• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.8 no.1
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• pp.77-84
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• 2010

Reduction of oxides has been investigated for the volume reduction and recycling of the spent oxide fuel from commercial nuclear power plants. Various oxide reduction methods were proposed and KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute) is currently developing an electrochemical reduction process using a LiCl-$Li_2O$ molten salt as a reaction medium. The electrochemical reduction process, the front end of the pyroprocessing, can connect the PWR (Pressurized Water Reactor) oxide fuel cycle to a metal fuel cycle of the sodium cooled fast reactor. This paper summarizes KAERI efforts on the development, improvement, and scale-up of the oxide reduction process.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.11 no.7
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• pp.585-589
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• 2001

Many experimental results have revealed that the development of cavitaition during tensile deformation is limited by the Presence of liquid phases. However, the presence of liquid phases does not always lead to high-strain-rate superplasticity, because too much liquid causes intergranular decohesion at grain boundaries/interfaces in metal-matrix composites. Thus, it is important to examine the nature of interfaces of superplastic composites in order to understand the origin of superplastic flow related to liquid grain boundaries during high-strain-rate superplastic deformation. This study shows that a large elongation is obtained at the temperature, that is close to the onset temperature for partial melting in the superplastic composites, but the elongation significantly decreases at slightly higher temperatures, which are close to the end temperature fur partial melting. This indicates that there is an optimum amount of the liquid phase for obtaining high-strain-rate superplasticity in these materials.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2009.06a
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• pp.296-296
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• 2009

산화물 사용후핵연료를 대상으로 하는 파이로 공정은 고온 용융염 매질에서 산화물을 금속으로 전환시키는 전해환원 공정으로부터 시작된다. 이후, 전해정련 공정이 도입되어 전해환원 공정에서 금속으로 환원된 생성물을 처리하게 된다. 전기화학적 공정인 이 두 공정에는 전류전달 매질인 전해질로 용융염이 사용된다. 그러나 전해환원 공정은 LiCl 염을 기반으로 하는 반면 전해정련은 LiCl-KCl 공융염 조건에서 운전하여 두 공정의 연계성 향상 및 공정 안정성 확보를 위해서는 전해환원 공정에서 생성되는 금속전환체에 존재하는 잔류염을 제거하는 공정의 도입이 두 공정사이에 고려되고 있다. 전해환원 공정에서 산화물이 금속으로 환원되는 동안 고체입자의 외형이 유지되며 따라서 제거된 산소에 의해 금속전환체에는 공극이 발생하게 된다. 또한, 전해환원에 도입되는 산화물의 물리적 형태가 분말 또는 펠렛 등 다양한 형태로 도입 가능하여 단위 입자들 사이에 많은 공극이 발생하게 된다. 이렇게 기존재하거나 또는 공정 운전에 의해 새롭게 생성된 공극에는 전해환원 매질인 LiCl 염이 침투하여 금속전환체는 염에 의해 젖게 되며 공정 종료시 고화되어 금속전환체에 포함된다. LiCl을 제거하기 위해서는 가열에 의한 증류가 연구되고 있다. 그러나 LiCl의 낮은 증기압에 의해 비교적 낮은 온도에서 증발시키기 위해서는 감압조건이 필수적으로 고려되어야 한다. 한국원자력연구원에서는 다공성 모의 금속전환체를 사용하여 LiCl에 의한 Wetting 후 적절한 증발 조건 결정을 목적으로 온도 및 압력 조건 설정을 위한 기초실험에 결과를 수행하였다. 본 연구의 기초 실험 결과 $700^{\circ}C$온도 조건과 감압조건이 잔류염 제거를 위한 공정조건임을 밝혔다. 또한 모의 금속전환체를 담고 있는 미세 다공성 Basket은 고온조건에서 공극의 변형에 의해 증발에 대한 저항으로 작용하여 증발 효율을 저하시키는 것으로 나타났다. 따라서 잔류염 제거를 위해서는 전해환원 Basket이 비교적 큰 공극을 지녀야 할 것으로 판단된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.3
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• pp.372-378
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• 1995

분류층 석탄가스 반응온도에서 slag의 배출 조건을 원활하게 유지하기 위하여 CaCO3를 flux로 사용한 용융특성을 파악하였다. 첨가에 의한 용융온도는 flux 주입량에 따라 감소하다가 증가하였다. 최저 용융온도의 범위는 ash중 CaO 농도기준 30-40%의 범위에서 나타났으며, Base/Acid ratio에 따라 최소 용융온도는 ash중 무기물간의 eutetic effect가 작용함을 알 수 있었다. 고온에서의 slag 조성은 ash의 조성과 비교시 알카리 산화물의 휘발화와 SO2의 감소를 보여주고 있으며, salg중 환원성 가스가 증가함에 따라 금속 산화물의 환원에 의해 SiO2 조성은 증가하였다. CaCO3를 혼합한 시료를 질소분위기하에서 조제하여 점도를 측정한 결과, low silica ash의 경우 낮은 점도치를 보여주나, 250 poise 이하의 범위에서 고화되는 현상이 발생하였다. high silica ash에서는 CaCO3 투입에 의해 slag 점도는 감소하였는데, slag 분석 결과 CaO가 산소 제공물질(oxide doner)로 작용하여 silicate의 응집현상을 억제하는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.6
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• pp.627-632
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• 2007

A fundamental study on the melt decontamination of metal wastes generated by dismantling the nuclear facility, the melting of metal wastes such as stainless steel and carbon steel have been carried out to investigate the distribution phenomena of the radioisotopes such as $^{60}Co$ and $^{137}Cs$ into the ingot, slag and dust phases by using the various slag types, slag concentration and basicity in an arc furnace. The $^{60}Co$ remained homogeneously in the ingot phase above 90 % and it was barely present in the slag below 10 %. The effect of the slag composition on the distribution for Co-60 was not considerable, but a basic slag former with high fluidity showed effective. $^{137}Cs$ was completely eliminated from the melt of the stainless steel as well as the carbon steel and distributed to the slag and the dust phase.

• Fire Science and Engineering
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• v.25 no.6
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• pp.83-88
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• 2011

This study presented the structure and characteristics of vinyl cords used for wiring electric equipment and appliances and analyzed the photographs of damaged flat-type vinyl cords (VFF, $1.25mm^2$) and the metallic cross-sectional structure of melted conductors. Normal VFFs were made by twisting several strands together and the surface of the conductor was red brown. In addition, from the analysis of the metallic structure of the conductor, it was found that its grains had been elongated. The surface of a VFF damaged by normal flame showed no sheen with carbonized insulation material fused on the conductor surface. In addition, from the analysis of the cross-sectional structure of the melted area, it was found that voids of a certain shape were formed on it but that the cord's own elongation structure could not be checked. The cross-sectional analysis of the melted conductor damaged by the external flame applied to a VFF to which electric current was being applied showed no elongation structure for each cord, and revealed that irregular voids and a columnar structure had grown. The surface of the VFF damaged by overcurrent was uniformly carbonized and the cross-sectional structure analysis of the melted conductor revealed that the dendritic structure had grown. The analysis of the characteristics of the VFF melted by short-circuit showed that even though some part of the surface was contaminated, it showed little sheen and that the area rebounded by melting was round in shape. In addition, the cross-sectional structure analysis using a metallurgical microscope showed the boundary surface and columnar structure and revealed an amorphous structure like normal copper at areas other than the melted conductor.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2006.11a
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• pp.307-308
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• 2006

• Ceramist
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• v.18 no.3
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• pp.48-57
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• 2015

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2005.11a
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• pp.56-57
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• 2005

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1992.05a
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• pp.80-81
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• 1992