${U_3}{Si_2}$ 원심분무용 도가니 및 Nozzle 재료에 관한 연구

핵비확산 목적으로 원심분무방법으로 저농축 우라늄 고밀도의 U$_3$Si$_2$구형분말 분산핵연료를 개발하는 일환으로 융점이 높은 U$_3$Si$_2$원심분무용 도가니와 nozzle에 적합한 재료를 선정하고자 zirconia계 물질과 yttria물질에 대한 양립성을 시험하였다. ZrO$_2$계 세라믹은 U$_3$Si$_2$와 우수한 양립성을 나타냈는데 부분 안정화시킨 Zirconia가 Crack 발생이 없어 완전 안정화시킨 것보다 내열충격이 더 양호한 것으로 보인다. Zirconia 도가니는 흑연과 반응하여 표면에 carbide를 형성하여 박리 되는 현상이 발생되었는데 부분 안정화 zirconia가 약간 더 많이 형성됨을 나타냈다. Yttria는 180$0^{\circ}C$이상에서 흑연과 반응하여 액상으로 형성되고 U$_3$Si$_2$와도 반응하여 사용에 부적합한 것으로 판명되었다. 내열충격이 비교적 우수한 부분 안정화 zirconia로 tundish를 제조하여 U$_3$Si$_2$를 원심분무한 결과 nozzle확장되지 않아서 입도분포가 협소한 분말을 얻는데 성공하였다.