방사성폐기물학회지 Volume 17 Number 3 (p.347-353)

|Technical Paper|
Effect of the Composition of a Reduced Fuel on the Concentration Change of UCl3 in the Electrorefiner

금속전환체 조성의 전해정련 전해조 UCl3 농도변화에 대한 영향
키워드 :
Electrolytic reduction,Reduced fuel,Concentration of Li2O,Electrorefining,Concentration of UCl3,전해환원,금속전환체,Li2O 농도,전해정련,UCl3 농도

목차

1. 서론
2. 전해환원-전해정련공정 연계운전 특성
   2.1 전해환원공정에서의 Li2O 거동
   2.2 전해정련공정에서의 UCl3 농도조절
3. 전해정련 전해조의 농도변화
   3.1 UCl3 농도 예측을 위한 공정 기본 설계
   3.2 전해정련 운전에 따른 UCl3 농도변화
   3.3 Li2O 유입에 따른 전해정련 전해조의 UCl3농도 변화
4. 결론
REFERENCES

초록

파이로프로세싱의 전해환원공정에서 생산된 금속전환체의 조성은 전해정련공정 운전의 중요한 운전변수인 용융염 중 UCl3 의 농도변화에 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 금속전환체에 함유된 TRU와 RE 원소의 함량 및 금속전환체에 동반 되어 전해정련 전해조에 유입될 수 있는 Li2O 농도가 전해정련 전해조의 UCl3 농도 변화에 미치는 영향을 검토하였다. 금속 전환체의 TRU 원소와 RE 원소의 농도만을 고려하였을 때 전해정련 운전 batch 수 증가에 따라 UCl3 농도가 감소하였다. 전 해정련 1 campaign(20 batch)를 운전하기 위해서는 UCl3를 3회 이상 추가 보충해야 함을 알 수 있었다. 한편, 금속전환체에 동반되어 전해정련 전해조에 유입되는 Li2O의 유입량 증가에 따라 UCl3 농도 감소의 영향이 크게 나타났으며, 이에 따라 운전 가능 batch 수가 급격히 감소하게 되어 전해정련 운전에 중요한 운전 변수임을 보여주었다. 이러한 결과는 전해정련 운전 중 UCl3 농도 유지를 위해 금속전환체에 포함된 TRU 및 RE 원소뿐만 아니라 금속전환체에 동반되어 유입될 가능성이 있는 Li2O의 영향도 고려하여 전해정련 운전모드를 설정하여야 함을 보여주었다.
The composition of the reduced fuel produced in the electrolytic reduction process of pyroprocessing affects the concentration change of UCl3, an important operating variable of the electrorefining process. In this study, we examined the concentration change of UCl3 in the electrorefiner according to the content of TRU and RE elements in the reduced fuel and the concentration of Li2O introduced in the electrorefiner accompanied with the reduced fuel. Considering only the TRU and RE elements, the concentration of UCl3 decreased with increasing the number of electrorefining operation batch. In order to operate one campaign (20 batches) of electrorefining process, it was found that additional injection of UCl3 should be conducted more than 3 times. On the other hand, the concentration of UCl3 in the electrorefiner changed significantly depending on the concentration of Li2O and, accordingly the number of operable electrorefining batches decreased rapidly, showing that the concentration of Li2O is an important operating variable in electrorefining. Therefore, the results of this study show that to maintain the concentration of UCl3 in the electrorefiner, the operation mode should be set by taking into account the effect of Li2O as well as the TRU and RE elements contained in the reduced fuel.