KR20030078101A - 외·내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의제조방법 - Google Patents

외·내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외ㆍ내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의 제조방법에 관한 것으로, 그 목적은 첨가제를 사용하거나 이중구조 성형방법을 사용하지 않고 소결분위기를 조절하여 소결체의 내부영역의 결정립 크기가 외부영역의 결정립 크기 보다 큰, 이중 결정립 조직을 갖는 UO2소결체 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명은 핵연료 분말을 압축 성형하여 성형체를 제조하고, 이 성형체를 이산화탄소/수소 기체비가 0.15∼0.70 등가(equivalent) 산소 분압 분위기에서 1400∼1750℃로 10분∼15시간 소결하여, 소결체 외부영역의 결정립 크기는 3∼15㎛이고 내부영역의 결정립 크기는 외부영역 보다 1.5∼8배 크도록 제조하는 것을 그 요지로 한다.

Description

외·내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의 제조방법{Method of manufacturing nuclear fuel pellet consisting of duplex grains}
본 발명은 원자로에 사용되는 핵연료 소결체의 제조방법에 관한 것으로, 특히 소결체의 외부영역과 내부영역이 다른 결정립 크기를 갖는 소결체의 제조방법에 관한 것이다.
원자로 연료로 사용되는 UO2소결체의 통상적인 제조공정은 UO2분말을 약 2 ton/㎠압력 이상으로 압축성형 하여 성형체를 제조한 후, 이것을 환원성 기체분위기에서 약 1600∼1800℃ 온도로 2∼8시간 동안 소결하여 제조한다.
상기 공정으로 제조한 UO2소결체는 밀도가 95%이고 결정립 크기는 5∼12㎛ 범위이다. 결정립 크기는 소결온도 및 시간에 따라 변하지만 결정립 크기는 소결체 전체에 걸쳐서 균일한 결정립 조직을 가진다.
원자로에서 사용되는 UO2소결체는 지르칼로이 피복관에 장입되어 밀봉된 형태로 원자로에 사용된다.
우라늄 중에는 핵분열 물질인 U235가 1∼5 중량% 포함되어 있는데, 원자로 안에서 U235가 중성자에 의하여 붕괴하면서 핵분열 에너지를 발생하며, 이 열은 핵연료봉 사이를 흐르는 냉각수에 전달된다.
최근에 핵연료의 경제성을 높이기 위하여 핵연료를 오랫동안 태우는 고연소도 핵연료를 개발하고 있다. 핵연료의 연소도가 높아지면, 핵분열 기체의 발생량이 많아지게 되므로 핵분열 기체 방출량이 증가하게 되어 피복관에 미치는 응력이 증가하게 된다.
또 연소도가 증가하게 되면 소결체가 팽창하게 되어 소결체와 피복관이 서로 접촉하여 기계적 상호작용이 높아져 피복관에 응력이 크게 발생해서 피복관의 파손 가능성이 높아진다.
그러므로 핵연료를 오랫동안 연소시키기 위해서는 핵분열에 의해서 발생하는제논(Xe) 및 크립톤(Kr) 같은 핵분열기체가 소결체 밖으로 가능한 적게 방출되게 하여야 하는 동시에 소결체의 크립 성능을 개선시킴으로써 소결체와 피복관의 기계적 상호작용을 완화 시켜야 한다.
핵분열 기체는 결정립내에서 생성되어 확산을 통하여 결정립계로 이동하고, 결정입계에 기포로 존재하다가 일정량에 도달하면 입계를 통해서 소결체 밖으로 방출된다.
소결체의 결정립이 커지면 핵분열 기체가 결정립계에 도달하는 거리가 길어지므로 핵분열 기체 방출량이 감소한다.
하지만 UO2소결체의 결정립이 커지면 핵분열 기체 방출은 감소하지만, 소결체의 크립 성능이 감소하는 것으로 알려져 있다. 왜냐하면 크립 속도는 결정립 크기의 제곱에 반비례하기 때문이다.
원자로 안에서 소결체의 출력이 급격히 증가하면서 소결체가 팽창하는데, 소결체의 크립 속도가 낮으면 소결체의 변형이 어려워지기 때문에 상대적으로 피복관에 변형이 크게 발생해서 피복관이 파손될 가능성이 높아진다.
이러한 소결체와 피복관의 기계적 상호작용은 소결체의 외부영역과 피복관 내부영역의 접촉으로 발생되므로 소결체의 외부영역은 작은 결정립 크기를 가지는 것이 바람직하다.
이러한 핵분열기체 방출 감소와 소결체와 피복관의 상호작용 완화를 동시에개선시킨다는 점에서, 소결체의 내부영역은 결정립은 크고 외부영역은 결정립이 작은 이중 결정립 조직을 가지는 소결체가 바람직하다.
상기와 같은 이중 결정립 조직을 갖는 소결체 제조 기술로는 한국 특허 0272727에서 UO2분말에 0.3% 및 0.5% Nb2O5함유한 UO2과립을 첨가하여 6㎛ 크기의 결정립 크기를 갖는 영역과 10∼30㎛ 크기를 갖는 영역이 소결체 내·외부 영역에 균일하게 분포되어 있는 소결체 제조방법이 알려져 있다.
일본 특허 공개 소64-29796에는 UO2분말에 Cr2O3를 0.1∼0.3 중량% 첨가하여 1600℃ 이하에서 10∼20시간 소결하여 외부영역은 결정립 크기가 10㎛ 정도이고 내부 영역은 결정립 크기가 약 30㎛인 이중 결정립 조직을 갖는 소결체 제조방법이 공개되었다.
상기 두 방법은 모두 첨가제를 사용하여 이중 결정립 소결체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 소결체에 첨가되는 불순물의 종류 및 첨가범위는 ASTM 소결체 기술시방서 규정되어 있다. ASTM 시방서에서는 Cr은 250ppm, Si은 250ppm, Al은 250ppm, Fe은 500ppm 등으로 제한하고 있다.
한국 특허 0272727호는 첨가제가 소결체 기술시방서에 허용하는 물질이 아니며, 일본 특허 공개 소64-29796는 Cr2O3함량이 소결체 기술시방서에서 허용하는 범위 이상이다.
더욱이 상기 첨가제는 핵분열기체의 확산계수를 높이는 효과를 갖고 있기 때문에, 첨가제 함유 UO2소결체에서는 핵분열기체가 결정립 내에서 순수 UO2소결체 보다 더욱 빠르게 확산하고 따라서 큰 결정립이 갖는 장점인 핵분열 기체방출 감소의 효과를 잃게 된다.
일본 특허 공개 평6-96869에는 비표면적인 큰(10m2/g 이상) 고활성 우라늄 분말을 성형하여 성형체를 만들고, 이 성형체를 큰 다이의 중심부에 넣고 그 주위의 외주부 영역에 비표면적이 작은(1∼2m2/g 이하) 비활성 우라늄 분말을 장전하고 다시 성형하여 이중구조 성형체를 제조하고 이 성형체를 환원성 기체분위기로 1750℃에서 2시간 소결하여 외부영역의 결정립 크기가 3㎛이고 내부영역의 결정립 크기가 30㎛ 이상인 이중결정립 소결체 제조방법이 알려져 있다.
그러나 특성이 다른 두 분말을 성형체 외부영역과 내부영역에 배치시켜 성형하는 이중구조 성형 방법은 성형 공정이 매우 복잡하기 때문에 생산성이 현저히 저하되고 제조비용이 높아지는 단점이 있다.
소결체의 큰 결정립을 얻는 방법으로 3단계 소결 방법이 알려져 있는데, 이 방법은 환원성 분위기로 가열 후 산화성 기체로 소결하고 다시 환원성 기체로 바꿔주는 방법이다.
UO2소결체의 기술 시방서에는 소결체의 산소/우라늄(O/U) 비를 2.00±.01로 규정하고 있다. 이것은 O/U 비가 2.00인 정산화당량(stoichiometric)을 벗어나면 열전도도가 나빠지기 때문이다.
3단계 소결 방법은 산화성 분위기의 산소 분압이 높아 기술 시방서에서 요구하는 핵연료 소결체의 O/U 비를 만족시키지 못하기 때문에 환원과정을 추가하여 핵연료 소결체의 O/U 비를 맞추게 된다. 그러므로 3단계 소결 방법은 기존의 통상적 소결 공정에서 환원과정을 추가해야 하는 단점이 있다.
또, 소결 분위기의 산소 분압이 높은 영역에서 설정되면 기존의 통상적인 소결에 사용되는 소결로를 그대로 사용하지 못한다는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 첨가제를 사용하거나 이중구조 성형방법을 사용하지 않고 소결 분위기의 산소분압을 조절하여 소결체의 내부영역의 결정립 크기가 외부영역의 결정립 크기보다 큰, 이중 결정립 조직을 갖는 UO2소결체 제조방법을 제공하데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 소결 분위기의 산소 분압은 소결 후 별도의 환원과정을 필요로 하는 3단계 소결공정을 사용하지 않으면서 핵연료 소결체 기술 시방서에서 요구하는 O/U 비를 만족시키는 범위로 설정함으로써 통상적인 소결체 제조 공정을 그대로 적용할 수 있는 UO2소결체 제조방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명이 제공하는 방법으로 제조한 원주형 핵연료 소결체의 단면도,
도 2는 본 발명이 제공하는 소결 분위기의 산소 분압 영역도,
도 3(a), (b)는 실시예 1의 방법으로 제조한 소결체의 외부영역(a) 및 내부영역(b)의 결정립 조직을 나타내는 현미경 사진,
도 4(a), (b)는 실시예2의 방법으로 제조한 소결체의 외부영역(a) 및 내부영역(b)의 결정립 조직을 나타내는 현미경 사진,
도 5(a), (b)는 실시예 3의 방법으로 제조한 소결체의 외부영역(a) 및 내부영역(b)의 결정립 조직을 나타내는 현미경 사진,
도 6(a), (b)는 실시예 4의 방법으로 제조한 소결체의 외부영역(a) 및 내부영역(b)의 결정립 조직을 나타내는 현미경 사진,
도 7(a), (b)는 실시예 5의 방법으로 제조한 소결체의 외부영역(a) 및 내부영역(b)의 결정립 조직을 나타내는 현미경 사진이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 핵연료 소결체
(2) : 외부영역
(3) : 내부영역
(4) : O/U 비 2.01의 평형 산소분압
(5) : CO2/H2=0.7의 온도에 따른 산소분압
(6) : CO2/H2= 0.15의 온도에 따른 산소분압
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명에서 제공하는 핵연료 소결체 제조방법은 아래와 같다.
먼저 UO2분말을 1ton/㎠압력으로 예비 성형하여 덩어리(slug)를 만들고, 상기 덩어리를 파쇄하여 과립을 만들고 이 분말에 윤활제를 혼합한 다음, 성형 몰드(mold)에 분말을 넣고 3ton/㎠압력으로 성형하였다.
상기 성형체를 환원성 기체 분위기에서 1400∼1750℃로 가열 후 0.1분∼10시간 유지시킨다.
이때 환원성 기체는 수소기체만을 사용하거나 수소기체에 이산화탄소, 수증기, 불활성 기체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나와 혼합하여 사용한다.
상기에서 환원성 기체는 수소 기체에 혼합시 이산화탄소를 0.05 ∼ 15 부피% 혼합한다.
상기에서 환원성 기체는 수소기체에 수분을 0.05 ∼ 15 부피% 혼합하여 사용한다.
상기에서 환원성 기체는 수소기체에 불활성 기체를 0.1 ∼ 99.9 부피% 혼합하여 사용한다.
그 다음, 이산화탄소/수소 기체비가 0.15 등가(equivalent) 이상 산소 분압과 이산화탄소/수소 기체비가 0.70 등가 이하 산소 분압 분위기에서 1400∼1750℃로 10분∼15시간 유지한 후 별도를 환원과정 없이 냉각하는 소결 방법으로 소결체 외부영역의 결정립 크기는 3∼15㎛이고 내부영역의 결정립 크기는 외부영역 보다 1.5∼8배 큰 이중 결정립 UO2핵연료 소결체 제조한다.
상기와 같이 분압을 한정한 이유는 소결 분위기가 이산화탄소/수소 기체비 0.15 등가 산소 분압 미만에서는 소결체의 내부영역 결정립이 빠르게 성장하지 못하며, 이산화탄소/수소 기체비가 0.15 등가 산소 분압 이상과 기체비 0.70 등가 산소 분압 이하 영역에서는 소결체의 외부영역의 결정립은 느리게 성장하는 반면에 내부영역의 결정립은 빠르게 성장하여 소결체가 이중 결정립 조직을 형성하기 때문이다.
이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명이 제공하는 방법으로 제조한 원주형 핵연료 소결체의 단면도를 도시하고 있는데, 핵연료 소결체(1)를 이루는 외부영역(2)의 결정립 크기는 3∼15㎛로 작은 결정립을 갖고 내부영역(3)은 외부영역 보다 1.5∼8배 큰 결정립을 갖는다. 외부영역의 두께는 외부 표면에서 중심 방향으로 100∼2500㎛ 두께를 갖는다.
도 2는 본 발명에서 제안하는 소결 분위기의 이산화탄소/수소 기체비 0.15의 온도에 따른 산소분압(6)과 기체비 0.7의 온도에 따른 산소 분압(5) 및 UO2소결체의 기술 시방서에서 요구하는 O/U 비 상한값인 2.01의 평형 산소분압(4)을 나타내고 있는데, 도시된 바와 같이 본 발명이 제안한 소결 분위기의 산소 분압 영역[(5)와 (6)사이]은 UO2소결체 O/U 비가 2.01이 되는 평형 산소 분압[(4)] 이하 영역으로 설정되어 있으므로 별도의 환원과정 없이 기술 시방서에서 요구하는 O/U 비를 만족하는 소결체를 제조할 수 있다.
성형체를 환원성 분위기로 가열 또는 유지되는 동안 UO2소결체는 내부영역과 외부영역은 균질한 결정립 조직을 갖는다. 예로, 1400℃, 1500℃, 1600℃, 1700℃로 가열 후 2시간 유지한 UO2소결체의 결정립 크기는 각각 1.5㎛, 2.5㎛, 3.5㎛, 6㎛이며 외부영역과 내부영역이 균일한 결정립 조직을 갖는 것을 확인하였다.
이렇게 외부영역과 내부영역이 균일한 결정립 조직을 갖는 소결체를 1400∼1750℃에서 이산화탄소/수소 기체비가 0.15∼0.70 등가 산소 분압 범위로 산소 분압을 조절하면 소결체의 외부영역은 결정립이 느리게 성장하고 내부영역은 결정립이 빠르게 성장하게 되어 이중 결정립 조직 UO2소결체가 된다.
이러한 이중 결정립 조직 형성 기구(mechanism)로 보아, 통상적인 방법으로 제조한 내부영역과 외부영역이 균일한 결정립을 갖는 소결체를 상기에 설명한 산소 분압으로 1400∼1750℃에서 10분∼15시간 소둔(annealing)하여 이중 결정립 조직UO2소결체를 제조할 수 있다.
본 발명에서 제공하는 이중 결정립 조직 UO2소결체의 외부영역 결정립 크기, 내부영역 결정립 크기 및 외부영역의 두께는 환원분위기에서 가열 온도, 유지시간 그리고 소결 분위기의 산소 분압 그리고 그 산소 분압에서 유지시간을 변화시킴으로써 다양하게 조절할 수 있다.
실시예에서는 대표적인 몇 가지 경우에 대하여 설명한다.
또, 본 발명에서 제공하는 UO2소결체 제조방법은 유사한 핵연료 제조방법에 적용된다.
예를 들어, UO2와 동일한 격자구조를 갖는 이산화플라토늄(PuO2) 함유한 (U,Pu)O2핵연료 소결체 또는 가돌리늄산화물(Gd2O3) 함유한 (U,Gd)O2핵연료 소결체 또는 어비움산화물(Er2O3) 함유한 (U,Er)O2핵연료 소결체도 본 발명에 따라서 제조될 수 있음은 물론이다.
즉, 상기 이산화플라토늄(PuO2) 함유한 (U,Pu)O2핵연료 소결체는 UO2에 PuO2를 30 중량% 이하 함유한 소결체로 구성하여 제조한다.
상기 가돌리늄산화물(Gd2O3) 함유한 (U,Gd)O2핵연료 소결체는 UO2에 Gd2O3를15 중량% 이하 함유한 소결체로 구성하여 제조한다.
상기 어비움산화물(Er2O3) 함유한 (U,Er)O2핵연료 소결체는 UO2에 Er2O3를 8 중량% 이하 함유한 소결체로 구성하여 제조한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에서는 UO2핵연료와 관련하여 특징을 설명한다.
[실시예 1]
ADU-UO2분말을 1ton/㎠압력으로 예비 성형하여 덩어리(slug)를 만들고 상기 덩어리를 파쇄하여 과립을 만들고 윤활제를 혼합한 다음, 성형 몰드(mold)에 분말을 넣고 3ton/㎠압력으로 성형하였다.
이 성형체를 수소 기체 분위기에서 시간당 300℃ 가열 속도로 1600℃ 까지 가열하고 2시간 유지하고 소결 분위기를 이산화탄소/수소 기체비 0.4로 변화시켜 2시간 더 유지하고 냉각하였다.
이러한 방법으로 제조한 소결체의 밀도는 부력법으로 측정하고, 결정립 크기는 직선 교차법으로 측정한다.
실시예 1에서 얻은 UO2소결체의 밀도는 96.8% TD(이론밀도 백분율)이고 O/U 비는 2.002 이었다. 결정립 크기는 외부영역은 6㎛ 이며 내부 영역은 24㎛인 이중 결정립 조직이다.
이 소결체의 외부영역은 소결체 외부 표면에서 반경 방향으로 1600㎛이다.
도 3은 실시예 1 방법으로 제조한 소결체의 외부영역의 결정립 조직(a)과 내부영역의 결정립 조직(b)을 나타낸다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 방법으로 성형체를 제조하였다. 이 성형체를 수소 기체 분위기로 시간당 300℃ 가열 속도로 1700℃ 까지 가열시켜 2시간 유지하고 소결 분위기를 이산화탄소/수소 기체비 0.4로 변화시킨 후 2시간 더 유지하고 냉각하였다.
실시예 2에서 얻은 UO2소결체의 밀도는 97.3% TD 이고 O/U 비는 2.003 이었다. 결정립 크기는 외부영역은 11㎛ 이며 내부 영역은 30㎛인 이중 결정립 조직이다.
이 소결체의 외부영역은 소결체 외부 표면에서 반경 방향으로 1200㎛이다.
도 4는 실시예 2의 방법으로 제조한 소결체의 외부영역의 결정립 조직(a)과 내부영역의 결정립 조직(b)을 나타낸다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 방법으로 성형체를 제조하였다.
이 성형체를 건조 수소기체 분위기로 시간당 300℃ 가열 속도로 1700℃ 까지 가열한 후 소결 분위기를 이산화탄소/수소 기체비 0.25로 변화시킨 후 2시간 유지하고 냉각하였다.
실시예 3에서 얻은 UO2소결체의 밀도는 97.1% TD 이고 O/U 비는 2.002 이었다. 결정립 크기는 외부영역은 13㎛ 이며 내부 영역은 25㎛인 조직이다.
이 소결체의 외부영역은 소결체 외부 표면에서 반경 방향으로 700㎛이다.
도 5는 실시예 3의 방법으로 제조한 소결체의 외부영역의 결정립 조직(a)과 내부영역의 결정립 조직(b)을 나타낸다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로 성형체를 제조하였다.
이 성형체를 건조 수소기체 분위기로 시간당 300℃ 가열 속도로 1700℃ 까지 가열하고, 소결 분위기를 이산화탄소/수소 기체비 0.4로 변화시킨 후 2시간 유지하고 냉각하였다.
실시예 4에서 얻은 UO2소결체의 밀도는 96.8% TD 이고 O/U 비는 2.003 이었다. 결정립 크기는 외부영역은 10㎛ 이며 내부 영역은 28㎛인 조직이다.
이 소결체의 외부영역은 소결체 외부 표면에서 반경 방향으로 800㎛이다. 그림 6는 실시 예 4의 방법으로 제조한 소결체의 외부영역의 결정립 조직(a)과 내부영역의 결정립 조직(b)을 나타낸다.
[실시예 5]
실시예 1과 동일한 방법으로 성형체를 제조하였다.
이 성형체를 수소 기체 분위기로 시간당 300℃ 가열 속도로 1700℃ 까지 가열하고 4시간 유지한 후 냉각하여 UO2소결체를 제조하였다.
이 소결체의 밀도는 97.0%이며, 결정립 크기는 7㎛이며 외부와 내부영역의 결정립은 균일하였다.
이 소결체를 수소 기체 분위기로 시간당 300℃ 가열 속도로 1700℃ 까지 가열하고 이산화탄소/수소 기체비 0.4로 변화시킨 후 2시간 동안 소둔(annealing)하고 냉각하였다.
실시예 5에서 얻은 UO2소결체의 밀도는 96.7% TD 이고 O/U 비는 2.003 이었다. 결정립 크기는 외부영역은 10㎛ 이며 내부영역은 18㎛인 이중 결정립 조직이다.
이 소결체의 외부영역은 소결체 외부 표면에서 반경 방향으로 300㎛이다.
도 7은 실시예 5의 방법으로 제조한 소결체의 외부영역의 결정립 조직(a)과 내부영역의 결정립 조직(b)을 나타낸다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
상기와 같은 본 발명에 따라서 얻은 핵연료 소결체는 외부영역은 작은 결정립을 갖고 내부영역은 큰 결정립을 갖는 이중 결정립 조직이기 때문에, 내부의 큰 결정립은 핵분열 기체 방출을 억제하며 외부의 작은 결정립은 소결체 크립성을 유지함으로써 소결체와 피복관의 기계적 상호작용을 완화한다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에서 사용하는 소결 분위기의 산소 분압은 소결 후 별도의 환원과정 없이 핵연료 소결체의 기술시방서가 요구하는 O/U 비를 만족하는 범위에서 설정되었기 때문에 통상적인 소결 공정을 그대로 적용할 수 있으므로 경제적인 장점이 있다.

Claims (8)

  1. 핵연료 소결체 제조방법에 있어서,
    핵연료 분말을 압축 성형하여 성형체를 제조하고, 이 성형체를 환원성 기체 분위기에서 1400∼1750℃로 가열하고 0.1분∼10시간 유지 한 후, 이산화탄소/수소 기체비가 0.15 이상과 0.70 이하 영역의 등가 산소 분압 분위기에서 1400∼1750℃로 10분∼15시간 소결하여, 소결체 외부영역의 결정립 크기는 3∼15㎛이고 내부영역의 결정립 크기는 외부영역 보다 1.5∼8배 되도록 제조하는 방법을 특징으로 하는 외ㆍ내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의 제조방법.
  2. 핵연료 소결체 제조방법에 있어서,
    외부영역과 내부영역의 결정립 크기가 균일한 통상의 핵연료 소결체를 이산화탄소/수소 기체비가 0.15 이상과 0.70 이하 영역의 등가 산소 분압 분위기에서 1400∼1750℃로 10분∼15시간 소둔(annealing)하여, 소결체 외부영역의 결정립 크기는 3∼15㎛이고 내부영역의 결정립 크기는 외부영역 보다 1.5∼8배 되도록 제조하는 방법을 특징으로 하는 외ㆍ내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 2항의 어느 한항에 있어서,
    상기 핵연료는 UO2만으로 조성한 것을 특징으로 하는 외ㆍ내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의 제조방법.
  4. 제 1항 또는 2항의 어느 한항에 있어서,
    상기 핵연료는 UO2에 PuO2를 1 ~ 30 중량% 함유하여 조성한 것을 특징으로 하는 외ㆍ내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의 제조방법.
  5. 제 1항 또는 2항의 어느 한항에 있어서,
    상기 핵연료는 UO2에 Gd2O3를 1 ~ 15 중량% 함유하여 조성한 것을 특징으로 하는 외ㆍ내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의 제조방법
  6. 제 1항 또는 2항의 어느 한항에 있어서,
    상기 핵연료는 UO2에 Er2O3를 0.5 ~ 8 중량% 함유하여 조성한 것을 특징으로 하는 외ㆍ내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의 제조방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 환원성 기체는 수소 기체인 것을 특징으로 하는 외ㆍ내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의 제조방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 환원성 기체는 수소기체에 이산화탄소, 수증기, 불활성 기체로 이루어진 군으로부터 선택된 하나와 혼합한 것을 특징으로 하는 외.내부 결정립 크기가 다른 핵연료 소결체의 제조방법.
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