원자로 핵연료 종류 (TRISO 연료, QUADRISO 연료, RBMK 연료)

삼중 구조 등가 연료는 미세 입자 형태의 연료입니다. 이 연료의 코어는 USX를 가지며 3개의 균일한 재료가 코팅됩니다. 외부에서 고밀도 열분해 흑연과 탄화규소(SiC)로 만들어진 세라믹층에 다공성 완전탄소층이 형성되었고, 층 외부에서는 고밀도 열분해 흑연이 고온에서도 핵분열 생성물을 유지하고 TRIOS 연료의 구조적 안정성이 높습니다. TRIOS 연료 입자는 섭씨 1,600도 이상의 온도에서 열차에 의해 야기된 열팽창 또는 핵분열 가스의 압력조차 깨지 않도록 설계되었으며 원자로가 설계된 최악의 사고에서도 연료를 유지하도록 설계되었습니다. 이 TRIOS 연료 입자를 사용하는 원자로는 핵연료의 형태에 따라 두 가지 유형으로 분류됩니다. 하나는 TRIOS 연료 입자를 지름 60mm의 자갈 모양으로 흑연으로 성형하고 반응기에 수천 개의 연료 자갈과 흑연 자갈을 혼합하여 사용하는 자갈 바닥 유형입니다.

다른 하나는 중공 실린더형 콤팩트로 만들어진 각 칼럼 블록 유형이며, 흑연 재료의 육각 기둥 블록 구조의 핵연료 채널에 넣고 원자로에 같은 것을 적재합니다. TRIOS 입자 연료는 고온 가스 냉각재를 개발하면서 독일에서 개발되었습니다. TRIOS 연료를 사용하는 최초의 원자로는 AVR이며 THTR-300 원자력 발전소는 이 연료를 사용하는 최초의 원자력 발전소입니다. 현재 중국의 HTR-10과 일본의 HTTP 과 같은 연구용 원자로에서 TRIOS 연료 성형이 사용되고 있으며, 4세대 원자로 중 하나인 초고온 원자로도 TRIOS 연료를 사용하고 있습니다. QUADRISO 연료 입자는 TRIOS 연료의 연료 층 상에 가연성 독성(유로 산화물 또는 엘르 산화물 또는 탄화물) 층으로 이루어져 연료의 반응을 쉽게 제어할 수 있습니다.

핵심에 2개의 TRIOS 연료와 2개의 QUADRISO 연료가 필요하면 중성자는 가연성 독에 의해 차단되어 QUADRISO 연료로 내려갈 수 없습니다. 그 후 독이 고갈된 후에만 QUADRISO 연료가 연소하기 시작합니다. 이 메커니즘은 정상적인 TRIOS 연료의 원자로 제어의 신뢰성을 높이기 위한 것입니다.

 

Quadrizo 연료의 발상은 미국 아르곤 국립 연구소가 만든 것입니다. RBMK 연료는 소련이 설계하고 건설한 RBMK에서 사용되는 연료입니다. 연료는 약 3 미터 길이이며 각 연료 채널, 압력 튜브에 2개가 있는 저농축 우라늄 산화물을 사용합니다. RBMK 연료는 러시아 VEER 원자로에서 사용한 후 재처리된 우라늄으로 제조될 수 있습니다. 체르노빌 사고 이후 중성자 흡수율을 높이기 위해 농도를 2%에서 2.4%로 증가시켰습니다.