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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

김영민 (충남대학교, 忠南大學校 大學院)

지도교수
이종현
발행연도
2018
저작권
충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수3

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

다중전극 우라늄 전해정련장치의 최적 설계를 위한 Tertiary 전기화학모델 구축 및 성능 검증
김영민 신소재공학과 2018.01 학위논문

2017

고효율 우라늄 전해정련장치 모델링 및 전극 구성에 대한 검증
김영민 ,  김대영 ,  유병욱 외 5명 방사성폐기물학회지 2017.01 학술저널

초록· 키워드

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In order to construct a model of high-throughput uranium electrorefining system considering the thickness of diffusion layer and geometrical sensitivity as a whole, Finite Element Analysis (FEA) using COMSOL Multiphysics V5.3 tertiary curent distribution module was performed. Generated model was validated with lab-scale (1kg U/day) multi-electrode uranium electrorefiner devised by Korea Atomic Energy Research Institute(KAERI). Temperature for process was 500℃. LiCl-KCl eutectic salt + 3.5wt% UCl3 was used for molten salt. Current density-cathode potential curve and current density-cell potential curve derived from experiments and calculation were compared with various conditions. The error of current density-cathode potential curve between the experiment and numerical analysis is the smallest as 4.53% when the thickness of the diffusion layer applied for calculation is 0.04 mm. The longer distance between anode and cathode, the more negative cathode potential and the higher cell potential. Cathode potential according to the electrode array becomes negative as the arrangement becomes larger. On the other hand, the cell potential increases as the anode area ratio to the cathode decreases.
This approach will be useful for building a various database for safe design of high-throughput spent nuclear fuel electrorefining apparatus.

목차

1. 서론
2. 이론적 배경
2. 1. 핵연료주기 및 사용후핵연료
2. 2. 사용후핵연료 재활용 공정
2. 3. 용융염 전해정련
2. 3. 1. 물질이동 지배방정식
2. 3. 2. 전하전달 지배방정식
2. 3. 2. 1. 산화·환원 반응
2. 3. 2. 2. 화학 평형
2. 3. 2. 3. 네른스트(Nernst) 식
2. 3. 2. 4. 전하전달속도
2. 3. 2. 5. 정전류법(Chronopotentiometry, CP)
2. 3. 2. 6. 패러데이 법칙
2. 3. 3. 전류분포
2. 3. 3. 1. 일차, 이차전류분포
2. 3. 3. 2. 삼차전류분포
3. 다중배열전극 전해정련장치 모델링
3. 1. 실험실 규모 전해정련장치 형상
3. 2. 해석용 2차원 형상 및 격자 생성
3. 3. 우라늄 물성 및 경계조건
4. 전산해석 결과 및 고찰
4. 1. 확산층 두께에 따른 결과
4. 2. 전극 간 거리 변화에 따른 결과
4. 2. 1. 전류밀도-음극전위 곡선
4. 2. 2. 전류밀도-셀 전위 곡선
4. 3. 전극 배열 변화에 따른 결과
4. 3. 1. 전류밀도-음극전위 곡선
4. 3. 2. 전류밀도-셀전위 곡선
4. 4. ACA 배열일 때, 전극 간 거리 변화에 따른 결과
4. 4. 1. 전류밀도-음극전위 곡선
4. 4. 2. 전류밀도-셀전위 곡선
5. 결론

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