KR100982665B1 - 초소성 우라늄산화물 핵연료 소결체 및 이의 제조방법 - Google Patents

초소성 우라늄산화물 핵연료 소결체 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 초소성 우라늄산화물 핵연료 소결체와 그의 제조방법에 관한 것으로서, 우라늄산화물 분말에 SiO2-X-Y 첨가제(X는 Na2O 및 K2O 중 적어도 하나이고, Y는 CaO 및 BaO 중 적어도 하나임)를 0.1 중량%~1.0 중량% 첨가하여 혼합분말을 제조하고, 상기 혼합분말을 압축성형하여 성형체를 제조하고, 상기 성형체를 환원성 기체 분위기에서 1500℃~1800℃로 가열하여 소결함으로써 UO2 결정립계에 1450℃ 이하에서 용융되는 저융점 2차상이 형성되도록 하여 가압경수로 정상 연소조건의 소결체 중심온도인 1100℃ 부근에서 소결체의 크리프 변형속도가 순수 UO2 소결체 대비 10배 이상 빠른 초소성 UO2 핵연료 소결체와 그 제조방법을 제공한다.
우라늄 산화물, 핵연료, 초소성

Description

초소성 우라늄산화물 핵연료 소결체 및 이의 제조방법{SUPER-PLASTICITY URANIUM OXIDE NUCLEAR FUEL PELLET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 첨가제를 함유한 우라늄 산화물(UO2) 핵연료 소결체 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 가압경수로 정상 연소조건의 핵연료 소결체 중심온도인 1100℃ 부근에서 크리프 변형속도가 순수 UO2 소결체 대비 10배 이상 빠른 초소성 UO2 소결체 제조 방법에 관한 것이다.
원자력 발전은 우라늄의 핵분열에 의해 발생되는 열을 이용하는데, 이러한 원자력 발전에 사용되는 핵연료로 통상 UO2 소결체를 사용한다. UO2 소결체는 우라늄 산화물 분말을 압축성형하여 얻은 성형체(green pellet)를 환원성 기체 분위기에서 약 1700~1800℃의 온도로 2~8 시간 동안 소결함으로써 제조될 수 있다. 이러한 기존의 방법을 사용하여, 약 95.5% TD(이론밀도)의 밀도와, 약 6~10㎛의 결정립 크기를 갖는 UO2 소결체를 제조할 수 있다.
UO2 소결체는 지르코늄 합금 피복관에 장입하여 원자로에서 연소되는데, 연소중에 피복관은 안쪽으로 변형되고 소결체는 바깥쪽으로 팽창하기 때문에 소결체와 피복관은 서로 접촉하면서 응력이 발생하게 되고, 이러한 핵연료와 피복관의 상호작용을 PCI(Pellet-Clad Interaction)이라 하며 이 상호작용이 지속되면 결과적으로 피복관이 파손될 수 있다. 연소 중에 피복관이 파손되면 방사선을 띤 물질이 피복관 밖으로 유출되고, 따라서 원자로의 안전성이 위협 받는다.
최근에는 핵연료의 경제성을 높이고 사용 후 핵연료의 양을 줄이기 위하여 핵연료를 오랫동안 연소시키는 고연소도 핵연료를 개발하고 있다. 핵연료의 연소도가 높아지면 핵연료와 피복관의 상호작용이 오랫동안 지속되기 때문에 피복관의 파손 가능성이 높아진다. 따라서 고연소도용 핵연료는 피복관의 파손방지 혹은 손상의 감소를 위하여 원자로의 정상 연소조건에서 UO2 소결체가 피복관에 가하는 응력을 줄여야 한다.
통상적으로 가압경수로는 UO2 핵연료가 연소될 때 정상 연소조건에서 핵연료 소결체의 중심 온도는 1100℃ 부근이고 표면 온도는 500℃ 부근이다. 이에 따라, 가압경수로 정상 연소조건의 소결체 중심 온도인 1100℃ 부근에서 UO2 소결체의 크리프 변형이 잘 일어나야만 피복관에 가하는 응력이 감소하게 된다. 그러나 순수 UO2 소결체는 원자로의 정상 연소조건에서 크리프 변형 속도가 매우 작다는 단점을 가지고 있다.
첨가제를 이용하여 UO2 소결체의 크리프 속도를 증가시키는 방법이 한국특허 제10-0446587호, 제10-0521638호에 개시되어있다.
한국특허 제10-0446587호가 제시하는 방법은, UO2 분말에 NiO-SiO2 분말을 0.1 중량% 이상 첨가하여 통상적인 우라늄 산화물 핵연료 소결체 제조공정을 따라 UO2 소결체를 제조함으로써, 크리프 변형속도가 증가된 UO2 소결체를 제조하는 방법이다. 상기 발명의 공정으로 제조된 UO2 소결체의 크리프 변형속도는 1500℃에서 순수 UO2 소결체에 대비 최대 2.6배 정도 커진다.
한국특허 제10-0521638호에 제시하는 방법은, UO2 분말에 SiO2-CaO-Cr2O3 분말을 0.1 중량%~2 중량% 첨가하여 통상적인 우라늄 산화물 핵연료 소결체 제조공정을 따라 UO2 소결체를 제조함으로써, 크리프 변형속도가 증가된 UO2 소결체를 제조 하는 방법이다. 상기 발명의 공정으로 제조된 UO2 소결체의 크리프 변형속도 1500℃에서 순수 UO2 소결체에 대비 최대 5.3 배 정도 커진다.
상술한 종래 기술들은 1500℃ 부근의 비교적 높은 온도에서 UO2 소결체의 크리프 변형속도를 증가하게 하지만, 가압경수로 정상 연소조건의 핵연료 소결체 중심온도인 1100℃ 부근에서 소결체가 피복관에 가하는 응력을 획기적으로 감소시켜야 하는 과제를 해결하지 못하고 있다.
본 발명은 상술된 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 가압경수로 정상 연소조건의 핵연료 소결체 중심 온도인 1100℃ 부근에서 UO2 소결체의 크리프 변형속도가 매우 높은 초소성 UO2 핵연료 소결체 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, SiO2-X-Y 첨가제가 UO2 대비 0.1 중량%~1.0 중량% 함유된 우라늄 산화물 핵연료 소결체가 제공된다. 상기 첨가제 중의 X는 Na2O 및 K2O 중 적어도 하나이고, Y는 CaO 및 BaO 중 적어도 하나이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 SiO2-X-Y 첨가제는 SiO2-Na2O-CaO일 수 있다. 상기 SiO2-X-Y 첨가제의 조성 비율은 SiO2가 48~90 중량%, X가 8~50 중량%, Y가 2~30 중량%일 수 있다.
상기 초소성 우라늄 산화물 핵연료 소결체는 1100℃에서 크리프 변형 속도가 순수 UO2 소결체 대비 10배 이상 빠를 수 있다.
상기 SiO2-X-Y 첨가제는 1450℃ 이하에서 용융되는 우라늄 산화물 결정립계 상을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, SiO2-X-Y 첨가제 분말의 총합이 UO2 대비 0.1 중량% 내지 1.0 중량% 되도록 UO2 분말에 첨가 혼합하여 혼합분말을 제조하는 단계; 상기 혼합분말을 압축성형하여 성형체를 마련하는 단계; 상기 성형체를 환원성 기체 분위기에서 1500℃~1800℃로 가열하여 소결하는 단계;를 포함하는 우라늄산화물 핵연료 소결체 제조 방법이 제공된다. 상기 SiO2-X-Y 첨가제 중의 X는 Na2O 및 K2O 중 적어도 하나이고, Y는 CaO 및 BaO 중 적어도 하나이다.
상기 SiO2-X-Y 분말은 48~90 중량% SiO2와 8~50 중량% X와 2~30 중량% Y로 조성된 것일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 혼합분말 제조시 첨가 혼합되는 상기 SiO2-X-Y 첨가제 분말은 SiO2-Na2O-CaO 분말일 수 있다.
상기 SiO2-Na2O-CaO 분말은 SiO2 분말과 Na2O 분말과 CaO 분말로 구성되고, 상기 혼합분말 제조시 상기 SiO2 분말, Na2O 분말 및 CaO 분말이 상기 UO2 분말에 첨가혼합될 수 있다.
다른 실시예로서, 상기 혼합분말 제조 단계 전에, SiO2 분말과 Na2O 분말과 CaO 분말을 함께 500~1600℃에서 열처리하여 SiO2-Na2O-CaO 물질을 합성하고, 상기 합성된 물질을 분쇄하여 SiO2-Na2O-CaO 분말을 마련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 소결 단계에서, 상기 환원성 기체 분위기는 수소 기체 분위기이거나, 이산화탄소, 수증기, 불활성 기체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나와 수소 기체를 혼합한 혼합 기체 분위기일 수 있다.
본 발명에 따르면, 가압경수로 정상 연소조건의 핵연료 소결체 중심 온도인 1100℃ 부근에서 UO2 소결체의 크리프 변형속도가 순수 UO2 소결체 대비 10배 이상 빠른 초소성 UO2 핵연료 소결체를 제조할 수 있다. 이와 같이 제조된 UO2 핵연료 소결체는 원자로에서 연소되는 동안에 소결체와 피복관이 서로 접촉하면서 발생하는 피복관의 파손을 방지 할 수 있어서 고연소도에서 핵연료의 안전성을 높일 수 있다. 또 이와 같이 제조된 UO2 소결체는 이중냉각 핵연료에서 열유속 불균형(heat flux imbalance) 문제를 해결할 수 있으므로 효과적으로 원자로의 출력증강을 가능하게 할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 본 발명을 예시한 것으로서 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 핵연료 소결체 제조방법을 설명하기 위한 공정 순서도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 핵연료 소결체 제조방법은, SiO2-Na2O-CaO 첨가제 분말을 우라늄산화물(UO2) 분말에 첨가/혼합하여 혼합 분말을 형성하는 단계(S11)로 시작된다.
본 단계(S11)에서 첨가하는 SiO2-Na2O-CaO 분말의 총량은 우라늄산화물(UO2)에 대비 0.1~ 1.0 중량% 범위로 한정한다. 이것은 첨가제의 함량이 0.1 중량% 미만에서는 기대하는 소결체의 크리프 변형속도를 얻지 못하며, 1 중량%를 넘는 경우에는 핵연료 소결체 단위 부피당 우라늄 양이 상대적으로 감소하기 때문에 경제성이 떨어진다. 그래서 소결체의 크리프 변형속도가 크면서 소결체 단위부피당 우라늄 양을 적절히 유지할 수 있는 범위인 0.1~1 중량%로 한정한다.
본 단계(S11)에서 첨가되는 SiO2와 Na2O와 CaO의 조성비는 48~90 중량% SiO2, 8~50 중량% Na2O, 2~30 중량% CaO로 정할 수 있다. 이것은 1100℃ 부근에서 순수 UO2 대비 10배 이상의 현저히 높은 크리프 변형 속도를 갖는 초소성 UO2 소결체를 얻기 위해서이다.
도 2는 SiO2-Na2O-CaO 상태도이다. 본 상태도에서 용융점이 1450℃ 이하가 되는 SiO2와 Na2O와 CaO의 조성비의 첨가제를 사용할 경우 1100℃ 부근에서 UO2 소결체의 크리프 속도가 현저히 빨라지는 것을 발견하였다.
본 단계(S11)에서 SiO2-Na2O-CaO 첨가제 분말은 SiO2 분말, Na2O 분말 및 CaO 분말로 구성될 수 있다. 이러한 분말들을 서로 혼합한 후 UO2 분말에 첨가할 수 있다. 또한 위 3가지 분말을 UO2 분말에 1 스텝으로 동시에 첨가할 수도 있다.
다른 실시예로서, 혼합분말(UO2와 첨가제의 혼합 분말)을 제조하기 전에 미 리, SiO2 분말과 Na2O 분말과 CaO 분말을 함께 500℃~1600℃에서 열처리하여 SiO2-Na2O-CaO 물질을 합성하고, 그 합성된 SiO2-Na2O-CaO 물질을 분쇄하여 얻은 분말을 첨가제로 사용할 수도 있다. 이와 같이 합성 및 분쇄를 통해 얻은 첨가제는 상술한 바와 마찬가지로 UO2 대비 0.1~ 1.0 중량%의 함량으로 UO2 분말에 첨가/혼합될 수 있다.
이것은 500℃~1600℃에서 열처리하여 SiO2-Na2O-CaO 물질을 합성하고, 그 합성된 물질을 분쇄하여 제조된 첨가제 분말은, 상기의 SiO2 분말과 Na2O 분말과 CaO 분말이 혼합된 첨가제 분말과 비교할 때, 성형체 소결시(단계 S13) UO2 결정립계 상을 형성하는 특성이 동일하기 때문이다.
본 단계(S11)에서, SiO2-Na2O-CaO 첨가제 내의 Na2O은 K2O로 대체될 수 있으며 CaO은 BaO로 대체될 수 있다.
이것은 Si-O 망상 구조에서 융점을 낮추기 위하여 첨가하는 조제 원소는 같은 족에 속하는 원소들은 비슷한 효과를 나타내기 때문이다. 그래서 Na 원소는 같은 족의 원소인 K 원소로 대체 할 수 있으며, Ca 원소는 같은 족에 원소인 Ba 원소로 대체 할 수 있다. 따라서, 첨가제 내의 Na2O 대신에 K2O를 사용하거나 'K2O와 Na2O'를 사용할 수 있고, CaO 대신에 BaO를 사용하거나 'CaO 및 BaO'를 사용할 수 있다. 이 경우 K2O와 BaO는 상술한 바와 마찬가지로 K2O 분말 및 BaO 분말과 같이 각각의 분말 상태로 이용되거나 SiO2-K2O-BaO 합성체 분말내의 성분으로서 이용될 수 있다.
도 3에는 Na2O를 K2O로 대체한 SiO2-K2O-CaO 상태도를 예시로 나타내었다. 이 경우에도 상기에서 한정한 각 분말의 조성비율 하에서 첨가제는 1450℃ 이하의 용융점을 형성한다는 것을 보여준다.
상술한 바와 같이 UO2 분말에 첨가제를 혼합하여 혼합분말을 제조한 후에는, 상기 혼합분말을 압축 성형하여 성형체를 제조한다(S12). 상기 성형체를 마련하는 단계(S12)는 성형 몰드(mold)에 상기 첨가제가 혼합된 우라늄산화물 분말을 넣고 3~6 ton/cm2 압력으로 성형하는 방법으로 제조할 수 있다.
성형체를 제조한 후에는, 제조된 성형체를 소결하여 우라늄 산화물 핵연료 소결체를 얻는다(S13). 상기 소결 단계(S13)에서는, 수소 기체 분위기, 또는 이산화탄소, 수증기, 불활성 기체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나와 수소기체의 혼합기체 분위기와 같은 환원성 기체 분위기에서 1500℃~1800℃의 온도로 상기 성형체를 소결한다. 상술한 공정을 통해 1100℃ 근방의 비교적 낮은 온도에서도 크리프 변형 속도가 큰 초소성(super-plasticity)을 나타낼 수 있다.
본 발명의 공정으로 제조된 초소성 우라늄산화물 핵연료 소결체를 가압 경수로에 사용함으로써 원자로의 정상 연소조건의 핵연료 소결체 중심온도인 1100℃ 부근에서 소결체가 피복관에 가하는 응력을 획기적으로 감소시킴으로써 고연소도 핵연료의 안전성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 방법으로 제조된 초소성 UO2 소결체는 이중냉각 핵연료에사용 함으로써 열유속 불균형 문제를 해결할 수 있다.
이중냉각 핵연료는 외부와 내부의 이중 피복관으로 구성되어 있으며, 환형의 UO2 소결체는 두 피복관 사이에 장전되어 소결체와 피복관 사이에는 외부와 내부의 두 곳에서 간격(gap)이 형성된다. 이중냉각 핵연료에서 환형 소결체는 연소되는 동안에 소결체가 외부 방향으로 계속 팽윤되기 때문에 소결체와 외부 피복관 사이의 간격은 좁아지는 반면에 내부 피복관 사이의 간격은 넓어진다. 이러한 외내부의 간격 차이에 의하여 열유속 불균형 문제가 발생한다.
그러나, 비교적 낮은 온도에서 크리프 변형속도가 큰 초소성 UO2 환형 소결체는 연소 동안에 소결체가 외부 피복관에 접촉한 후 높은 크리프 변형속도에 의하여 내부 간격 방향으로 변형되어 백 필링(back filling)을 할 수 있기 때문에 열유 속 불균형 문제를 해결할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예들은 본 발명을 예시하는 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
우라늄산화물(UO2) 분말에 SiO2-Na2O-CaO 분말을 UO2 대비 0.5 중량% 첨가하여 혼합기로 2시간 혼합하여 혼합분말을 준비하였다. 이때 첨가한 SiO2 분말과 Na2O 분말과 CaO 분말의 중량비율은 각각 75 중량%, 15 중량%, 10 중량% 이다.
상기 혼합 분말을 3 ton/cm2의 압력으로 압축성형하여 원주형 성형체(green pellet)를 제조하였다. 상기 성형체를 수분/수소 기체비가 0.05 부피% 이하인 건조 수소기체 분위기 하에서 시간당 300℃ 가열속도로 1700℃까지 가열하고 2시간 동안 유지한 후, 동일한 분위기로 시간당 300℃ 속도로 상온까지 냉각하여 우라늄산화물 소결체를 제조하였다. 상기 공정으로 제조된 소결체의 밀도는 이론밀도의 96.3%로 측정되었다.
도 4는 상기 공정으로 제조된 소결체의 미세조직을 나타낸 광학현미경 사진 이다. 이 사진에서 UO2 결정립계를 따라서 결정립계 상이 형성되어 있음을 알 수 있다.
(비교예)
우라늄산화물(UO2) 분말을 3 ton/cm2 의 압력으로 압축성형하여 원주형 성형체를 제조하였다. 상기 성형체를 수분/수소 기체비가 0.05부피% 이하인 건조 수소기체 분위기 하에서 시간당 300℃의 가열속도로 1700℃까지 가열하고 4시간 동안 유지한 후, 동일한 분위기로 시간당 300℃의 속도로 상온까지 냉각하여 소결체를 제조하였다. 상기 공정으로 제조된 소결체의 밀도는 이론밀도의 96.2%로 측정되었다.
(크리프 실험)
상기 실시예와 비교예의 공정으로 제조된 소결체들을 압축 크리프 실험장치에 장전하고 1100℃까지 승온한 후 이 온도에서 압축응력 100 Mpa로 가하였다. 일정한 압축 응력하에서 소결체의 시간에 따른 크리프 변형량을 측정하였다. 도 5는 실시예와 비교예의 소결체에 대한 크리프 실험을 수행한 결과를 함께 나타낸 시간-변형량 그래프이다. 도 5에 도시된 바와 같이 비교예의 소결체 변형속도는 약 1.4×10-5/초 인 반면에 실시예의 소결체 크리프 변형속도는 약 2.5×10-4/초로서, 실시 예에 의해 제조된 SiO2-Na2O-CaO 첨가 UO2 소결체는 비교예에 의해 제조된 순수 UO2 소결체보다 15배 이상 빠르게 변형이 일어남을 확인할 수 있다. 이것은 SiO2-Na2O-CaO 첨가제가 1450℃ 이하에서 용융되는 UO2 소결체 결정립계 상을 형성함으로써, 1100℃ 부근의 온도에서 소결체가 응력을 받으면 결정립계 상이 연화되어 크리프 변형속도가 급격히 증가하게 되기 때문이다.
가압경수로의 정상 연소조건의 소결체 중심온도인 1100℃ 부근에서 소결체의 크리프 변형 속도가 빠르면 피복관에 응력을 가하기 전에 소결체 자체가 먼저 변형되어 피복관 파손을 줄일 수 있다. 본 발명의 공정을 이용하여 제조된 실시예의 소결체는 원자로의 정상 연소조건에서 피복관에 작용하는 응력을 획기적으로 감소시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 핵연료 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 공정 순서도이다.
도 2는 SiO2-Na2O-CaO 상태도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 SiO2-K2O-CaO 상태도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 제조된, SiO2-Na2O-CaO 첨가제를 첨가한 핵연료 소결체의 미세조직을 나타낸 광학현미경 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 SiO2-Na2O-CaO 첨가제를 첨가한 핵연료 소결체와 비교예에 따른 순수 UO2 소결체의 크리프 실험결과를 나타낸 그래프다.

Claims (11)

  1. 우라늄 산화물 핵연료 소결체에 있어서,
    SiO2-X-Y 첨가제가 UO2 대비 0.1 중량% ~ 1.0 중량% 함유되고, 상기 첨가제 중의 X는 Na2O 및 K2O 중 적어도 하나이고, Y는 CaO 및 BaO 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 핵연료 소결체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 SiO2-X-Y 첨가제는 SiO2-Na2O-CaO인 것을 특징으로 하는 핵연료 소결체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 SiO2-X-Y 첨가제의 조성 비율은 SiO2가 48~90 중량%, X가 8~50 중량%, Y가 2~30 중량%인 것을 특징으로 하는 핵연료 소결체.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 SiO2-X-Y 첨가제는 1450℃ 이하에서 용융되는 우라늄 산화물 결정립계 상을 형성하는 것을 특징으로 하는 핵연료 소결체.
  6. SiO2-X-Y 첨가제 분말의 총합이 UO2 대비 0.1 중량% 내지 1.0 중량% 되도록 UO2 분말에 첨가 혼합하여 혼합분말을 제조하는 단계;
    상기 혼합분말을 압축성형하여 성형체를 마련하는 단계; 및
    상기 성형체를 환원성 기체 분위기에서 1500℃~1800℃로 가열하여 소결하는 단계;를 포함하고,
    상기 SiO2-X-Y 첨가제 중의 X는 Na2O 및 K2O 중 적어도 하나이고, Y는 CaO 및 BaO 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물 핵연료 소결체 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 SiO2-X-Y 분말은 48~90 중량% SiO2와 8~50 중량% X와 2~30 중량% Y로 조성되는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물 핵연료 소결체 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 혼합분말 제조시 첨가 혼합되는 상기 SiO2-X-Y 첨가제 분말은 SiO2-Na2O-CaO 분말인 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물 핵연료 소결체 제조 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 SiO2-Na2O-CaO 분말은 SiO2 분말과 Na2O 분말과 CaO 분말로 구성되고, 상기 혼합분말 제조시 상기 SiO2 분말, Na2O 분말 및 CaO 분말이 상기 UO2 분말에 첨가 혼합되는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물 핵연료 소결체 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 혼합분말 제조 단계 전에, SiO2 분말과 Na2O 분말과 CaO 분말을 함께 500~1600℃에서 열처리하여 SiO2-Na2O-CaO 물질을 합성하고, 상기 합성된 물질을 분쇄하여 SiO2-Na2O-CaO 분말을 마련하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물 핵연료 소결체 제조 방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 소결 단계에서, 상기 환원성 기체 분위기는 수소 기체 분위기이거나, 이산화탄소, 수증기, 불활성 기체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나와 수소 기체를 혼합한 혼합 기체 분위기인 것을 특징으로 하는 우라늄 산화물 핵연료 소결체 제조 방법.
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