• Nuclear Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.104-111
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• 2004

The melting temperatures of $UO_2,\;UO_2-6wt\%Gd_{2}O_3,\;UO_2-12wt\%Gd_{2}O_3,\;UO_2-2wt\%Er_{2}O_3,\;and\;UO_2-4wt\%Er_{2}O_3$ fuels were measured. Fuel materials were loaded in a tungsten capsule of which shape met the black body condition. The melting temperature was measured by the thermal arrest method during heating of the capsule in an induction furnace. The measured melting temperature of $UO_2$ fuel was $2815{\pm}20^{\circ}C$. The solidus and liquidus temperatures of $UO_2-Gd_{2}O_3\;and\;UO_2-Er_{2}O_3$ had also been measured, and it was observed that the solidus temperatures of them were lower than the liquidus temperature by $15{\sim}25^{\circ}C$. Measured melting temperatures of $UO_2,\;UO_2-Gd_{2}O_3\;and\;UO_2-Er_{2}O_3$ fuels were as follows:

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제30권2호
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• pp.128-139
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• 1998

The effect of UO$_2$ powder property and oxygen potential on characteristics of sintered UO$_2$-Gd$_2$O$_3$ fuel pellets has been investigated. Two types of powder, mixture of AUC-UO$_2$ and Gd$_2$O$_3$powders (type I) and mixture of ADU-UO$_2$ and Gd$_2$O$_3$powders (type II), have been prepared, pressed, and sintered at 168$0^{\circ}C$ for 4 hours. Four sintering atmospheres with different mixing ratios of $CO_2$to H$_2$ gas ranging from 0 to 0.3 have been used. UO$_2$-Gd$_2$O$_3$ fuel has lower sintered density than UO$_2$ fuel, and the density drop is larger for powder type I than for powder type II. As the oxygen potential increases, the sintered density of UO$_2$-2wt% Gd$_2$O$_3$pellets increases but that of UO$_2$-10wt% Gd$_2$O$_3$ pellets decreases. It is found that pores are newly formed in UO$_2$-10wt% Gd$_2$O$_3$ pellets in accordance with the decrease in density. The grain size of UO$_2$-Gd$_2$O$_3$ fuel increases and a short range G4 distribution becomes homogeneous as the oxygen potential increases. A long range ed distribution and grain structure are inhomogeneous for powder type II. The lattice parameter of (U,Gd)O$_2$solid solution decreases linearly with Gd$_2$O$_3$ content. The dependence of UO$_2$-Gd$_2$O$_3$fuel characteristics on powder type and sintering atmosphere have been discussed.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권2호
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• pp.204-209
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• 2002

본 연구에서는 AUC 공정에서 발생되는 액체폐기물에 미량 함유되어 있는 우라늄을 회수/재사용하기 위해 액상에서 침전법을 이용하여 용해도가 작은 우라늄화합물을 얻었으며, 이 화합물에 대한 chemical analysis, thermal analysis, x-ray diffraction analysis 및 FT-IR 분석을 통해 물성 특성을 해석하였다. 연구결과, 화학분석 및 FT-IR 분석으로부터 우라늄화합물은 $UO_4{\cdot}2NH_4F$ 형태를 가지고 있음을 알 수 있었으며, 평균 2∼3${\mu}m$ 입자 크기를 갖는 hexagonal 형태를 나타내었다. 열 분해시 분해 온도에 따라 중간물질로 $UO_4F,\;UO_4,\;UO_3,\;U_3O_8$ 등으로 변환되었으며, 상온에서 800$^{\circ}C$까지의 공기분위기에서 일정한 가열속도로 열분해시킬 경우, $UO_4{\cdot}2NH_4F{\rightarrow}UO_4F{\rightarrow}UO_4{\rightarrow}UO_3{\rightarrow}U_3O_8$의 반응 메커니즘을 나타내었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.74-79
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• 1997

$UO_2$ 및 $UO_2$-3.23wt%CeO$_2$가 128$0^{\circ}C$에서 소결되면 밀도는 각각 93%T.D., 91.2%T.D.이었으나, Li$_2$O가 0.lwt%씩 첨가된 경우에는 소결밀도가 95.5%T.D., 95.1%T.D.로 증가하였다. 소결온도가 증가함에 따라서 $UO_2$ 및 $UO_2$-3.23wt%CeO$_2$의 소결밀도는 현저하게 증가되는 반면에, Li$_2$O가 첨가된 경우에는 저온에서도 이미 치밀화가 많이 일어났기 때문에 소결밀도의 증가폭이 완만하였다. Li$_2$O가 첨가된 분말에서는 소결온도가 더 높아지면, 결정립성장이 주로 일어나게 되어 168$0^{\circ}C$에서 소결되었을 때, $UO_2$와 $UO_2$-0.1wt%Li$_2$O의 결정립크기가 각각 8.7$\mu\textrm{m}$, 120$\mu\textrm{m}$ 이고, $UO_2$-3.23wt%CeO$_2$와 $UO_2$-3.23wt%CeO$_2$-0.lwt%Li$_2$O는 각각 10.9$\mu\textrm{m}$, 34$\mu\textrm{m}$ 이었다. $UO_2$와 $UO_2$-3.23wt%CeO$_2$ 그리고, 두 조성에 Li$_2$O가 각각 첨가된 경우, Ar-4vol.%H$_2$ 분위기보다 H$_2$분위기에서 소결했을 때 밀도가 더 높았다. 그러나, 결정립은 $UO_2$와 $UO_2$-Li$_2$O의 경우, 수소분위기에서 소결했을 때, (U,Ce)O$_2$와 (U,Ce)O$_2$-Li$_2$O에서는 Ar-4vol.%H$_2$분위기에서 소결했을 때 더욱 성장하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2002년도 추계학술발표회요약집
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• pp.269.2-269
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• 2002

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.46-51
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• 1996

본 연구는 MDD(modified direct denitration)공정의 주 우라늄염인 암노늄 우라닐 나이트레이트의 화학특성을 밝히고 이들 화합물의 열분해 및 환원반응의 반응기구에 대하여 조사되었다. 암모늄 우라닐 나이트레이트는 제조 조건에 따라 N $H_4$$UO_2$N $O_3$와 (N $H_4$)$_2$$UO_2$(N $O_3$)$_4$.2$H_2O$의 두가지 형태의 복염으로 존재함이 화학 및 원소분석, X산 회절 분석, 그리고 적외선 분광분석에 의하여 확인되었다. 암모늄 우라닐 나이트레이트는 질소분위기에서 N $H_4$$UO_2$(N $O_3$)$_3$$\longrightarrow$ Amorphous $UO_3$$\longrightarrow$ a-$UO_3$$\longrightarrow$ U$_3$ $O_{8}$$\longrightarrow$ $\alpha$-U$_3$ $O_{8}$의 경로를 따라서 열분해 되며, 수소분위기에서는 N $H_4$$UO_2$(N $O_3$)$_3$$\longrightarrow$ $UO_3$$\longrightarrow$ U$_3$ $O_{8}$$\longrightarrow$ U$_4$ $O_{9}$ $\longrightarrow$ $UO_2$의 경로로 환원되었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.171-176
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• 1997

UO$_2$-Gd$_2$O$_3$fuel has been sintered to study the effect of powder property and sintering atmospheres on densification and microstructure. Three types of powders have been used; AUC-UO$_2$ powder and ADU-UO$_2$ powder were mixed with Gd$_2$O$_3$ Powder, and co-milled AUC-UO$_2$ and Gd$_2$O$_3$ powder. UO$_2$-(2, 5, 10)wt% Gd$_2$O$_3$pellets have been sintered at 168$0^{\circ}C$ for 4 hours in the mixture of H$_2$ and $CO_2$ gases, of which oxygen potential has been controlled by the ratio of $CO_2$ to H$_2$ gas. Densities of UO$_2$-Gd$_2$O$_3$ fuel pellets are quite dependent on powder types, and UO$_2$-Gd$_2$O$_3$ fuel using co-milled UO$_2$ powder yields the highest density. A long range homogeneity of Gd is determined by powder mixing. As the oxygen potential of sintered atmosphere increases, the sintered densities of UO$_2$-Gd$_2$O$_3$ pellets decrease but grain size increases. In addition, (U, Gd)O$_2$ solid solution becomes more homogeneous. The UO$_2$-Gd$_2$O$_3$fuel having adequate density and homogeneous microstructure can be fabricated by co-milling powder and by high oxygen potential.

• 대한화학회지
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• 제29권2호
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• pp.121-128
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• 1985

우라닐 이온의 염기성수용액에서의 전기화학적인 환원 반응을 폴라로그래피 및 순환전압 전류법을 써서 고찰하였다. 그 결과 0.1M 탄산수소나트륨 및 여기에 0.1M sodium tripolyphosphate를 섞은 혼합용액에서 첫째 환원파는 $UO_2^{2+}$로부터 $UO_2^+$로 환원반응이 일어난 결과로 볼 수 있다. 또한 우라닐이온은 이매질에서 상당한 정도의 가수분해가 일어난 것으로 안다. 이 가수분해 생성물인 $UO_2OH^+$는 첫째 환원파에서 환원이 일어나지 않고 둘째 환원파에서 $UO_2^+$와 함께 일어난다. 우라닐이온 농도 $7.5 {\times} 10^{-4}$에서 $3.75 {\times}10^{-3}$M까지의 범위에서 확산전류는 비례관계가 성립한다.

• 에너지공학
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• 제15권1호
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• pp.8-13
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• 2006

열중량 분석기와 XRD를 이용하여 $573\sim873K$의 온도범위와 이론밀도의 $94.64\sim99.10%$범위에서 $UO_2$ 핵연료 소결체의 공기 중 산화실험을 수행하였다. XRD를 이용하여 실험온도 범위에서 $UO_2$는 $U_3O_8$으로 산화되는 것을 확인하였다. 시간에 따른 산화반응은 S자의 형태를 나타내고 있어 핵생성과 성장의 과정을 따르는 것으로 나타났다. 밀도가 증가함에 따라 산화속도는 떨어지고, 산화유도시간은 늘어나는 것으로 나타났다. $UO_2$에서 $U_3O_8$으로의 산화에 대한 활성화 에너지는 $573\sim723K$의 온도범위에서 약 89.54kJ/mol, $723\sim873K$의 온도범위에서는 34.40 kJ/mol로 나타났다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
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• pp.650-655
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• 1995

AUC-$UO_2$, ADU-$UO_2$ 분말이 ball mill과 attritor mill에서 분쇄될 때, 기공도변화를 측정함으로서 분말의 특성변화와 분쇄거동을 관찰하였다. 분쇄전 ADU-$UO_2$ 분말은 0.3-7 $\mu\textrm{m}$ 범위의 기공들이 고르게 분포하였으며, ball mill에서 분쇄되어도 그 분포는 거의 변화가 없었다. 분쇄전 AUC-$UO_2$ 분말은 3-8 $\mu\textrm{m}$와 0.05-0.2 $\mu\textrm{m}$ 범위의 기공이 주로 생성되어 있는 bimodal 분포를 나타내었다. Ball mill에서 분쇄됨에 따라 3 $\mu\textrm{m}$이상의 큰 기공과 0.2 $\mu\textrm{m}$ 이하의 작은 기공이 소멸되고, 0.2-3 $\mu\textrm{m}$의 기공들이 고르게 분포하는 경향을 나타내었다. 반면에 AUC-$UO_2$가 attritor mill에서 분쇄될 경우에는 bimodal 분포는 그대로 유지하면서 3-8 $\mu\textrm{m}$의 큰 기공은 줄어들고 0.05-0.2 $\mu\textrm{m}$의 기공은 그 양이 증가하는 경향을 나타내었다. 이것은 ball mill에서는 주로 충격작용에 의해서, attritor mill에서는 전단작용에 의해서 분쇄가 진행됨으로 인한 분쇄기구의 차이인 것으로 사료된다.