첨가제 종류에 따른 세슘폐필터의 열적 안정성 분석
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2016
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학술저널
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80-80(1쪽)
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알루미노실리케이트 기반 세라믹필터를 사용하여 사용후핵연료 고온열처리 공정 및 방사성폐기물의 유리화
공정 중에 발생되는 기체상 세슘을 제거할 경우, 세슘이 포집된 세슘폐필터가 발생된다. 세슘폐필터를 열적으로 안정한 세라믹 고화체로 제조하기 위해서는 첨가제 종류에 따른 세슘폐필터의 열적 특성분석이 선행되어야 한다. 본 연구는 세슘폐필터 미분말에 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, SnO<sub>2</sub>, CaO, MgO, TiO<sub>2</sub>, Na<sub>2</sub>O, B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, TeO<sub>2</sub>를 5~30 wt%로 변화시켜 첨가시킨 후, 각각의 시료를 잘 혼합하였다. 그런 다음 혼합한 시료를 1,200℃에서 3시간 동안 열처리하여 생성된 고형물의 밀도, 세슘휘발율, 상변화를 수침법, 질량변화 및 XRD 분석을 통해 각각 측정하였다.
첨가제 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, SnO<sub>2</sub>, TiO<sub>2</sub>의 경우, 5~30 wt%의 첨가량에서 고형물의 밀도는 약 1.4~1.7 g/cm<sup>3</sup>, 휘발율은 3~9%이었다. 첨가제 CaO와 MgO의 경우, 고형물의 밀도는 약 1.0~1.5 g/cm<sup>3</sup>, 휘발율은 9~75%이었다. 그리고 B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, TeO2의 경우, 고형물의 밀도는 약 1.3~2.5 g/cm<sup>3</sup>, 휘발율은 9~94%로 나타났다. 세슘휘발율이 크게 증가된 이유는 B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>, TeO<sub>2</sub>가 유리질로서 pollucite(CsAlSiO<sub>6</sub>) 상을 비결정질로 변화시켰기 때문인 것으로 사료된다. 한편, Na<sub>2</sub>O의 경우 5~10 wt%의 첨가량에서 고형물의 밀도는 약 2.3 g/cm<sup>3</sup>로 증가되었고 휘발율은 1.2~2.0%로 낮은 휘발율을 나타내었다.
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