늄의 점결함 관계식 ...4
    7. 2-3. 점결함 모형을 통한 x와 Po2의 관계 ...5
    8. 3. 첨가물 함유 이산화우라늄의 점결함 구조 ...7
    9. 3-1. 루테티움 첨가 이산화우라늄 ...8
    10. 3-2. 점결함 모형을 통한 x와 Po2의 관계 ...9
    11. 4. 결론 ...10
    12. 참고문헌 ...11
  • 참고문헌

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