스크류 반응기는 주변 공기 조건에서 균일한 기화(gasification)를 통해 방사성 흑연 폐기물을 제거(해독)하는 데 유망한 장치이다. 그러나 스크류 반응기의 설계 방정식을 개발하는 것은 반응기의 기체와 고체의 상호작용이 근본적으로 복잡하기 때문에 어렵다. 본 연구에서는 스크류 반응기를 통과하여 열적으로 기화되는 흑연 입자를 예측하고 특성화하기 위해 3차원 전산유체역학 시뮬레이션을 수행하였다. 이는 에일러(Eulerian) 단일 유체(single-fluid) 접근법에 흑연 기화에 대해 실험적으로 확립된 동역학 모델을 결합하여 수행하였다. 수치 결과는 반응기 내 회전하는 스크류를 따라 회전 스크류와 반응기 벽의 상대 운동에 의해 생성되는 대향 회전(counter-rotating) 유동이 입자를 공간적으로 혼합하고 그들의 축 방향 속도를 감소시킨다는 것을 보여주었다. 수행한 수치 계산에 따르면, 공급 흑연 입자의 직경은 스크류 회전 속도와 반응기 셸(shell)의 온도에 따라 최대 28%까지 감소시킬 수 있었다. 이러한 수치 시뮬레이션은 실험실 규모의 스크류 반응기에서 방사성 흑연 폐기물을 제거하기 위한 적절한 운전 파라미터를 제공하는 데 활용될 수 있으며, 이는 흑연 입자의 표면에서 방사성 탄소(radiocarbon)를 기화시키고 흑연 매트릭스의 일부와 함께 처리하는 것을 포함한다.

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