2P-697 SFR금속연료심 제조시 Mold내면 피복용 코팅물질의 물성분석 및 코팅장치 개발

KAERI에서는 액체금속을 냉각재로 사용하는 Sodium-cooled Fast Reactor(SFR)에 대한 기술개발이 사용후핵연료의 재사용과 연계되어 활발한 연구가 진행되고 있다. SFR 핵연료로 금속연료인 U-Zr합금이 주관심의 대상이나, 사용후핵연료의 재활용 관점에서 U-Zr-TRU-RE합금도 사용이 검토되고 있다. 금속연료 제조는 상기 구성성분의 금속들을 고온진공분위기에서 용융한 후, 중력주조나 사출주조 공정을 이용해서 적당한 직경과 길이를 갖도록 연료심을 제조하여 활용한다. 적절한 규격의 연료심을 제조하기 위해서는, 용융물질을 규격화하기 위한 주형(mold)이 필요하며, 고온에서 활용이 가능한 quartz튜브가 사용되는데, 튜브내면에 고온에서 용융물과 반응성이 거의 없는 이트리아(혹은 지르코니아) 슬러리를 내면에 코팅해서 사용한다. 본 연구에서는 코팅용액의 점도, 용액에 혼합된 입자의 모양과 입자크기 및 용액상에서 분산안정성 등을 적절한 분석기기를 이용해서 측정하였으며, 슬러리용액 코팅방법을 개선하기 위해, 공압을 사용하거나, 자동회전기능 및 건조방법 등이 포함된 새로운 코팅장치에 대한 기본개념을 제시하고, 제작 가능성을 파악하였다.