금속연료와 세라믹 연료 (TRIGA연료, 악티니드 연료, 질화물 연료, 탄화물 연료)

금속 연료는 산화물 연료보다 더 높은 열효율을 가지지만 같은 고온에서 잘 유지할 수 없다는 단점이 있습니다. 아래에 금속 연료의 종류를 설명합니다. TRIGS 연료는 TRIGS(Training, Research, Isotope, General Reactor) 원자로에서 사용되는 핵연료입니다. TRIGS 원자로는 음의 귀환 효과 때문에 코어 온도가 상승하면 반응성을 감소시켜 코어 용해를 방지하는 우라늄 - 지르코늄 하이드레이트 (U ZrH)를 사용합니다. TRIGS 원자로는 많은 중성자를 방출하도록 설계되었으며 실험에 사용될 수 있습니다. TRIGS 연료는 원래 고농축 우라늄을 사용하도록 설계되었지만 1978년 미국 에너지부는 연구용 원자로의 농도를 낮추고 저농축 우라늄으로 만들었습니다. 고속 중성자에서는 우라늄과 플루토늄에 의해 토로 되는 중성자를 사용하여 많은 악티늄 원소를 연료로 사용할 수 있습니다.

이를 사용하는 연료로서 금속 악티나이드 연료는 지르코늄 튜브에서 우라늄, 플루토늄 및 일부 악티나이드 원소를 포함합니다. 금속이 자체 안전하고 열적으로 팽창하면 중성자의 방출이 증가합니다.

 

세라믹 연료는 산화물 연료보다 열효율과 융점이 높지만, 산화물 연료보다 방사능에 의해 팽창되는 경향이 있으며 이 연료에 관한 연구는 또한 불리합니다. 원자로에서 연료로 선택되는 질화물 연료는 NASA에서 개발한 연료이며 이 연료의 장점 중 하나는 일반 UO2보다 열 효율적입니다. 또한, 질화물 연료는 매우 높은 용융점을 가지고 있다. 액체 금속 성장 반응기의 핀형 연료로 사용되는 60년대와 70년대의 탄화물 연료에 관한 많은 연구가 이루어졌지만, 탄화물 연료는 핀형 연료가 아닌 플레이트형 연료, 마이크로 연료 펠릿으로 주목받고 있습니다. 탄화우라늄은 높은 열효율을 갖는 융점으로 주목받고 있습니다. 또한, 연료 내에 산소가 없고(무방 사선의 경우 세라믹의 구조적·화학적 유리성이 있다고 할 수 있다), 코팅 세라믹에 적합한 연료(무방 사선의 경우 O2 등 가스가 연료에서 방출된다.), 탄산가스 연료는 현재 가스냉각고속도로의 연료 후보로 주목받고 있습니다.