KR102338164B1 - 마이크로캡슐화된 핵 연료의 인성 증진 - Google Patents

마이크로캡슐화된 핵 연료의 인성 증진 Download PDF

Info

Publication number
KR102338164B1
KR102338164B1 KR1020187030786A KR20187030786A KR102338164B1 KR 102338164 B1 KR102338164 B1 KR 102338164B1 KR 1020187030786 A KR1020187030786 A KR 1020187030786A KR 20187030786 A KR20187030786 A KR 20187030786A KR 102338164 B1 KR102338164 B1 KR 102338164B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
delete delete
fuel
pressure vessel
silicon carbide
Prior art date
Application number
KR1020187030786A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180121789A (ko
Inventor
프란체스코 베네리
Original Assignee
울트라 세이프 뉴클리어 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울트라 세이프 뉴클리어 코포레이션 filed Critical 울트라 세이프 뉴클리어 코포레이션
Publication of KR20180121789A publication Critical patent/KR20180121789A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102338164B1 publication Critical patent/KR102338164B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02—Fuel elements
    • G21C3/04—Constructional details
    • G21C3/16—Details of the construction within the casing
    • G21C3/20—Details of the construction within the casing with coating on fuel or on inside of casing; with non-active interlayer between casing and active material with multiple casings or multiple active layers
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C21/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of reactors or parts thereof
    • G21C21/02—Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/02—Fuel elements
    • G21C3/04—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/42—Selection of substances for use as reactor fuel
    • G21C3/58—Solid reactor fuel Pellets made of fissile material
    • G21C3/62—Ceramic fuel
    • G21C3/626—Coated fuel particles
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
    • G21C3/42—Selection of substances for use as reactor fuel
    • G21C3/58—Solid reactor fuel Pellets made of fissile material
    • G21C3/62—Ceramic fuel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Abstract

마이크로캡슐화된 연료 입자는, 핵분열 생성물 방출에 대한 다중 장벽을 채용함으로써, 고온 가스 냉각 원자로에서 안전성을 증진시킨다. 마이크로캡슐화된 연료 입자는 또한, 다른 원자로 플랫폼에서 동일하게 할 잠재력을 갖는다. 본 개시내용은, 방사성핵종을 보유함으로써 원자로에서 안전성을 더 증진시키는 마이크로캡슐화된 연료 입자의 능력을 증진시키기 위한 방법을 제공한다. 구체적으로, 연료 커널, 완충 흑연 탄소 층, 내부 열분해 탄소 층, 다층 압력 용기, 및 외부 열분해 탄소 층을 포함하는 핵 연료 입자가 개시된다. 다층 압력 용기는 탄화규소와 열분해 탄소의 교번하는 층을 포함한다.

Description

마이크로캡슐화된 핵 연료의 인성 증진
본 출원은 2016년 3월 29일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/314,702호에 대한 이익 향유를 주장하며, 상기 출원의 전체 내용은 인용에 의해 본원에 포함된다.
본 개시내용은 핵분열 핵 연료에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 개시내용은 그의 세라믹 코팅 층의 인성이 증진된 마이크로캡슐화된 연료 형태를 생성하는 방법 및 제조된 마이크로캡슐화된 연료 형태를 설명한다.
다음의 배경기술에 대한 논의에서, 특정 구조 및/또는 방법이 참조된다. 그러나, 다음의 참조는 이러한 구조 및/또는 방법이 종래 기술을 구성한다는 것을 인정하는 것으로 이해되어서는 안된다. 출원인은 그러한 구조 및/또는 방법이 종래 기술로서 자격을 갖지 않음을 증명할 권리를 명시적으로 보유한다.
연구 및 핵 발전 원자로 둘 모두를 위한 많은 알려진 유형의 핵 연료가 존재한다. 연료는, 예로서 세라믹 탄화물, 산화물, 질화물 또는 규화물을 형성하는, 우라늄, 플루토늄 또는 토륨의 핵분열 가능(핵분열성) 동위원소 및 핵분열-생성(핵원료) 동위원소 둘 모두를 포함하여 많은 유형일 수 있다. 원자력 발전을 위한 경수로(LWR)의 현재 세대의 거의 완전한 우위로, 이산화우라늄(UO2) 펠릿은 사실상 표준 핵 연료가 되었다. UO2 펠릿은 가압형 경수로(PWR) 및 비등수형 경수로(BWR) 구성에서 사용되고, 세라믹 처리 경로를 통해 대량 생산되며: 일단 적합한 순도의 분말 및 핵분열성 동위원소 농축이 달성되면, 이는 가압되고, 그 다음, 수소의 존재 하에 소결되고 무중심 연삭에 의해 최종 치수가 된다. 일단 완제품이 자격 검증되면, 이는 지르코늄 합금 튜브 내부에 배치되어 불활성 헬륨 환경에서 용접 밀봉된다. 이 지르코늄 튜브는, 정상적인 원자로 운전 동안, 방사성 독성 핵분열 생성물 가스의 봉쇄를 위한 플레넘(장벽)을 포함한 다수의 기능을 하는 역할을 한다.
다른 유형의 원자로는 고온 가스 냉각 원자로(HTGR)이다. HTGR 원자로는, 프리즘 구성이든 페블층 구성이든, 핵분열 생성물 보존에 대한 일차 장벽으로서 특별히 조작된 연료를 활용한다. 이는, 핵분열-물질-포함 (U, Pu 등) 연료 커널 주변의 탄소, 흑연 및 탄화규소(SiC)의 엔지니어링 층을 통해 달성된다. 이러한 설계에서, SiC 코팅 층은 특히 압력 용기(vessel)가 된다. 그러한 구조는 삼각구조 등방성(TRISO) 연료로서 알려져 있다. 전통적인 TRISO 연료의 예는 도 1에서 층을 개략적으로 보여주는 것에 의해 예시된다. 구체적으로, 도 1의 전통적인 TRISO(10)는 핵분열성 연료 커널(11), 완충 흑연 층(12), 내부 열분해 탄소 층(13), 탄화규소 층(14) 및 외부 열분해 탄소 층(15)을 포함한다. 전통적인 TRISO(10)는 호스트 흑연 매트릭스(도시되지 않음) 내로 가압될 수 있고 소수의 상용 동력용 원자로에 사용될 수 있다.
더 최근에, HTGR의 경우에서와 같이, TRISO 연료가, 흑연 매트릭스 내에 압착되기보다는, 강하고 불투과성인 완전 치밀 SiC 매트릭스 내에 압착되는 연료 형태가 개발되었다. 그러한 연료가 개발되었고, 마이크로캡슐화된 "TRISO" 연료의 SiC 층 및 이들이 내부에 함유된 치밀 세라믹 SiC 매트릭스가, 존재할 수 있는 임의의 외부 클래딩에 부가하여, 핵분열 생성물 방출에 대한 2개의 장벽을 제공하는 더 강건한 연료로서 앞서 설명되었다. 핵분열 생성물 방출에 대한 이차 장벽은 핵 연료의 안전성 측면을 상당히 증진시키고 현대식 LWR의 관련된 안전 시스템을 감소시킬 뿐만 아니라 가스 냉각 원자로의 혜택을 제공한다.
본 개시내용은 TRISO 입자의 SiC 코팅 층에 증진된 인성을 갖는 TRISO 입자를 형성하기 위한 제조 방법을 제공한다. 코팅된 연료 입자 제조는, 전통적인 TRISO 입자를 형성하기 위해 현재 사용되는 유동층 코팅 노(furnace) 및 전구체 가스를 활용한다. 그러나, 단일 SiC 코팅 층이 SiC 및 열분해 탄소(PyC 또는 pyrocarbon)의 교번 층을 포함하는 다층 압력 용기로 대체되도록, 증착 스케줄이 변경된다.
SiC와 PyC의 교번 층을 포함하는 다층 압력 용기는 세라믹 압력 용기의 인성을 증진시킨다. 특히, SiC의 층 사이의 얇은 PyC 층이, 구조에서 발생하는 임의의 균열을 막는 역할을 하는 것을 밝혀냈다. 다층 구조는 단일 SiC 층에 비해 감소된 강도를 나타낼 수 있지만, 이러한 코팅된 연료 구조에서의 실패는 미세균열 전파 가능성에 의해 결정된다. 따라서, 다층은, 단일 SiC 층에 비해, 방사성핵종을 보유하는 연료의 능력을 크게 증진시키는 효과를 갖는다. 부가적으로, 다층 구조는 탄성 변형에 대해 더 높은 내성을 나타낼 것이고, 우선, 임의의 미세균열 형성의 개시를 지연시켜야 한다.
다층 구조를 포함하는 1개의 연료 입자는: 핵분열성 연료 커널, 완충 흑연 탄소 층, 내부 열분해 탄소 층, 다층 압력 용기, 및 외부 열분해 탄소 층을 포함한다.
위에서 설명된 연료 입자를 형성하는 방법은: 핵분열성 연료 커널을 제공하는 단계; 연료 커널 상에 완충 흑연 층을 코팅하는 단계; 완충 흑연 층 상에 열분해 탄소의 내부 층을 코팅하는 단계; 열분해 탄소의 내부 층 상에 다층 압력 용기를 코팅하는 단계; 다층 압력 용기 상에 열분해 탄소의 외부 층을 코팅하는 단계를 포함한다.
특정 실시예에서, 방법은, CVD 노에 핵분열성 연료 커널을 제공하는 단계; 아세틸렌의 분해에 의해 연료 커널 상에 완충 흑연 층을 증착시키는 단계; 아세틸렌과 프로필렌의 혼합물의 분해에 의해 완충 흑연 층 상에 열분해 탄소의 내부 층을 증착시키는 단계; 연속적인 코팅 층 증착 공정 동안 아세틸렌/프로필렌의 혼합물 및 MTS를 교번하여 분해함으로써 열분해 탄소의 내부 층 상에 다층 압력 용기를 증착시키는 단계; 및 아세틸렌과 프로필렌의 혼합물의 분해에 의해 다층 압력 용기 상에 열분해 탄소의 외부 층을 증착시키는 단계를 포함한다. 다양한 코팅 층 모두가 어떠한 중단 없이 일련의 코팅 작업으로 증착될 수 있다. 상이한 코팅의 연속 증착은, 일단 코팅 단계가 완료되면 반응물 가스 간에 전환하고 노 온도를 조절함으로써 달성될 수 있다. 얇은 SiC 및 PyC 층의 증착이 또한, 유사한 전략을 채용함으로써 합리적으로 달성될 수 있다.
위의 연료 입자 또는 위의 방법의 실시예에서, 다층 압력 용기는 열분해 흑연 층이 탄화규소의 2개의 층 사이에 존재하는 적어도 3개의 층을 포함한다.
위의 연료 입자 또는 위의 방법 중 임의의 연료 입자 또는 방법에 따른 실시예에서, 다층 압력 용기는 탄화규소의 2개의 층 중 하나와 열분해 흑연 층 사이에 탄화규소 층 및 열분해 흑연 층의 적어도 하나의 부가적인 쌍을 포함한다. 위의 연료 입자 또는 위의 방법 중 임의의 연료 입자 또는 방법에 따른 실시예에서, 다층 압력 용기는 탄화규소 층 및 열분해 흑연 층의 적어도 2개, 적어도 3개, 적어도 4개 또는 적어도 5개의 쌍을 포함한다. 위에서 언급된 실시예 각각에서, 열분해 흑연 층(들) 및 탄화규소 층(들)은 다층 압력 용기 전반에서 교번한다. 이에 따라, 열분해 흑연 층은 탄화규소의 층들을 분리시킨다.
위의 연료 입자 또는 위의 방법 중 임의의 연료 입자 또는 방법에 따른 실시예에서, 다층 압력 용기는 20 내지 50 ㎛, 25 내지 45 ㎛, 30 내지 40 ㎛, 또는 약 35 ㎛의 두께를 갖는다.
위의 연료 입자 또는 위의 방법 중 임의의 연료 입자 또는 방법에 따른 실시예에서, 완충 탄소 층은 50 내지 300 ㎛, 70 내지 200 ㎛, 80 내지 150 ㎛, 또는 약 100 ㎛의 두께를 갖는다.
위의 연료 입자 또는 위의 방법 중 임의의 연료 입자 또는 방법에 따른 실시예에서, 열분해 흑연의 내부 층 및 외부 층은 각각, 10 내지 100 ㎛, 20 내지 50 ㎛, 30 내지 40 ㎛, 또는 약 40 ㎛의 두께를 갖는다.
위의 연료 입자 또는 위의 방법 중 임의의 연료 입자 또는 방법에 따른 실시예에서, 다층 압력 용기의 탄화규소 층 각각은 200 nm 내지 10 ㎛, 200 nm 내지 5 ㎛, 300 nm 내지 2000 nm, 또는 400 nm 내지 1000 nm의 두께를 갖는다.
위의 연료 입자 또는 위의 방법 중 임의의 연료 입자 또는 방법에 따른 실시예에서, 다층 압력 용기의 열분해 흑연 층 각각은 20 nm 내지 1000 nm, 20 nm 내지 500 nm, 30 nm 내지 200 nm, 또는 40 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는다.
위의 연료 입자 또는 위의 방법 중 임의의 연료 입자 또는 방법에 따른 실시예에서, 다층 압력 용기의 탄화규소 층의 두께는 다층 압력 용기의 열분해 흑연 층의 두께의 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 20, 50, 100, 200 또는 500배이다.
위의 연료 입자 또는 위의 방법 중 임의의 연료 입자 또는 방법에 따른 실시예에서, 연료 커널은 산화물, 탄화물 또는 산화탄화물 형태의 핵분열성 및/또는 핵원료 물질(예를 들어, 우라늄, 플루토늄, 토륨 등)을 포함한다. 특정 실시예에서, 연료 커널은 임의의 적합한 농축 수준의 저농축 우라늄(LEU)을 포함한다.
위의 연료 입자 또는 위의 방법 중 임의의 연료 입자 또는 방법에 따른 실시예에서, 연료 커널은 경수로의 소비된 연료로부터 추출된 초우라늄 원소를 포함한다.
위의 연료 입자 중 임의의 연료 입자에 따른 실시예에서, 연료 커널은 핵 무기부터 추출된 초우라늄 원소를 포함한다.
방법 중 임의의 방법에 따른 실시예에서, 코팅 단계 각각은 유동층 화학 기상 증착(CVD) 노에서 일어난다.
방법 중 임의의 방법에 따른 실시예에서, 코팅 단계 각각은 노의 내부에서 반응물 가스 및 임의의 캐리어 가스를 유동시키는 것을 포함한다. 임의의 캐리어 가스는 Ar, H 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 코팅층의 각각의 미세구조, 밀도 및 두께는, 입자 배치(batch) 크기, 가스 유량 및 혼합물, 노 온도 및 증착 시간을 제어함으로써 제어될 수 있다.
위의 방법에 따른 실시예에서, 반응물 가스는: 아세틸렌(C2H2), 이의 분해는 다공성 완충 탄소 층을 형성할 수 있음; 아세틸렌과 프로필렌(C3H6)의 혼합물, 이의 분해는 내부 열분해 탄소 층을 형성할 수 있음; 및 메틸트리클로로실란(CH3SiCl3) 또는 MTS, 이의 분해는 탄화규소의 등방성 층을 형성할 수 있음;을 포함한다.
이제, 본 발명의 실시예는 첨부된 도면에 관하여 예로써 설명될 것이고, 도면은:
도 1은 전통적인 TRISO 연료 입자를 예시하는 개략도이고;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 입자를 예시하는 개략도이다.
다음의 상세한 설명은 동일한 숫자가 동일한 요소를 나타내는 첨부 도면과 관련하여 읽혀질 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 연료 입자를 예시하는 개략도이다. 도 2에서, 연료 입자(20)는 핵분열성 연료 커널(21), 완충 흑연 층(22), 내부 열분해 탄소 층(23), 다층 압력 용기(24) 및 외부 열분해 탄소 층(25)을 포함한다. 다층 압력 용기(24)는, 도 2의 단면에서 줄무늬로 보이는 교번하는 코팅으로서, 탄화규소 층(241) 및 열분해 흑연 층(242)을 포함한다.
연료 입자(20)는 호스트 흑연 매트릭스 또는 불투과성 탄화규소 매트릭스(도시되지 않음) 내로 가압될 수 있고 동력용 원자로에서 사용될 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에서, 연료 입자(20)는 연료 입자의 중심에 연료 커널(21)을 포함한다. 연료 커널은 산화물, 탄화물 또는 산화탄화물 형태의 핵분열성 및/또는 핵원료 물질(예를 들어, 우라늄, 플루토늄, 토륨 등)을 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 연료 커널(21)은 임의의 적합한 농축 수준의 저농축 우라늄(LEU)을 포함한다.
연료 성분이 폐기물 경감 및/또는 폐기 목적으로 사용되는 경우, 연료 커널(21)은 소비된 연료로부터 추출되거나 다른 방식으로 재처리된 초우라늄(TRU) 및/또는 핵분열 생성물을 양자택일로 또는 부가적으로 포함할 수 있다.
예를 들어, 연료 성분은, 예를 들어, 경수로 또는 해체된 핵 무기로부터 발생된 초우라늄 폐기물의 파괴에 사용될 수 있다. 그 목적을 위해, 연료 성분은 경수로의 소비된 연료 및/또는 핵 무기의 코어로부터 추출된 초우라늄 원소로 형성된 연료 커널(21)을 포함할 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 설명된 방법에 따라 형성된 연료 성분은, 초우라늄 폐기물을 파괴하고, 동시에 초우라늄 폐기물로부터 전력을 발생시키기 위해, 경수로용 연료로서 사용될 수 있다.
탄소 완충 층(22)은 연료 커널(21)을 둘러싸고, 연료 커널(21) 밖으로 확산하는 핵분열 가스의 축적 및 연료 커널(21)이 연료 주기 중에 겪을 수 있는 임의의 기계적 변형을 수용하기 위한 저장소로서의 역할을 한다.
내부 PyC 층(23)은 비교적 치밀한 PyC로 형성될 수 있고, 탄소 완충 층(22)을 밀봉한다.
다층 압력 용기(24)는 연료 커널(21)을 위한 압력 용기 및 일차 핵분열 생성물 장벽으로서의 역할을 하여, 가스성 및 금속성 핵분열 생성물을 내부에 유지한다. 다층 압력 용기(24)는 또한, 연료 입자(20)의 전체 구조적 무결성을 제공한다.
일부 실시예에서, 다층 압력 용기(24)의 SiC는 탄화지르코늄(ZrC) 또는 SiC 및/또는 ZrC의 특성과 유사한 특성을 갖는 임의의 다른 적합한 물질로 대체되거나 보충될 수 있다.
외부 PyC 층(25)은 운전 동안 화학적 공격으로부터 다층 압력 용기(24)를 보호하고 핵분열 생성물에 대한 부가적인 확산 경계부로서 작용한다. 외부 PyC 층(25)은 또한, 주변 세라믹 매트릭스에 결합하기 위한 기재로서 작용할 수 있다.
연료 입자(20)의 구성 및/또는 조성은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않는다. 오히려, 본 개시내용에 부합하는 연료 입자는 연료 입자의 원하는 특성에 따라 하나 이상의 부가적인 층을 포함할 수 있거나 다층 압력 용기 이외의 하나 이상의 층을 생략할 수 있음이 이해되어야 한다.
본 발명의 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 구체적으로 설명되지 않은 부가, 삭제, 수정 및 대체가, 첨부된 청구항에서 정의된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 이해될 것이다.

Claims (37)

  1. 핵 연료 입자로서,
    연료 커널;
    완충 흑연 탄소 층;
    내부 열분해 탄소 층;
    다층 압력 용기(vessel); 및
    외부 열분해 탄소 층을 포함하고,
    상기 다층 압력 용기는 열분해 흑연 층이 탄화규소의 2개의 층 사이에 존재하는 적어도 3개의 층을 포함하고, 다층 압력 용기의 탄화규소 층의 두께는 다층 압력 용기의 열분해 흑연 층의 두께의 적어도 2배인, 핵 연료 입자.
  2. 제1항에 있어서,
    다층 압력 용기는 탄화규소의 2개의 층 중 하나와 열분해 흑연 층 사이에 탄화규소 층 및 열분해 흑연 층의 적어도 2개의 부가적인 쌍을 포함하는, 핵 연료 입자.
  3. 제1항에 있어서,
    다층 압력 용기는 탄화규소의 2개의 층 중 하나와 열분해 흑연 층 사이에 탄화규소 층 및 열분해 흑연 층의 적어도 하나의 부가적인 쌍을 포함하는, 핵 연료 입자.
  4. 제3항에 있어서,
    열분해 흑연 층(들) 및 탄화규소 층(들)은 다층 압력 용기 전반에서 교번함으로써, 열분해 흑연 층은 탄화규소의 층들을 분리시키는, 핵 연료 입자.
  5. 제1항에 있어서,
    다층 압력 용기의 열분해 흑연 층 각각은 20 nm 내지 1000 nm의 두께를 갖는, 핵 연료 입자.
  6. 제1항에 있어서,
    연료 커널은 산화물, 탄화물 또는 산화탄화물 형태의 핵분열성 및/또는 핵원료 물질을 포함하는, 핵 연료 입자.
  7. 제1항에 있어서,
    연료 커널은 저농축 우라늄(LEU)을 포함하는, 핵 연료 입자.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
  22. 삭제
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
KR1020187030786A 2016-03-29 2017-03-29 마이크로캡슐화된 핵 연료의 인성 증진 KR102338164B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662314702P 2016-03-29 2016-03-29
US62/314,702 2016-03-29
PCT/US2017/024794 WO2017172948A1 (en) 2016-03-29 2017-03-29 Enhancing toughness in microencapsulated nuclear fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180121789A KR20180121789A (ko) 2018-11-08
KR102338164B1 true KR102338164B1 (ko) 2021-12-09

Family

ID=59965165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187030786A KR102338164B1 (ko) 2016-03-29 2017-03-29 마이크로캡슐화된 핵 연료의 인성 증진

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10573416B2 (ko)
EP (1) EP3437106B1 (ko)
KR (1) KR102338164B1 (ko)
CN (1) CN109074877B (ko)
CA (1) CA3017974A1 (ko)
PL (1) PL3437106T3 (ko)
WO (1) WO2017172948A1 (ko)
ZA (1) ZA201806361B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3326173B1 (en) 2015-07-25 2020-04-22 Ultra Safe Nuclear Corporation Method for fabrication of fully ceramic microencapsulated nuclear fuel
KR102590954B1 (ko) 2016-03-29 2023-10-17 울트라 세이프 뉴클리어 코포레이션 소결 조제로서 가연성 독물질로 제조된 완전 세라믹 마이크로캡슐화된 연료
WO2017172177A1 (en) 2016-03-29 2017-10-05 Ultra Safe Nuclear Corporation PROCESS FOR RAPID PROCESSING OF SiC AND GRAPHITIC MATRIX TRISO-BEARING PEBBLE FUELS
US11189383B2 (en) 2018-12-02 2021-11-30 Ultra Safe Nuclear Corporation Processing ultra high temperature zirconium carbide microencapsulated nuclear fuel
CN114902374A (zh) 2019-11-08 2022-08-12 艾伯林基督大学 高熔点液体中成分的识别与量化

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120140867A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-07 Francesco Venneri Fully ceramic nuclear fuel and related methods
US20140220230A1 (en) * 2004-03-01 2014-08-07 Pebble Bed Modular Reactor Proprietary Limited Nuclear fuel

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2950238A (en) 1955-09-29 1960-08-23 Kenneth C Nicholson Silicon carbide bodies for use in nuclear reactors
US3361638A (en) * 1967-04-07 1968-01-02 Atomic Energy Commission Usa Pyrolytic graphite and nuclear fuel particles coated therewith
US3649452A (en) * 1968-03-28 1972-03-14 Atomic Energy Commission Nuclear reactor fuel coated particles
CA918317A (en) * 1968-04-25 1973-01-02 Langer Sidney Particulate nuclear fuels
DE1932567C3 (de) 1969-06-27 1975-06-26 Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich Verfahren zur Herstellung von Brenn- und/oder Brutelementen für Kernreaktoren
US3826754A (en) 1971-06-16 1974-07-30 Gen Electric Chemical immobilization of fission products reactive with nuclear reactor components
US4297169A (en) 1976-06-29 1981-10-27 General Electric Company Nuclear fuel assembly and process
US4077838A (en) * 1976-07-28 1978-03-07 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Pyrolytic carbon-coated nuclear fuel
US4597936A (en) 1983-10-12 1986-07-01 Ga Technologies Inc. Lithium-containing neutron target particle
US4683114A (en) 1984-12-05 1987-07-28 Westinghouse Electric Corp. Burnable absorber-containing nuclear fuel pellets and formation of the same
US4707330A (en) 1985-01-08 1987-11-17 Westinghouse Electric Corp. Zirconium metal matrix-silicon carbide composite nuclear reactor components
JPS61232269A (ja) 1985-04-04 1986-10-16 新日本製鐵株式会社 硼素含有炭化珪素粉末の製造法
US4869867A (en) 1987-11-25 1989-09-26 General Electric Company Nuclear fuel
US4963758A (en) 1988-10-17 1990-10-16 General Atomics Method of making compacts containing precise amounts of nuclear fuel
US4978480A (en) 1988-12-29 1990-12-18 General Atomics Method of making nuclear fuel compacts
FR2683373B1 (fr) 1991-10-31 1994-03-04 Pechiney Uranium Elements combustibles nucleaires comportant un piege a produits de fission a base d'oxyde.
US5805657A (en) 1997-07-28 1998-09-08 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Nuclear fuel elements made from nanophase materials
US6162543A (en) 1998-12-11 2000-12-19 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. High purity siliconized silicon carbide having high thermal shock resistance
US20030113447A1 (en) 2001-12-13 2003-06-19 Sherwood Walter J. Process and compositions for making ceramic articles
DE10249355B4 (de) 2002-10-23 2005-08-04 Framatome Anp Gmbh Brennstoffpellet für einen Kernreaktor und Verfahren zu seiner Herstellung
US20060039524A1 (en) 2004-06-07 2006-02-23 Herbert Feinroth Multi-layered ceramic tube for fuel containment barrier and other applications in nuclear and fossil power plants
LU91158B1 (en) 2005-03-25 2006-09-26 Euratom Head end process for the reprocessing of reactor core material
JP2006234405A (ja) * 2005-02-22 2006-09-07 Nuclear Fuel Ind Ltd 被覆燃料粒子とオーバコート粒子とそれらの製造方法
JP2007010472A (ja) 2005-06-30 2007-01-18 Nuclear Fuel Ind Ltd 高温ガス炉燃料用オーバーコート粒子の製造方法及び装置
JP2007086024A (ja) 2005-09-26 2007-04-05 Nuclear Fuel Ind Ltd 球型燃料用一次球の製造方法
JP4689573B2 (ja) * 2005-10-18 2011-05-25 原子燃料工業株式会社 燃料コンパクト
FR2909799A1 (fr) 2006-12-12 2008-06-13 Commissariat Energie Atomique Procede et fabrication d'elements de combustible nucleaire et contenant pour la mise en oeuvre d'un tel procede
CN101821813B (zh) * 2007-10-04 2013-11-27 劳伦斯·利弗莫尔国家安全有限责任公司 用于聚变-裂变发动机的固体空芯燃料
CN102007547B (zh) 2008-04-16 2014-03-19 株式会社东芝 核燃料球芯块的制造方法、燃料组件及其制造方法和铀粉末
US8475747B1 (en) 2008-06-13 2013-07-02 U.S. Department Of Energy Processing fissile material mixtures containing zirconium and/or carbon
WO2010086431A1 (de) 2009-01-30 2010-08-05 Ald Vacuum Technologies Gmbh Brennelement mit spalt- und brutstoff sowie verfahren zu dessen herstellung
US20100290578A1 (en) 2009-05-12 2010-11-18 Radix Power And Energy Corporation Deployable electric energy reactor
US20110317794A1 (en) 2010-06-03 2011-12-29 Francesco Venneri Nuclear fuel assembly and related methods for spent nuclear fuel reprocessing and management
US20130077731A1 (en) 2011-03-28 2013-03-28 Torxx Group Inc. Ceramic encapsulations for nuclear materials and systems and methods of production and use
KR20130102766A (ko) * 2012-03-08 2013-09-23 주식회사에스티엑스종합기술원 다중피복 구조로 형성된 핵연료
US10790065B2 (en) 2012-08-15 2020-09-29 University Of Florida Research Foundation, Inc. High density UO2 and high thermal conductivity UO2 composites by spark plasma sintering (SPS)
US10032528B2 (en) 2013-11-07 2018-07-24 Ultra Safe Nuclear Corporation Fully ceramic micro-encapsulated (FCM) fuel for CANDUs and other reactors
US9793019B1 (en) * 2014-03-26 2017-10-17 Savannah River Nuclear Solutions, Llc Low temperature chemical processing of graphite-clad nuclear fuels
EP3326173B1 (en) 2015-07-25 2020-04-22 Ultra Safe Nuclear Corporation Method for fabrication of fully ceramic microencapsulated nuclear fuel
WO2017172177A1 (en) 2016-03-29 2017-10-05 Ultra Safe Nuclear Corporation PROCESS FOR RAPID PROCESSING OF SiC AND GRAPHITIC MATRIX TRISO-BEARING PEBBLE FUELS
KR102590954B1 (ko) 2016-03-29 2023-10-17 울트라 세이프 뉴클리어 코포레이션 소결 조제로서 가연성 독물질로 제조된 완전 세라믹 마이크로캡슐화된 연료

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140220230A1 (en) * 2004-03-01 2014-08-07 Pebble Bed Modular Reactor Proprietary Limited Nuclear fuel
US20120140867A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-07 Francesco Venneri Fully ceramic nuclear fuel and related methods

Also Published As

Publication number Publication date
CN109074877B (zh) 2023-05-26
CA3017974A1 (en) 2017-10-05
US20170301415A1 (en) 2017-10-19
US10573416B2 (en) 2020-02-25
PL3437106T3 (pl) 2021-07-12
EP3437106B1 (en) 2021-03-17
WO2017172948A1 (en) 2017-10-05
KR20180121789A (ko) 2018-11-08
ZA201806361B (en) 2020-12-23
CN109074877A (zh) 2018-12-21
EP3437106A1 (en) 2019-02-06
EP3437106A4 (en) 2019-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102338164B1 (ko) 마이크로캡슐화된 핵 연료의 인성 증진
Demkowicz et al. Coated particle fuel: Historical perspectives and current progress
US10109378B2 (en) Method for fabrication of fully ceramic microencapsulation nuclear fuel
US9299464B2 (en) Fully ceramic nuclear fuel and related methods
US11557403B2 (en) Process for rapid processing of SiC and graphitic matrix triso-bearing pebble fuels
KR101733832B1 (ko) 핵연료, 핵연료 요소, 핵연료 어셈블리 및 핵연료의 제조 방법
CN101821813A (zh) 用于聚变-裂变发动机的固体空芯燃料
US20140192949A1 (en) Nuclear reactor fuel element having silicon carbide multilayered cladding and thoria-based fissionable fuel
Petti et al. Fuels for advanced nuclear energy systems
JP6699882B2 (ja) 核燃料コンパクト、核燃料コンパクトの製造方法、及び核燃料棒
US11984232B2 (en) Process for rapid processing of SiC and graphitic matrix TRISO-bearing pebble fuels
Beleevskii et al. Prospective micro-encapsulated fuel with silicon carbide protective coat
RU2578680C1 (ru) Микротвэл ядерного реактора
JP2017072480A (ja) 燃料ペレット、核燃料棒、燃料集合体、及び燃料ペレットの製造方法
Meyer Fuel development for gas-cooled fast reactors

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant