A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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SINTERED NUCLEAR FUEL PELLETS HAVING EXCELLENT OXIDATION RESISTANCE, AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
The present invention relates to sintered nuclear fuel pellets showing high oxidation resistance in a steam atmosphere, and a manufacturing method therefor, and comprises: a method for manufacturing sintered uranium dioxide nuclear fuel pellets; and sintered uranium dioxide nuclear fuel pellets comprising 0.05-0.16 parts by weight of a sintering agent additive comprising SiO2, MnO and Cr2O3 on the basis of UO2, the method comprising the steps of: 1) preparing a mixture powder by adding, to a UO2 powder, a sintering agent additive powder comprising SiO2, MnO and Cr2O3 and mixing the same; 2) manufacturing a molded product by compression molding the mixture powder; and 3) sintering the molded product by heating the same in a weak oxidative atmosphere of PO2 of 10-10 to 10-7. According to the present invention, silicon, manganese and chromium oxides are contained in a uranium oxide powder, and a liquid to be generated during sintering for manufacturing sintered nuclear fuel pellets accelerates the growth of grains and also forms a film on the interface of the grains, thereby limiting an oxidation reaction by inhibiting a reaction with steam, and thus high-temperature steam oxidation resistance is improved near 1,204°C (≒ 2,200°F), which is the peak cladding temperature (PCT) under a coolant-loss accident condition, such that the leakage of fissile material caused by fuel rod damage can be reduced.
La présente invention concerne des pastilles de combustible nucléaire frittées manifestant une résistance élevée à l'oxydation dans une atmosphère de vapeur, et leur procédé de fabrication, et comprend : un procédé de fabrication de pastilles de combustible nucléaire frittées à base de dioxyde d'uranium; et des pastilles de combustible nucléaire frittées à base de dioxyde d'uranium comprenant de 0,05 à 0,16 partie en poids d'un additif de type agent de frittage comprenant du SiO2, MnO et Cr2O3 sur la base du UO2. Le procédé selon l'invention comprend les étapes de : 1) préparation d'une poudre mixte par ajout, à une poudre de UO2, d'une poudre d'additif de type agent de frittage comprenant du SiO2, MnO et Cr2O3 et leur mélange; 2) fabrication d'un produit moulé par moulage par compression de la poudre mixte; et 3) frittage du produit moulé par chauffage de celui-ci dans une atmosphère faiblement oxydative de PO2 de 10-10 à 10-7.Selon la présente invention, des oxydes de silicium, manganèse et chrome sont contenus dans une poudre d'oxyde d'uranium, et un liquide qui est généré lors du frittage destiné à fabriquer les pastilles frittées de combustible nucléaire accélère la croissance des grains et forme également un film sur l'interface des grains, limitant ainsi la réaction d'oxydation par inhibition d'une réaction avec la vapeur, et, par conséquent, la résistance à l'oxydation par la vapeur à haute température est améliorée au voisinage de 1 204 °C (= 2 200 °F), qui est la température maximale de gaine (PCT) dans une condition d'accident par perte de liquide de refroidissement, de sorte que la fuite de matière fissile provoquée par l'endommagement des bâtonnets de combustible peut être réduite.
본 발명은 수증기 분위기에서 높은 내산화성을 보이는 핵연료 소결체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 1) UO2 분말에 SiO2, MnO, 및 Cr2O3로 이루어진 소결제 첨가제 분말을 첨가 혼합하여 혼합분말을 제조하는 단계; 2) 상기 혼합분말을 압축 성형하여 성형체를 만드는 단계; 및 3) 상기 성형체를 PO2 = 10-10 내지 10-7의약산화성 분위기에서 가열하여 소결하는 단계를 포함하는 이산화우라늄 핵연료 소결체 제조 방법 그리고 UO2 대비 SiO2, MnO, 및 Cr2O3로 이루어진 소결제 첨가제가 0.05 내지 0.16 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 핵연료 소결체를 포함한다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 우라늄산화물 분말에 실리콘, 망간, 크롬 산화물을 포함하며 핵연료 소결체 제조를 위해 소결 시 생성되는 액상이 결정립 성장을 가속화시킬 뿐만 아니라 결정립계면에 피막을 형성시켜 수증기와의 반응을 억제시켜 산화반응을 제한함으로써, 냉각재 상실사고 조건에서 피복관 취화 최대온도(peak cladding temperature, PCT)인 1204℃(≒2200℉) 부근에서 고온 수증기 산화저항성을 향상시켜 연료봉 손상에 의한 핵분열 물질 누출량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
SINTERED NUCLEAR FUEL PELLETS HAVING EXCELLENT OXIDATION RESISTANCE, AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
The present invention relates to sintered nuclear fuel pellets showing high oxidation resistance in a steam atmosphere, and a manufacturing method therefor, and comprises: a method for manufacturing sintered uranium dioxide nuclear fuel pellets; and sintered uranium dioxide nuclear fuel pellets comprising 0.05-0.16 parts by weight of a sintering agent additive comprising SiO2, MnO and Cr2O3 on the basis of UO2, the method comprising the steps of: 1) preparing a mixture powder by adding, to a UO2 powder, a sintering agent additive powder comprising SiO2, MnO and Cr2O3 and mixing the same; 2) manufacturing a molded product by compression molding the mixture powder; and 3) sintering the molded product by heating the same in a weak oxidative atmosphere of PO2 of 10-10 to 10-7. According to the present invention, silicon, manganese and chromium oxides are contained in a uranium oxide powder, and a liquid to be generated during sintering for manufacturing sintered nuclear fuel pellets accelerates the growth of grains and also forms a film on the interface of the grains, thereby limiting an oxidation reaction by inhibiting a reaction with steam, and thus high-temperature steam oxidation resistance is improved near 1,204°C (≒ 2,200°F), which is the peak cladding temperature (PCT) under a coolant-loss accident condition, such that the leakage of fissile material caused by fuel rod damage can be reduced.
La présente invention concerne des pastilles de combustible nucléaire frittées manifestant une résistance élevée à l'oxydation dans une atmosphère de vapeur, et leur procédé de fabrication, et comprend : un procédé de fabrication de pastilles de combustible nucléaire frittées à base de dioxyde d'uranium; et des pastilles de combustible nucléaire frittées à base de dioxyde d'uranium comprenant de 0,05 à 0,16 partie en poids d'un additif de type agent de frittage comprenant du SiO2, MnO et Cr2O3 sur la base du UO2. Le procédé selon l'invention comprend les étapes de : 1) préparation d'une poudre mixte par ajout, à une poudre de UO2, d'une poudre d'additif de type agent de frittage comprenant du SiO2, MnO et Cr2O3 et leur mélange; 2) fabrication d'un produit moulé par moulage par compression de la poudre mixte; et 3) frittage du produit moulé par chauffage de celui-ci dans une atmosphère faiblement oxydative de PO2 de 10-10 à 10-7.Selon la présente invention, des oxydes de silicium, manganèse et chrome sont contenus dans une poudre d'oxyde d'uranium, et un liquide qui est généré lors du frittage destiné à fabriquer les pastilles frittées de combustible nucléaire accélère la croissance des grains et forme également un film sur l'interface des grains, limitant ainsi la réaction d'oxydation par inhibition d'une réaction avec la vapeur, et, par conséquent, la résistance à l'oxydation par la vapeur à haute température est améliorée au voisinage de 1 204 °C (= 2 200 °F), qui est la température maximale de gaine (PCT) dans une condition d'accident par perte de liquide de refroidissement, de sorte que la fuite de matière fissile provoquée par l'endommagement des bâtonnets de combustible peut être réduite.
본 발명은 수증기 분위기에서 높은 내산화성을 보이는 핵연료 소결체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 1) UO2 분말에 SiO2, MnO, 및 Cr2O3로 이루어진 소결제 첨가제 분말을 첨가 혼합하여 혼합분말을 제조하는 단계; 2) 상기 혼합분말을 압축 성형하여 성형체를 만드는 단계; 및 3) 상기 성형체를 PO2 = 10-10 내지 10-7의약산화성 분위기에서 가열하여 소결하는 단계를 포함하는 이산화우라늄 핵연료 소결체 제조 방법 그리고 UO2 대비 SiO2, MnO, 및 Cr2O3로 이루어진 소결제 첨가제가 0.05 내지 0.16 중량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 이산화우라늄 핵연료 소결체를 포함한다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 우라늄산화물 분말에 실리콘, 망간, 크롬 산화물을 포함하며 핵연료 소결체 제조를 위해 소결 시 생성되는 액상이 결정립 성장을 가속화시킬 뿐만 아니라 결정립계면에 피막을 형성시켜 수증기와의 반응을 억제시켜 산화반응을 제한함으로써, 냉각재 상실사고 조건에서 피복관 취화 최대온도(peak cladding temperature, PCT)인 1204℃(≒2200℉) 부근에서 고온 수증기 산화저항성을 향상시켜 연료봉 손상에 의한 핵분열 물질 누출량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
SINTERED NUCLEAR FUEL PELLETS HAVING EXCELLENT OXIDATION RESISTANCE, AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
PASTILLES DE COMBUSTIBLE NUCLÉAIRE FRITTÉES AYANT UNE EXCELLENTE RÉSISTANCE À L'OXYDATION, ET LEUR PROCÉDÉ DE FABRICATION
산화저항성이 우수한 핵연료 소결체 및 이의 제조방법
JUNG TAE SIK (author) / LIM KWANG-YOUNG (author) / NA YEON-SOO (author) / LEE SEUNG-JAE (author) / MOK YONG KYOON (author) / YOO JONG SUNG (author)
2019-06-06
Patent
Electronic Resource
Korean
NUCLEAR FUEL SINTERED BODY HAVING EXCELLENT IMPACT RESISTANCE
| European Patent Office | 2019
NUCLEAR FUEL SINTERED PELLET HAVING EXCELLENT IMPACT RESISTANCE
| European Patent Office | 2022
NUCLEAR FUEL SINTERED BODY HAVING EXCELLENT IMPACT RESISTANCE
| European Patent Office | 2023
NUCLEAR FUEL SINTERED PELLET HAVING EXCELLENT IMPACT-FRACTURE-RESISTANCE
European Patent Office | 2020
NUCLEAR FUEL SINTERED PELLET HAVING EXCELLENT IMPACT-FRACTURE-RESISTANCE
| European Patent Office | 2019