KR101209139B1 - 표면이 질화 처리된 핵연료용 합금 분말 및 이를 포함하는 고밀도 분산 핵연료 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말 및 이를 포함하는 고밀도 분산 핵연료에 관한 것으로, 상세하게는 핵연료용 합금 분말과 질소가 반응하여 형성된 질화표면층을 포함하는 핵연료용 합금 분말 및 상기 핵연료용 합금 분말이 금속기지 물질에 분산된 연료심과 상기 연료심을 환형 혹은 판형으로 둘러싸고 있는 피복재를 포함하는 분산 핵연료를 제공한다. 본 발명에 따른 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말 및 이를 포함하는 고밀도 분산 핵연료는 핵연료 연소 중 핵연료 합금 분말과 기지 물질 사이에 반응층 형성이 효과적으로 억제되어 핵연료의 온도와 팽윤을 효과적으로 낮출 수 있고, 고 연소도에서의 핵연료 건전성 및 안전성이 향상되며, 운전 출력 및 운전 온도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

표면이 질화 처리된 핵연료용 합금 분말 및 이를 포함하는 고밀도 분산 핵연료{Nitriding surface treated nuclear fuel powder and dispersion nuclear fuel having the same}

본 발명은 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말 및 이를 포함하는 고밀도 분산 핵연료에 관한 것이다.

우라늄 등의 핵분열 원소를 포함하는 핵연료 금속 분말이 기지 물질에 분산된 형태인 분산 핵연료는 연구로 및 중소형 발전로의 핵연료로 널리 이용되고 있다. 일반적으로 분산 핵연료는 핵연료 합금 분말과 기지 물질 분말을 혼합하고, 혼합 분말을 고압으로 압출성형한 후 판재 형태로 압연하여 제조한다. 이때, 핵연료 합금 분말은 합금 주괴를 기계적인 방법으로 파쇄하여 제조하거나, 고온의 합금 용탕을 고속으로 회전하는 원반에 공급하여 미세한 용적으로 분무시킨 후 이를 급속 응고시켜 분말로 제조하는 원심분무기술을 이용하여 제조하고, 미국 등록특허 US005978432A 및 대한민국 등록특허 10-0279880호에 원심 분무법으로 우라늄 합금 분말을 제조하는 방법이 개시되어 있으며, 제조된 핵연료 합금 분말은 기지 물질에 분산 혼합되어 핵연료로 제조된다.

분산 핵연료에 있어서, 핵연료 합금 분말은 기지 물질과 밀착되어 존재한다. 핵분열에 의해 핵연료 연소가 시작되면 핵연료의 온도가 올라가고, 또한 핵분열에 의해 발생하는 고 에너지 입자들에 의해 핵연료 합금 분말과 기지 물질 사이에 상호 확산이 일어나며, 이에 따라 핵연료 합금 분말과 기지물질 사이에 반응상이 형성된다. 핵연료 합금 분말과 기지 물질에 사이에 형성되는 반응상은 핵연료 합금과 기지물질에 비하여 밀도가 낮고 열전도도가 낮은 특성을 나타낸다. 이에 따라 낮은 밀도의 반응층이 형성되면 핵연료 부피가 팽창하고, 낮은 열전도도의 반응층에 의해 핵연료 내부에서 발생된 열이 효과적으로 방출되지 않아 핵연료 입자 주변의 온도를 상승시킨다. 핵연료 입자 주변온도가 상승하면 상호 확산이 더욱 촉진되어 반응층의 두께가 증가하고, 핵연료 온도가 증가하는 연쇄반응에 의해 핵연료 팽윤이 급격하게 일어나 핵연료 파손까지 이르게 된다.

따라서 분산 핵연료에 있어서, 핵연료 합금과 기지 물질 사이의 반응상 형성을 억제하여 반응층의 형성에 의한 핵연료 파손 위험성을 최소화하여야 한다. 핵연료 합금과 기지 물질과의 반응층 성장을 억제하는 방법은 제3의 원소를 사용하는 방법, 반응층의 형성을 억제할 수 있는 보호막을 형성시키는 방법이 있다.

제3의 원소를 이용하여 반응층 성장을 억제하는 방법 중 하나로, U-Mo 핵연료 합금이 Al 기지에 분산된 핵연료의 Al 기지에 Si을 첨가하여 반응층 성장 속도를 낮추는 방법이 있다. 이때, 약 5 중량%의 Si을 Al 기지에 첨가하고, 첨가된 Si은 연소 중 핵연료 합금 분말과 기지 물질 사이에 축적되어 Al과 U이 반응하는 것을 방해하는 역할을 한다. 그러나 첨가된 Si이 기지의 열전도도를 낮추어 핵연료 온도를 상승시킬 수 있으며, Si의 재처리가 어려워 사용 후 핵연료 처분이 어려운 문제가 있다.

반응층 성장을 억제하는 보호막을 형성시키는 방법에는 산화물 층을 이용하는 방법이 있으며, 프랑스 CEA에서는 U-Mo 합금 분말 표면에 산화물 층을 형성시켜 반응을 억제하는 방법을 개발한 바 있다. 그러나 강도가 약한 산화물 층이 핵연료 제조 공정 중 손실되어 반응억제 효과를 나타내지 못하는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-0959152호에는 금속 합금 핵연료 봉과 피복관 사이의 반응층 형성을 억제하기 위해 피복관 내측 면에 산화물 또는 질화물을 코팅하는 방법이 개시되어 있으나, 핵연료 합금과 조성이 다른 산화물 또는 질화물을 코팅하므로 단위 부피당 우라늄 장입량을 낮추고, 재처리 부담을 증가시키는 문제가 있다. U-Mo 합금 분말 표면에 Si을 코팅시키는 방법도 연구되고 있으나, 고체-고체 반응을 이용하므로 공정이 복잡하고, 제조 시간이 긴 문제점이 있으며, Si 재처리 문제를 해결하지 못한다.

이에 본 발명자들은 반응상 형성을 억제하여 핵연료 파손 위험성을 최소화할 수 있는 방법을 연구하던 중 핵연료용 합금 분말 표면을 질화처리하여 반응상 형성을 억제할 수 있는 핵연료용 합금 분말을 개발하고, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말 및 이를 포함하는 고밀도 분산 핵연료를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 핵연료용 합금 분말과 질소가 반응하여 형성된 질화표면층을 포함하는 핵연료용 합금 분말을 제공한다.

본 발명에 따른 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말 및 이를 포함하는 고밀도 분산 핵연료는 핵연료 연소 중 핵연료 합금 분말과 기지 물질 사이에 반응층 형성이 효과적으로 억제되어 핵연료의 온도와 팽윤을 효과적으로 낮출 수 있고, 고 연소도에서의 핵연료 건전성 및 안전성이 향상되며, 운전 출력 및 운전 온도를 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 핵연료용 합금 분말의 단면을 나타낸 사진이고;
도 2는 본 발명에 따른 분산 핵연료에 있어서, 연료심의 단면을 나타낸 모식도이고;
도 3은 표면이 질화처리되지 않는 핵연료용 합금 분말을 사용하여 제조된 연료심의 단면을 나타낸 모식도이고;
도 4는 본 발명에 따른 분산 핵연료에 있어서, 연료심의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진이고;
도 5는 비교예 1의 분산 핵연료에 있어서, 연료심의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진이고;
도 6은 비교예 2의 분산 핵연료에 있어서, 연료심의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진이다.

본 발명은 핵연료용 합금 분말과 질소가 반응하여 형성된 질화표면층을 포함하는 핵연료용 합금 분말을 제공한다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

핵연료 합금 분말은 금속 기지에 분산되어 분산 핵연료로 제조될 수 있고, 연구용 원자로 혹은 동력로 등의 핵연료로 이용될 수 있으며, 중소형 발전로용 핵연료로도 이용될 수 있다. 그러나, 금속 기지 내에 핵연료 합금 분말이 분산된 핵연료의 경우 기지 물질과 핵연료 분말 물질 간에 상호 확산이 일어날 수 있고, 반응상 생성의 자유에너지가 음의 값을 가질 경우 확산에 의한 반응상 생성이 용이하여 온도가 올라갈수록 반응상 생성이 더욱 활발해 진다. 특히, 우라늄-몰리브덴(U-Mo) 핵연료 합금 분말이 알루미늄(Al) 기지에 분산된 U-Mo/Al 분산 핵연료는 UAl₃ 등의 우라늄과 알루미늄 사이의 반응상이 쉽게 생성되고, 형성된 반응상은 우라늄에 비하여 밀도 및 열전도도가 낮다. 밀도가 낮은 반응상이 핵연료 합금 분말과 기지 물질 경계 면에 형성되면 핵연료의 부피가 증가되고, 열전도도가 낮은 반응상이 생성되면 핵연료 합금 분말에서 발생한 열이 외부로 방출되는 속도가 늦어져 핵연료의 온도가 상승하게 된다. 핵연료의 온도 상승은 반응상 형성 속도를 높이고, 핵분열에 의해 생성된 핵분열 기체 팽창을 유발하므로 핵연료의 부피 팽창을 가속화 시켜 핵연료의 파손을 유발하게 된다. 즉, 연소 중 분산 핵연료의 파손이 일어나지 않고 핵연료 건전성을 유지시키기 위해서는 핵연료 합금 분말과 기지 물질의 상호 확산을 억제하여 경계 면에서 생성되는 반응상의 성장을 최소화하는 것이 중요하다.

한편, 질화 우라늄에서 우라늄의 자기 확산 속도는 방향성을 지닌 전자간의 공유 결합 특성에 의해 우라늄 금속에서의 우라늄 자기 확산 속도보다 매우 낮다. 자기 확산 속도가 낮을수록 상호 확산 속도도 낮으므로, 우라늄 합금 표면에 질화물 층을 형성시키면 질화물 층이 우라늄과 알루미늄의 상호 확산을 방지하는 방어막 역할을 하여 반응상의 생성을 억제할 수 있다. 이에 본 발명은 핵연료용 합금 분말과 질소가 반응하여 도 1의 사진과 같이 표면이 질화처리된 질화표면층을 구비하는 핵연료용 합금 분말을 제공한다. 본 발명에 따른 핵연료용 합금 분말은 질화표면층에 의하여 기지물질과의 반응층 형성을 억제할 수 있다. 또한, 반응층 형성을 억제함으로써 핵연료의 연소 중 반응상 생성에 의한 핵연료 부피 팽창이나 온도 상승을 억제할 수 있고 핵연료의 안전성을 향상시킬 수 있으며, 운전 출력 및 운전 온도를 높일 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 핵연료용 합금 분말은 핵연료용 합금 분말은 우라늄, 토륨, 플루토늄, 아메리슘, 넵티늄 및 퀴륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 합금원소를 포함하고,

상기 핵연료용 합금 분말은 추가적으로 열적?기계적 안정화를 위해 몰리브덴, 지르코늄, 티타늄, 실리콘, 철, 크롬, 바나듐, 니오븀, 루테늄, 팔라듐, 텅스텐 및 탄탈륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 합금원소를 더 포함한다.

본 발명에 따른 핵연료용 합금 분말에 있어서, 상기 질화표면층은 핵연료용 합금 분말과 질소를 반응시켜 생성되고 핵연료용 합금 분말과 질소만을 포함하는 층으로 상기 핵연료용 합금 분말과 질소 외의 어떠한 원소도 포함하지 않으며, 핵연료 합금 분말에 포함된 원소 중 1종 이상을 포함한다. 즉, 질화표면층 또한 핵연료 합금 분말을 구성하는 물질로 이루어지고, 이에 따라 핵연료 합금 분말의 밀도가 낮아지지 않는다.

상기 질화표면층의 두께는 0.1 내지 300 μm인 것이 바람직하다. 만약 질화표면층의 두께가 0.1 μm 미만인 경우에는 질화표면층의 얇은 두께로 인하여 기지물질과의 반응층 형성 억제 효과가 나타나지 않는 문제가 있고, 질화표면층의 두께가 300 μm를 초과하는 경우에는 질화층의 건전성이 저하될 수 있다.

또한, 본 발명은 핵연료용 합금 분말을 제조한 후 제조된 핵연료용 합금 분말을 질소분위기에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말의 제조방법에 있어서, 상기 핵연료용 합금 분말은 원심분무법 또는 분쇄에 의하여 제조될 수 있다.

상기 원심분무법은 핵연료용 합금을 고온으로 용융한 후 고속으로 회전하는 원판에 용탕을 붓고, 생성된 입자를 냉각하여 분말화함으로써 수행될 수 있으며, 상기 분쇄는 핵연료용 합금 잉곳을 분쇄하여 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말의 제조방법에 있어서, 제조된 핵연료용 합금 분말은 질소분위기에서 열처리된다. 상기 열처리는 질소분위기에서 수행되어 핵연료용 합금 분말의 표면을 질화처리할 수 있고, 상기 질소분위기는 순수한 질소 분위기 또는 헬륨(He), 네온(Ne), 알곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe) 및 수소 기체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 기체를 더 포함할 수 있으며, 반응속도 및 질화표면층 두께 조절을 위하여 질소의 비율을 적절히 조절하여 열처리를 수행할 수 있다.

상기 열처리는 300 내지 1500 ℃의 온도에서 수행될 수 있고, 더욱 바람직하게는 800 내지 1200℃의 온도에서 수행될 수 있으며, 질화표면층의 두께를 고려하여 상기 범위 내에서 적절하게 조절할 수 있다. 만약 상기 열처리가 300 ℃ 미만의 온도에서 수행되는 경우, 핵연료용 합금 분말의 표면이 질화처리 되지 않는 문제가 있고, 상기 열처리가 1500 ℃를 초과하는 온도에서 수행되는 경우, 핵연료 합금 조성에 따라 핵연료 분말의 용융이 일어날 수 있다.

한편, 상기 핵연료용 합금 분말로 염화암모늄 분말을 첨가한 후 진공분위기, 불활성기체 분위기 또는 질소분위기에서 열처리하여 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말을 제조할 수 있다. 상기 염화암모늄 분말은 활성화제 역할을 수행하며, 염화암모늄 분말을 첨가한 핵연료용 합금 분말을 진공분위기, 불활성기체 분위기 또는 질소분위기에서 열처리하여 본 발명에 따른 핵연료용 합금 분말을 제조할 수 있다.

본 발명은 알루미늄 금속기지 물질에 핵연료 합금 분말 표면이 질화처리된 상기 핵연료 합금 분말이 분산된 연료심; 및

상기 연료심을 환형 또는 판형으로 둘러싸고 있는 피복재를 포함하는 분산 핵연료를 제공한다.

본 발명에 따른 분산 핵연료는 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말을 금속기지 물질에 분산시켜 제조된 연료심 및 상기 연료심을 환형 또는 판형으로 둘러싸는 피복재를 포함하여, 핵연료 합금 분말과 기지 물질 사이에 반응층 형성이 효과적으로 억제되고, 핵연료의 온도와 팽윤을 효과적으로 낮출 수 있으며, 고 연소도에서의 핵연료 건전성 및 안전성이 향상되어 운전 출력 및 운전 온도를 높일 수 있다.

상기 연료심은 본 발명에 따른 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말을 알루미늄(Al) 기지에 분산시켜 제조될 수 있으나, 금속기지가 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말을 금속기지 물질에 분산시켜 제조된 연료심의 단면을 도 2의 모식도를 통해 나타내었고, 표면이 질화처리되지 않은 핵연료용 합금 분말을 금속기지 물질에 분산시켜 제조된 연료심의 단면을 도 3의 모식도를 통해 나타내었다.

상기 피복관은 연료심을 환형 또는 판형으로 둘러싸고 있으며, 알루미늄 합금으로 이루어진 긴 튜브 또는 판형 형태로 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 분산 핵연료는 표면이 질화처리된 핵연료 합금 분말을 사용하여 연료심을 제조함으로써, 핵연료 분말과 금속기지 사이의 반응상 생성이 현저하게 억제할 수 있고, 이에 따라 핵연료의 온도와 팽윤을 효과적으로 낮출 수 있다. 또한, 고 연소도에서의 핵연료 건전성 및 안전성이 향상되어 높은 운전 출력 및 운전 온도에서 연소될 수 있다.

본 발명은 알루미늄 분말과 표면이 질화처리된 제1항의 핵연료 합금 분말을 혼합한 후 성형 또는 압출하여 연료심을 제조하는 단계(단계 1); 및

상기 단계 1에서 제조된 연료심 외주면을 피복재로 둘러싼 후 동심 압축 또는 압연하여 분산 핵연료를 제조하는 단계(단계 2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 핵연료의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 분산 핵연료의 제조방법에 있어서, 단계 1은 알루미늄 분말과 표면이 질화처리된 제1항의 핵연료 합금 분말을 혼합한 후 성형 또는 압출하여 연료심을 제조하는 단계이다. 상기 단계 1에서 제조되는 연료심은 본 발명의 표면이 질화처리된 핵연료 합금 분말을 기지 물질인 알루미늄 분말에 분산시켜 제조됨으로써, 핵연료 합금 분말과 알루미늄 사이의 반응층 형성이 억제되어 핵연료의 온도와 팽윤을 낮출 수 있다.

본 발명에 따른 분산 핵연료의 제조방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 제조된 연료심 외주면을 피복재로 둘러싼 후 동심 압출 또는 압연하여 분산 핵연료를 제조하는 단계이다. 이때, 동심 압출 또는 압연을 통해 분산 핵연료를 선재 또는 판재와 같은 원하는 형태로 성형가공할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 하기 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1> 표면이 질화처리된 핵연료 합금 분말의 제조

단계 1 : 원심 분무 장치를 이용하여 구형의 우라늄(U)93중량% - 몰리브덴(Mo) 7중량%인 합금 분말을 1kg을 제조하였다.

단계 2 : 상기 단계 1의 핵연료 합금 분말 중 20 g을 알루미나 용기에 장입하고 반응 온도인 970 ℃까지 300 ℃/h의 속도로 가열하였다. 상기 가열은 아르곤(Ar) 기체 분위기에서 수행하였고, 아르곤(Ar) 기체와 핵연료 합금 분말이 고르게 접촉할 수 있도록 알루미나 용기 하단으로 장착된 주입구를 통해 아르곤(Ar) 기체를 주입하였으며, 아르곤 기체는 핵연료 합금 분말을 통과하여 배기구를 통해 배출하였다. 핵연료 합금 분말의 온도가 반응 온도인 970 ℃에 도달하면 970 ℃의 온도에서 30분 동안 질화 열처리를 수행하였고, 상기 질화 열처리는 질소(N₂) 기체가 아르곤(Ar) 기체에 1/20의 부피비로 혼합된 혼합기체 분위기에서 수행하여 표면이 질화처리된 핵연료 합금 분말을 제조하였다. 이때, 제조된 핵연료 합금 분말의 질화표면층의 두께는 20 μm였다.

<실시예 2> 분산 핵연료의 제조 1

단계 1 : 상기 실시 예 1의 단계 2 에서 제조된 핵연료 합금 분말 20 g을 알루미늄 분말 7 g과 혼합한 후 이를 성형하여 연료심을 제조하였다.

단계 2 : 상기 단계 1에서 제조된 연료심을 스테인리스 강으로 이루어진 피복관으로 둘러싼 후 압연하여 긴 튜브형태의 분산 핵연료를 제조하였다.

<비교예 1> 분산 핵연료의 제조 2

상기 실시예 1의 단계 1에서 제조된 핵연료 합금 분말 20g을 질화처리 하지 않고 알루미늄 분말과 혼합하여 연료심을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여 분산 핵연료를 제조하였다.

<비교예 2> 분산 핵연료의 제조 3

상기 실시예 1의 단계 1에서 제조된 핵연료 합금 분말 20g, 알루미늄 분말 6.65g, 실리콘(Si) 분말 0.35g을 함께 혼합하여 연료 심을 제조한 것을 제외하고는 상기 실시예 2와 동일하게 수행하여 분산 핵연료를 제조하였다.

<실험 예 1> 주사전자현미경 분석

본 발명에 따른 실시예 2 및 비교예 1 내지 2의 단계 1에서 제조된 연료심을 580 ℃의 온도에서 5시간 동안 열처리한 후 핵연료 분말과 기지 물질 경계 면에서의 반응상 생성 양상을 주사전자현미경을 이용하여 관찰하였고, 그 결과를 도 4 내지 도 6에 나타내었다.

도 4 내지 도 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 2의 단계 1에서 제조된 연료심은 질화표면층이 열처리 후에도 존재하고 있음을 알 수 있고, 새로운 반응상이 형성되지 않은 것을 알 수 있다. 그러나, 비교예 1의 단계 1에서 제조된 연료심의 경우 열처리 후 약 400 μm 두께의 반응층이 형성된 것을 알 수 있고, 비교예 2의 단계 1에서 제조된 연료심의 경우 열처리 후 약 40 μm 두께의 반응층이 형성된 것을 알 수 있다. 이를 통하여, 본 발명에 따른 표면이 질화처리된 핵연료용 합금 분말을 이용하여 분산 핵연료를 제조함으로써 핵연료 합금 분말과 기지 물질 사이에 반응층 형성이 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있었고, 반응층 형성이 억제됨에 따라 핵연료의 온도와 팽윤을 효과적으로 낮출 수 있어 본 발명에 따른 분산 핵연료의 건전성 및 안전성을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

Claims (10)

1. 우라늄, 토륨, 플루토늄, 아메리슘, 넵티늄 및 퀴륨으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 합금원소를 포함하는 핵연료용 합금 분말과 질소가 반응하여 형성된 질화표면층을 포함하고, 분산핵연료의 기지상에 분산되는 핵연료용 합금 분말.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 핵연료용 합금 분말은 몰리브덴, 지르코늄, 티타늄, 실리콘, 철, 크롬, 바나듐, 니오븀, 루테늄, 팔라듐, 텅스텐 및 탄탈륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 합금원소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 질화표면층을 포함하고, 분산핵연료의 기지상에 분산되는 핵연료용 합금 분말.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 질화표면층의 두께는 0.1 내지 300 μm인 것을 특징으로 하는 질화표면층을 포함하고, 분산핵연료의 기지상에 분산되는 핵연료용 합금 분말.
   
5. 핵연료용 합금 분말을 제조한 후 제조된 핵연료용 합금 분말을 질소분위기에서 열처리하는 것을 특징으로 하는 표면이 질화처리되고, 분산핵연료의 기지상에 분산되는 핵연료용 합금 분말의 제조방법.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 핵연료용 합금 분말은 원심분무법 또는 분쇄에 의하여 제조되는 것을 특징으로 하는 표면이 질화처리되고, 분산핵연료의 기지상에 분산되는 핵연료용 합금 분말의 제조방법.
   
7. 제5항에 있어서, 상기 질소분위기는 질소 외에 헬륨(He), 네온(Ne), 알곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe) 및 수소 기체로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 기체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표면이 질화처리되고, 분산핵연료의 기지상에 분산되는 핵연료용 합금 분말의 제조방법.
   
8. 제5항에 있어서, 상기 열처리는 300 내지 1500 ℃의 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 표면이 질화처리되고, 분산핵연료의 기지상에 분산되는 핵연료용 합금 분말의 제조방법.
   
9. 알루미늄 기지에 표면이 질화처리된 제1항의 핵연료 합금 분말이 분산된 연료심; 및
   상기 연료심을 환형 또는 판형으로 둘러싸고 있는 피복재를 포함하는 분산 핵연료.
   
10. 알루미늄 분말과 표면이 질화처리된 제1항의 핵연료 합금 분말을 혼합한 후 성형 혹은 압출하여 연료심을 제조하는 단계(단계 1); 및
    상기 단계 1에서 제조된 연료심 외주면을 피복재로 둘러싼 후 동심압출 또는 압연하여 분산 핵연료를 제조하는 단계(단계 2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 분산 핵연료의 제조방법.

Images