KR20110070984A - 원자로용 녹색 연료 펠렛 및 소결된 연료 펠렛, 이에 따른 연료봉 및 연료 집합체 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 원자로 연료봉용 소결된 연료 펠렛(1)은 중심축(A)를 따라 연장된 외측벽(4)과 두 개의 말단면(6)을 포함하며, 상기 말단면(6)의 적어도 하나는 중심축 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로(non-zero)의 제1기울기로 형성되고, 중심축(A) 방향의 외측벽(4)으로부터 연장된 제1모서리(12)를 포함하고, 중심축(A) 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로인 제2기울기를 포함하고, 상기 중심축(A) 방향의 제1모서리(12)로부터 연장된 제2모서리(14)를 포함하고, 상기 제1기울기는 상기 제2기울기와 다른 것을 기술적 특징으로 한다.

Description

원자로용 녹색 연료 펠렛 및 소결된 연료 펠렛, 이에 따른 연료봉 및 연료 집합체{Nuclear reactor green and sintered fuel pellets, corresponding fuel rod and fuel assembly}

본 발명은 경수로 또는 중수로 연료봉용 소결된 연료 펠렛에 관한 것으로, 더 자세히는 원자로 녹색 연료 펠렛 및 소결된 연료 펠렛, 이를 이용한 연료봉 및 연료 집합체에 관한 것이다. 상기 연료봉은 중심축을 따라 연장된 외측벽과 두 개의 말단면으로 구성되고, 상기 적어도 하나의 말단면은 중심축과 수직인면에 대하여 논제로(non-zero)의 제1기울기로 형성되고, 상기 중심축 방향의 외측벽으로부터 연장된 제1모서리를 포함한다.

가압수형 원자로(PWR-pressurized water reactor)와, 러시아형 가압수형경수로(VVER-Vodaa Vodiannee Energititscherski Reactor, in English Water Water Energy Reactor), 또는 비등수 원자로(BWR-boiling water reactor) 또는 기밀구조의 중수로(PHWR-pressurized heavy water reactor) 등 각 핵연료봉은 피복관에 의해 둘러쌓인 소결된 연료 펠렛의 관을 포함한다. 연료 펠렛은 주로 동위원소 235의 어떤 물질이 함유된 우라늄 산화물 그리고/또는 Gd₂O₃와 같은 첨가 가능한 가연성 독물을 포함하는 플루토늄 산화물에 의해 만들어지는 녹색 연료 펠렛의 소결에 의해 획득된다.

상기에서 설명한 형태의 연료 펠렛은 WO-02/45096으로부터 알려진 바 있다. 접시 형태의 홈은 중심축을 둘러싸는 말단면의 중앙에서 평평한 표면에 의해 모서리와 홈이 연결되는 형태로 제공된다.

그 외에 피복관 내부에 연료 펠렛의 탑재를 용이하게 하고, 모서리의 주된 기능은 제조과정 및 취급 과정에서 펠렛의 단편 발생 위험을 줄이는 것이다.

각 단편들은 연료봉 주변을 따라 흐르는 냉각수 안의 열점(hot spots)을 생산하여, 완성된 펠렛의 결함으로 이어진다. 각 열점들은 연료봉 주변의 온도의 균일한 분배를 방해하여, 원자로의 효율성을 저하시키다.

연료봉의 고방사선 물질 처리용 차폐 구획 실험은 펠렛 피복 상호작용(PCI-pellet cladding interation)에 의해 실패한 것으로 나타났으며, 그 실패는 원주의 소실하는 펠렛 표면에 의한 것으로, 대부분 펠렛 말단으로 이어졌다. 연료 물질의 파편은 펠렛의 외측벽과 피복관의 사이 공간에 걸리게 되는 각각의 단편에 의해 생성되고, 피복관의 기계적 압박이 증가시키게 되는데, 이러한 기계적 압박은 펠렛 피복 기계적 상호작용(PCMI-pellet clad mechanical interaction)에 의해 국부의 피복 작업 실패로 이어질 수 있다. 게다가, 단편에 의해 소실하는 펠렛 표면(MPS)은 소실하는 피복관을 지지하기 때문에 피복관에 높은 기계적 압력 또한 발생시키고, 열점과 결합되어, 핵분열 생성물에 의해 증대되며, 피복 작업을 실패하는 결과 또한 초래할 수 있다. 각 실패는 방사선 기체와 물질이 원자로 냉각수와 원자로 대기에 새어 들어가는 것을 초래할 수 있다.

WO-02/45096에 기재된 연료 펠렛은 모서리에도 불구하고, 일부 단편이 생성될지도 모른다.

본 발명의 목적은 원자로용 소결된 펠렛에 관한 것으로, 더 나아가 단편 발생의 위험을 줄이는 것으로 이러한 문제를 해결하는 것이다.

또 다른 목적에 따르면, 본 발명은 원자로 연료봉용 녹색 연료 펠렛에 관한 것으로, 상기에서 설명한 소결된 연료 펠렛으로 소결하는데 목적이 있다.

또 다른 목적에 따르면 본 발명은 원자로 연료 집합체용 연료봉에 관한 것으로, 피복관과 상기 피복관 내부에 소결된 연료 펠렛의 스택을 포함하며, 소결된 연료 펠렛의 적어도 하나는 상기에 설명한 펠렛으로 구성된다.

또 다른 목적에 따르면 본 발명은 원자로 연료 집합체에 관한 것으로, 골격체과 연료봉의 다발을 포함하며, 연료봉의 적어도 하나는 상기에서 설명한 연료봉으로 구성된다.

본 발명은 상기에 설명한 타입의 소결된 연료 펠렛과 관련한 것이며, 상기 펠렛은 중심 축에 수직적인 평면에 관하여, 논제로인 제2기울기와 함께 중심축 방향의 제1모서리로부터 연장된 제2모서리를 더 포함하고, 상기 제1기울기는 제2기울기와 다르게 구성된다.

소결된 연료 펠렛의 다른 구성에 따르면;

- 제1기울기는 제2기울기보다 크게 형성된다.

- 제1기울기는 실질적으로 7°와 40°사이에 구성된다.

- 제2기울기는 실질적으로 0.2°와 10°사이에 구성된다.

- 제2기울기는 실질적으로 0.4°와 9°사이에 구성된다.

- 외측벽은 실질적으로 원통형이다.

- 말단면은 실질적으로 중심축에 실질적으로 수직인 평면에 관해 대칭적이고, 외측벽의 실질적인 한가운데를 가로지른다.

- 외측벽의 길이와 상기 외측벽의 크기의 비율은 실질적으로 0.4와 2 사이로 구성된다; 그리고,

- 각 말단면은 중심축 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로(non-zero)의 제1기울기로 형성되고, 중심축(A) 방향의 외측벽(4)으로부터 연장된 제1모서리(12)를 적어도 하나 포함하고, 중심축(A) 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로인 제2기울기를 포함하고, 상기 중심축(A) 방향의 제1모서리(12)로부터 연장된 제2모서리(14)를 포함하고, 상기 제1기울기는 상기 제2기울기와 다른 것이 특징이다.

본 발명은 상술한 바와 같이 소결된 연료 펠렛을 얻기 위해 소결되는 원자로 연료봉용 녹색 연료 펠렛에 관한 것으로, 중심축을 따라 연장된 외측벽과 두 개의 말단면을 포함하고, 적어도 하나의 말단면은 중심축 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로(non-zero)의 제1기울기로 형성되고, 중심축 방향의 외측벽으로부터 연장된 제1모서리를 적어도 하나 포함하고, 중심축 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로인 제2기울기를 포함하고, 상기 중심축 방향의 제1모서리로부터 연장된 제2모서리를 포함하고, 상기 제1기울기는 상기 제2기울기와 다르다.

녹색 연료 펠렛의 제2모서리는 소결된 펠렛에 있어, 연료봉 내부의 두 개의 겹쳐진 펠렛 간에 유연하게 접촉하게 하고, 이러한 접촉에 의한 단편의 위험을 초래하는 것을 감소시키는 것을 보장한다. 비록 소결 과정이 너무 오래 실행되는 것일 지라도 제2모서리는 기껏해야 평평한 표면이 될 것이다. 이러한 소결된 연료 펠렛은 평범한 형태를 가지지만 날카로운 모서리 위험을 낮추어 준다.

녹색 연료 펠렛의 다른 특징에 따르면:

- 제1기울기는 실질적으로 7°와 40°사이에 구성된다.

- 제2기울기는 실질적으로 0.2°와 10°사이에 구성된다. 그리고

- 제2기울기는 실질적으로 0.4°와 9°사이에 구성된다.

본 발명은 원자로 연료 집합체용 연료봉에 관한 것으로, 피복관과 상기 피복관 내부에 소결된 연료 펠렛의 스택을 포함하며, 소결된 연료 펠렛의 적어도 하나는 상기에 설명한 펠렛으로 구성된다.

본 발명은 원자로 연료 집합체에 관한 것으로, 골격체과 연료봉의 다발을 포함하며, 연료봉의 적어도 하나는 상기에서 설명한 연료봉으로 구성된다.

본 발명에 따른 원자로용 소결된 펠렛은 더 나아가 단편 발생의 위험을 줄이는 것으로 이러한 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 원자로용 소결된 펠렛의 제2모서리는 하기에 설명될 제1모서리와 제2모서리 사이의 날카로운 모서리의 발생을 방지하고, 두 개의 겹쳐진 펠렛이 유연하게 남도록 접촉하는 것을 보장한다. 파편의 위험은 그리하여 줄어들었다.

녹색 연료 펠렛의 제2모서리는 소결된 펠렛에 있어, 연료봉 내부의 두 개의 겹쳐진 펠렛 간에 유연하게 접촉하게 하고, 이러한 접촉에 의한 단편의 위험을 초래하는 것을 감소시키는 것을 보장한다. 비록 소결 과정이 너무 오래 실행되는 것일 지라도 제2모서리는 기껏해야 평평한 표면이 될 것이다. 이러한 소결된 연료 펠렛은 평범한 형태를 가지지만 날카로운 모서리 위험을 낮추어 준다.

도 1은 본 발명에 따른 소결된 연료 펠렛의 단면을 도시한 도면
도 2는 도 1의 II 부분확대도.
도 3은 본 발명에 따른 연료봉의 단면을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 연료 집합체의 단면을 도시한 도면.

도 1에 도시된 바와 같이 소결된 연료 펠렛(1)은, 외측벽(4)과 두 개의 말단면(6)을 포함한다. 상기 소결된 연료 펠렛(1)은 피복관(7) 내부에 배치되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 원자로 연료봉(8)을 형성하기 위해, 다른 유사 형태의 소결된 펠렛들을 중첩하여 배치한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 연료봉(8)은 연료 집합체(10)의 연료봉 다발(9) 내부로 안내되고, 상기 다발(9)은 골격체(11)에 의해 고정되어 있다.

도 4는 PWR용 정사각 배열을 형성한 전형적인 연료 집합체(10)를 도시한다. VVER용 연료 집합체(10)는 육방 배열을 가진다. BWR과 PHWR 연료 집합체용으로 쓰이는 구조는 차이는 있지만 연료 펠렛과 연료봉은 유사하며, 크기는 각각의 구체적 디자인에 따라 조절된다. 모든 경우에 있어, 피폭체(7)는 지르코늄 합금으로 형성된다.

외측벽(4)은 축 방향의 중심축(A)를 따라 연장되며, 말단면(6)은 외측벽(4)의 모서리로부터 중심 축(A)를 향해 연장된다.

PWR에 사용되는 연료 펠렛(1)은 외측벽(4)의 지름(D)이 연료 집합체 배열(주로 14x14 에서 19 x 19)에 따라 대체로 7.4mm 에서 9.8mm 사이로 구성된다. 예를 들어, 17x17 배열 PWR 연료 집합체용 연료 펠렛(1)의 지름(D)은 일반적으로 약 8.192mm 정도이다. VVER용 연료 펠렛(1)의 값도 유사하다. 예를 들어 VVER-1000용의 상기 지름(D)는 일반적으로 7.51mm 에서 7.60mm 사이의 범위에서 다르게 구성된다.

BWR에 사용되는 연료 펠렛(1)은 외측벽(4)의 지름(D)이 연료 집합체 배열(주로 6x6 에서 13x13)에 따라 대체로 8.0mm 에서 10.3mm 로 구성된다(또한, 6 x6 구형 디자인용은 12.25mm으로 증가할 수 있다). 예를 들어, 10x10 BWR 연료 집합체용 연료 펠렛(1)의 지름(D)은 일반적으로 약 8.670mm 정도이다.

PHWR에 사용되는 연료 펠렛(1)은 외측벽(4)의 지름(D)이 연료 집합체 배열에 따라 대체로 12.0mm 에서 15.3mm 로 구성된다. 예를 들어, 19-요소 다발 PHWR 연료 집합체용 연료 펠렛(1)의 지름(D)은 일반적으로 약 14.3mm 정도이다.

모든 경우들에서 외측벽(4)의 높이(H)와 지름(D)간의 비율 H/D은 실질적으로 0.6 에서 2 사이를 포함한다. 예를 들어, 17 x 17 PWR 연료 펠렛용의 일반적 H/D 비율은 약 1.6이며, VVER 연료 펠렛용은 약 0.7이며, 10x10 BWR 연료 펠렛용은 약 1.2 이며, PHWR 연료 펠렛용은 약 1.7 이다.

또 다른 실시예에 있어, 상기 연료 펠렛(1)은 WO-02/45096에 개시된 바와 같이, H/D 비율을 감소시켰다. 그러한 연료 펠렛(1)은 보통 8.192mm 와 동일한 지름을 위해서 H/D 비율은 예컨대 0.4 에서 0.6 사이를 포함하며, 바람직하게는 0.5와 동일하여야 한다.

실시예에 나타난 바와 같이, 상기 말단면(6)은 대체로 중심축(A)과 수직적인 평면(P)에 관하여 대칭적이고, 그 중심에서 외측벽(4)과 교차한다. 그러므로, 상측 말단면(6) 만을 도 1 및 도 2를 참조하여, 설명된다.

상기 말단면(6)은 중심축(A)으로 향하는 외측벽(4)으로부터 연장하는 제1모서리를 포함하고, 논제로(non-zero)의 제1기울기를 가진다. 제1기울기는 제1모서리(12)와 중심축(A)에 수직한 평면(P') 사이의 각도 α로 정의된다. 상기 각도 α는 실질적으로 7°와 40°사이를 포함한다. 구체적 실시예에서 상기 각도 α는 실질적으로 18°와 동일하다. 중심축(A)에 따른 제1모서리(12)의 크기(h)는 실질적으로 0.10mm 와 0.20mm 사이를 포함하고, 바람직하게는 0.15mm 와 동일하게 구성된다.

평면(P')에 따른 제1모서리(12)의 크기(I)는 실질적으로 0.26mm 와 0.66mm 사이를 포함하고, 바람직하게는 0.46mm와 동일하게 구성된다.

제1모서리(12)는 제조과정에서 연료 펠렛(1)의 조각을 줄이는 것을 가능하게 하고, 피복관(7)내부에 연료 펠렛(1)의 탑재를 용이하게 한다. 그것은 나아가 이러한 탑재 과정에서 외측면과 말단면(6) 간의 날카로운 모서리를 억제하여, 연료 펠렛(1) 저하의 위험을 줄인다.

상기 말단면(6)은 상기 중심축(A)쪽으로 향하는 제1모서리(12)로부터 연장된 제2모서리(14)를 포함하고, 제1기울기와 다른 논제로(non-zero)의 제2기울기를 가진다. 상기 제2기울기는 제2모서리(14)와 평면(P')간의 각도 β로 정의된다. 상기 각도 β는 실질적으로 0.2°와 10°사이를 포함한다. 특히, 각도 β는 실질적으로 0.4°와 9°사이를 포함한다. 상세 실시예에서 상기 각도 β는 바람직하게는 3°와 동일하게 구성한다. 제1모서리(12)의 크기 h'와 중심축(A)에 따른 제2모서리(14)는 실질적으로 0.15mm 와 0.25mm 사이를 포함하고, 바람직하게는 0.20mm와 동일하게 구성한다. 상기 평면(P')에 다른 제2모서리(14)의 크기 I는 실질적으로 0.64mm와 1.34mm 사이를 포함하고, 바람직하게는 0.99mm와 동일하게 구성된다.

상기 제1기울기와 제2기울기는 도 2에 도시된 바와 같이, 동일하게 표시되고, 연료 펠렛(1)의 외부 쪽으로 향한다. 상대적으로 '가파른' 상기 제1기울기는 상대적으로 '완곡한' 제2기울기보다 크다.

본 발명에 따른 실시예에 따르면, 상기 제1모서리(12)와 상기 제2모서리(14)는 상기 말단면(6)의 전체 주변에서 연장된다.

상기 제2모서리(14)는 상기 연료봉(8)을 형성하기 위해, 피복관(7) 내부에 상기 연료 펠렛(1)을 겹쳐 놓을 때, 인접하는 펠렛과 함께 연료 펠렛(1)의 접촉면을 형성된다.

도 1 내지 도 3에 도시된 실시예에 따르면, 상기 말단면(6)은 제2모서리(14)와 상기 중심축(A) 주변으로부터 연장된 접시 형상 홈(16)을 더 포함한다. 상기 홈(16)은 상기 연료봉(8)이 핵원자로에 사용될 때, 연료 펠렛(1)의 축 방향의 열팽창이 가능하도록 한다.

상기 홈(16)의 최대 깊이는 상기 중심축(A)에 위치하고, 실질적으로 0.1mm와 0.5mm 사이로 구성되고, 바람직하게는 0.2mm 와 0.4mm 사이로 구성된다.

원자로에 사용되는 연료 펠렛(1)의 경우, 상기 홈(16)의 지름은 실질적으로 4.5mm와 7.2mm 사이로 구성된다. 구체적인 실시예에서 상기 홈(16)의 지름은 실질적으로 8.192mm와 동일한 지름(D)을 가진 외측벽(4)용 일 경우, 5.3mm와 동일하게 구성하고, 실질적으로 9.33mm와 동일한 지름(D)를 가진 외측벽(4)용일 경우, 6.4mm와 동일하게 구성한다. 각 접시 형태 홈(16)과 그 기능은 흔히 연료 펠렛에서 알려진 바, 더 이상 여기서 설명하지 않겠다.

또 다른 실시예에 따르면, 중앙 홀을 가진 연료 펠렛과 접시 형태의 홈(16)을 여기서 표현하지 않았다. 상기 중앙 홀은 일측 말단면(6)에서 타측 말단면(6)으로부터 연장되고, 중심축(A)의 주변에 위치한다. 상기 홀의 지름은 예컨대, 테스트를 하여, 더 큰 값 일지라도 1 내지 2mm의 범위에 있다. 각 중앙 홀과 그 기능은 연료 펠렛으로 알려진 바, 여기서 더 이상 설명하지 않겠다.

상기에 설명한 소결된 연료 펠렛(1)은 소결한 녹색 연료 펠렛에 의해 형성된다.

녹색 연료 펠렛은 연료 물질의 압축에 의해 형성되고, 예를 들어 분말은 동위원소 235의 어떤 물질이 함유된 우라늄 산화물, 및/또는 Gd₂O₃와 같은 첨가 가능한 가연성 독물을 함유한 플루토늄 산화물을 포함하고, 실질적으로 원통형상의 외측벽(4)을 형성하기 위해 적합한 틀에 넣는다. 녹색 펠렛을 형성하기 위해서는 우라늄 산화물 대신에 다른 핵분열성 물질의 사용이 가능하고 또한/또는 구멍 형성기, 윤활유 등과 같은 가연성 독물 대신에 플루토늄 산화물 또는 다른 추가되는 물질 또는 추가 첨가물을 사용할 수 있다.

녹색 연료 펠렛은 실질적으로 동일한 형상이며, 상기 소결된 연료 펠렛(1)에 비해 조금 큰 크기를 가진다. 이는 상기 녹색 연료 펠렛 또한, 외측벽(4)과 두 개의 말단면(6)을 포함하고, 각각 제1모서리(12) 및 제2모서리(14)를 포함하며, 도면에 도시된 실시예와 같이, 접시 형상의 홈(16)을 포함한다.

녹색 연료 펠렛은 소결되고, 상기에서 설명한 소결된 연료 펠렛(1)의 최종 형상과 크기를 획득하기 위해 수정된다.

상기 녹색 연료 펠렛의 소결 단계 동안, 상기 제2모서리(14)는 연료 물질의 치밀화로 인해 축방향으로 이동하기 쉽다. 이는 제2기울기 때문인데, 접촉면은 제1모서리(12)의 제1기울기보다 제2모서리(14)의 제2기울기를 항상 노출하는데 그럼에도 불구하고, 제조공정이 허용된다. 설령 소결 과정이 과도하게 오랫동안 시행되더라도, 제2모서리(14)는 기껏해야 평평한 표면이 된다.

이것은 제1모서리(12)와 접촉면 사이의 날카로운 모서리가 발생하는 것을 방지하고, 상기 제2모서리에 의해 형성된다. 두 개의 연료 펠렛(1)이 겹쳐진 사이 접촉면은 단편 발생 위험을 줄이게 하여, 부드러워지도록 하며, 겹쳐 놓여진 펠렛 사이의 접속점이 접시 형상의 홈의 가장자리로 이동하게 된다.

실제로, 발명자들은 종래 펠렛에 있어, 단편 발생위험은 녹색 펠렛의 소결 작업 도중 펠렛의 제1모서리(12)와 접속면 사이의 날카로운 모서리의 발생과 관련이 있는 놀라운 발견을 했다.

종래 기술의 연료 펠렛에 있어, 수평으로 의도된 접촉면은 실제로 펠렛의 내부 방향 쪽으로 기울기가 존재하였으며, 소결 과정 때문에 모서리의 기울기는 역으로 바뀌었다.

그러므로 모서리와 접촉면 사이에서 날카로운 모서리가 발생한다.

본 발명에 따른 제2모서리(14)를 포함함에 따라, 날카로운 모서리의 발생을 방지한다. 본 발명의 녹색의 소결된 연료 펠렛(1)은 진행 작업의 용이하게 하고, 표면결함을 실질적으로 감소하고, 생산력을 크게 향상시킨다. 더 나아가 피복 실패 위험을 줄이게 된다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 연료 펠렛(1)은 BWR 또는 PHWR 뿐만 아니라, VVER을 포함하고, PWR에서 사용할 수 있게 한다. 상기 연료 펠렛(1)의 보편적인 형태는 이러한 다양한 원자로 타입에 동일하게 사용하고, 연료 펠렛(1)의 유일한 크기가 적용되어야 한다.

상기에서 설명한 연료 펠렛(1)의 형태를 다른 형태로 변형이 가능하다. 예를 들어, 접시 형태 홈(16)은 중심축(A)의 주변에 링 형태의 원형 펠렛을 제공할 수 있는 평평한 표면 또는 구멍을 뚫는 것으로 교체가 가능하다. 홈(16)의 형태 또한 변경할 수 있다. 예를 들어 홈(16)은 원뿔대로 할 수 있다.

또 다른 변형에 따르면, 말단면(6)은 각각 다른 형태를 가지거나 다른 기울기 크기와 함몰 크기 등으로 존재한다. 이와 같이, 말단면(6)은 평면(P)에 관하여, 대칭적일 필요는 없다.

1 : 펠렛 4 : 외측벽
6 : 말단면 7 : 피복관
8 : 연료봉 9 : 다발
10 : 연료 집합체 11 : 골격체
12 : 제1모서리 14 : 제2모서리
16 : 홈

Claims (15)

1. 중심축(A)를 따라 연장된 외측벽(4)과 두 개의 말단면(6)을 포함하며,
   상기 말단면(6)의 적어도 하나는 중심축 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로(non-zero)의 제1기울기로 형성되고, 중심축(A) 방향의 외측벽(4)으로부터 연장된 제1모서리(12)를 포함하고,
   중심축(A) 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로인 제2기울기를 포함하고, 상기 중심축(A) 방향의 제1모서리(12)로부터 연장된 제2모서리(14)를 포함하고,
   상기 제1기울기는 상기 제2기울기와 다르게 구성되는 것을 특징으로 하는 원자로 연료봉용 소결된 연료 펠렛.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1기울기는 상기 제2기울기보다 크게 구성되는 것을 특징으로 하는 소결된 연료 펠렛.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 제1기울기는 실질적으로 7°와 40°사이에 구성되는 것을 특징으로 하는 소결된 연료 펠렛.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제2기울기는 실질적으로 0.2°와 10°사이에 구성되는 것을 특징으로 하는 소결된 연료 펠렛.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 제2기울기는 실질적으로 0.4°와 9°사이로 구성되는 것을 특징으로 하는 소결된 연료 펠렛.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외측벽(4)은 실질적으로 원통형인 것을 특징으로 하는 소결된 연료 펠렛.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 말단면(6)은 실질적으로 중심축(A)과 수직적인 평면(P)에 관하여 대칭적이고, 상기 외측벽(4)의 실질적인 한가운데서 가로지르는 것을 특징으로 하는 소결된 연료 펠렛.
   
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 외측벽(4)의 높이(H)와 상기 외측벽(4)의 크기(D) 간의 비율은 실질적으로 0.4와 2 사이로 구성되는 것을 특징으로 하는 소결된 연료 펠렛.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
   각각의 상기 말단면(6)은 중심축 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로(non-zero)의 제1기울기로 형성되고, 중심축(A) 방향의 외측벽(4)으로부터 연장된 제1모서리(12)와,
   상기 중심축(A) 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로인 제2기울기를 포함하고, 상기 중심축(A) 방향의 상기 제1모서리(12)로부터 연장된 제2모서리(14)를 포함하고,
   상기 제1기울기는 상기 제2기울기와 다른 것을 특징으로 하는 원자로 연료봉용 소결된 연료 펠렛.
   
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 소결된 연료 펠렛으로 형성되며,
    중심축(A)을 따라 연장된 외측벽(4)과 두 개의 말단면(6)을 포함하며,
    상기 말단면(6)의 적어도 하나는 중심축 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로(non-zero)의 제1기울기로 형성되고, 중심축(A) 방향의 외측벽(4)으로부터 연장된 제1모서리(12)와,
    중심축(A) 방향과 수직인 면에 관하여, 논제로인 제2기울기를 포함하고, 상기 중심축(A) 방향의 제1모서리(12)로부터 연장된 제2모서리(14)를 포함하고,
    상기 제1기울기는 상기 제2기울기와 다른 것을 특징으로 하는 원자로 연료봉용 녹색 연료 펠렛.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1기울기는 실질적으로 7°와 40°사이에 구성되는 것을 특징으로 하는 녹색 연료 펠렛.
    
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 제2기울기는 실질적으로 0.2°와 10°사이에 구성되는 것을 특징으로 하는 녹색 연료 펠렛.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 제2기울기는 실질적으로 0.4°와 9°사이에 구성되는 것을 특징으로 하는 녹색 연료 펠렛.
    
14. 피복관(7)과, 소결된 상기 피복관 내부에 쌓여진 소결된 연료 펠렛(1)을 포함하고, 소결된 연료 펠렛(1)의 적어도 하나는 청구항 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 연료 펠렛으로 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체용 연료봉.
    
15. 골격체(11)와 연료봉(8)의 다발(9)을 포함하고, 상기 연료봉(8)의 적어도 하나는 청구항 제14항에 따른 연료봉으로 형성되는 것을 특징으로 하는 핵연료 집합체.

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