• 제목/요약/키워드: $U_3 O_8$

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공기 유량의 시간 변화에 따른 $U_3O_8$ 타원입자에 대한 거동 특성 해석

  • 김영환;정재후;이효직;박병석;윤지섭
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2007년도 학술논문요약집
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    • pp.305-306
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    • 2007
  • ACP(Advanced Spent Fuel Conditioning Process)의 금속전환로에 $U_3O_8$을 공급하기 위하여 20 kgHM/batch의 $UO_2$ 펠릿(pellets)을 처리할 수 있는 건식분말화 장치가 개발되고있다. 건식분말화 장치는 500 $^{\circ}C$온도에서 공기를 공급하여 일정한 입도범위의 균질한 $U_3O_8$을 만든다. 이런 건식 분말화 장치의 효율을 높이기 위해서는 반웅로에 불어 넣어주는 공기의 유량을 증가시킬 필요가 있다. 하지만 공기와 반응하여 생성되는 $U_3O_8$ 입자는 그 크기가 최소 3 ${\mu}$m 정도로 매우 미세하여,반응로 출구를 통해 외부로 빠져나갈 가능성 이있다. 이를 방지하기 위해 분말화 장치 출구 바깥에는 필터가 설치되어 있으나 공기와 함께 $U_3O_8$ 입자가 계속해서 빠져 나갈 경우 입자로 인해 필터가 막혀 제 기능을 할 수 없게 된다. 따라서 건식 분말화 장치는 미세한 $U_3O_8$ 입자가 반응로 밖으로 빠져나가지 않도록 입구에서의 공기 유량을 일정 수준 이하로 조절해주는 것이 필요하다. 이 연구의 목적은 초기 유량으로부터 유량을 점점 증가시키면서 시간변화에 따른 입자 거동 특성을 해석하며, 결과로부터 주어진 크기의 타원입자에 대해 최대 허용 공기 유량을 결정하고자한다. 이 해석을 위해 유동과 입자를 동시에 해석할 수 있는 ANSYS-CFX 5.7.1과 ANSYS-CFX 10.0 두 가지의 소프트웨어가 사용되었다. 해석 결과를 바탕으로 좀더 정확한 유량 한계치 계산을 위해 추가로 수행되어야 할 해석에 대해 제안하였다.

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Gd-doped UO2의 상분리 및 UO2에 고용된 Gd 함량 측정 (Phase Separation of Gd-doped UO2 and Measurement of Gd Content Dissolved in Uranium Oxide)

  • 김건식;양재호;송근우;김길무
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권9호
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    • pp.916-920
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    • 2003
  • 무게 비로 6%의 Gd가 치환된 이산화 우라늄, ( $U_{0.913}$G $d_{0.087}$) $O_2$를 475$^{\circ}C$ 공기 분위기에서 산화시키고 130$0^{\circ}C$ 공기 분위기에서 열처리시킬 때 변화하는 결정 구조, 형상 등을 XRD, SEM 및 EPMA 등을 이용하여 관찰하였다. 입방계 구조의 ( $U_{0.913}$G $d_{0.087}$) $O_2$는 475$^{\circ}C$ 공기 분위기에서 사방정게 구조의 ( $U_{0.913}$G $d_{0.087}$)$_3$ $O_{8}$로 산화되었다. 저온 산화에 의해 생성된 사방정계 130$0^{\circ}C$의 고온에서 열처리하는 동안 사방정계 상과 압방정계 상으로 다시 분리되었다. XRD와 EPMA 관찰결과, 분리된 사방정계 상과 입방정계 상은 각각 $U_3$ $O_{8}$과 ( $U_{0.67}$G $d_{0.33}$) $O_{2+}$x/인 것을 확인하였다. 열처리 동안 일어나는 일련의 산화와 상 분리 과정은 상 반응식으로 나타낼 수 있다. 각 열처리 단계에서의 무게 변화비를 측정하고 상 반응식을 이용하면 (U,Gd) $O_2$에 고용되어 있는 초기 Gd 함량을 정확히 계산할 수 있다.

UO$_{2}$ 펠릿 산화로의 분말 비산 방지를 위한 최종속도 측정 (Measurement of Terminal Velocity for Scatter Prevention of Powder in the Voloxidizer for Oxidation of UO$_{2}$ Pellet)

  • 김영환;윤지섭;정재후;진재현;홍동희
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.77-84
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    • 2005
  • 실증용 UO$_{2}$ pellet 산화로의 실증을 위한 제한된 핫셀 공간 안에서 사용후 핵 연료를 취급하는 산화로는 소형화 하여야 하고, 사용후 핵 연료 분말은 UO$_{2}$ pellet 산화로 장치로부터 비산되지 않아야 한다. 본 연구에서는 분말의 최종속도를 구하기 위하여 Stokes식과 밀도비식을 제안하였다. U$_{3}$O$_{8}$ 의 최종속도 SiO$_{2}$ 의 최종속도를 사용하여 예측하였고, 비산방지를 할 수 있는 최적유량을 결정하였다. SiO$_{2}$ 의 이론 최종속도 식을 검증하고, U$_{3}$O$_{8}$ 과 관계식을 예측하기 위하여 아크릴 장치를 만들었다. 목업시설 에 설치 된 산화로에서 제안된 이론최종속도식 인 Stokes식 의 20 L/min과 밀도비식의 14.5 L/min을 적용하여 U$_{3}$O$_{8}$ 분말의 필터감지에 의해 검증하였다. 그 결과 밀도비식에 의한 14.5 L/min은 U$_{3}$O$_{8}$ 이전혀 검출되지 않았고, Stokes식의 20 L/min에서는 평균 7$\mu$m 의 입도분말이 검출되었다. 따라서 UO$_{2}$ pellet 산화로에서 U$_{3}$O$_{8}$이 비산되지 않는 최적유량은 14.5L/min임을 알 수 있었고, 제안된 밀도비식이 바람직함을 알 수 있었다.

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중부 옥천대 월악산과 속리산 화강암의 방사성 광물 산출상태와 U-Th 지구화학 (Occurrence of Radioactive Minerals and U-Th Geochemistry of the Weolaksan and Sokrisan Granite in the Central Ogcheon Belt)

  • 황정
    • 지질공학
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    • 제32권2호
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    • pp.295-310
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    • 2022
  • 월악산-속리산 화강암은 SiO2와 알카리(Na2O+K2O) 함량이 높고 CaO와 P2O5는 결핍된 원소 특성을 보인다. 또한 화강암의 알루미나 포화지수는 1.3 이상으로 과알루미나질 특성을 보인다. U과 Th의 평균 함량은 각각 8.3과 39.3 ppm으로서 국내 중생대 화강암 중에서 가장 높은 방사성 원소 함량을 보이며, 화강암의 세계 평균보다 약 2배 정도로 높다. 이러한 높은 방사성 원소 함량 특성은 화강암의 고분화 특성과 대륙지각 기원의 암석 성인에 기인한다. U 또는 Th을 함유하는 방사성 광물은 저어콘, 토라이트, 모나자이트, 제노타임, 퍼구소나이트, 우라니나이트 등이다. 화강암의 Th/U 비 평균값이 5.4로서 지각 평균값과 유사하다는 것은 방사성 원소의 화강암 내 분포가 지각 기원 물질의 마그마 작용에 조절되었음을 의미한다. U과 Th에 대한 Zr, Y, HREE 간의 상관관계로 보아, 방사성 원소는 저어콘이나 모나자이트보다는 주로 제노타임에 포함되어 산출되는 것으로 해석된다.

암모늄 우라닐 나이트레이트의 열분해 및 환원반응

  • 김병호;조병렬;최윤동;박진호;황성태;문재철;이기영
    • 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.

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${Bi_2}{Sr_2}{CaCu_2}{O_{8+x}}$${Bi_2}{Sr_2}{Ca_2}{Cu_3}{O_{10+x}}$의 상 안정성에 대한 산소분압의 영향 (Effect of the Oxygen Partial Pressure on the Phase Stability of ${Bi_2}{Sr_2}{CaCu_2}{O_{8+x}}$ and ${Bi_2}{Sr_2}{Ca_2}{Cu_3}{O_{10+x}}$)

  • 박민수;이화성;안병태
    • 한국재료학회지
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    • 제5권5호
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    • pp.583-597
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    • 1995
  • We investigated the effect of the oxygne partial pressure on the phase stability of B $i_{2}$S $r_{2}$Ca C $u_{2}$ $O_{8+x}$ and B $i_{2}$S $r_{2}$C $a_{2}$C $u_{3}$ $O_{10+x}$ at 82$0^{\circ}C$. As the oxygen pressure decreased, B $i_{2}$Sr/sb 2/CaC $u_{2}$ $O_{8+x}$ melted at 2.2$\times$10$^{-3}$ atm $O_{2}$. In the case of the B $i_{1.7}$P $b_{0.4}$S $r_{2}$C $a_{2}$ $O_{10+x}$, it started to decompose into theree phases of B $i_{2}$S $r_{2}$Cu $O_{6+y}$, $Ca_{2}$Cu $O_{3}$ and C $u_{4}$ $O_{3}$ and C $u_{4}$ $O_{3}$ at 8.0$\times$10$^{-3}$ atm $O_{2}$ and was completely decomposed at 4.3$\times$10$^{-3}$ atm $O_{2}$ B $i_{2}$S $r_{2}$C $a_{2}$C $u_{3}$ $O_{10+x}$ phase was not formed by the solid state reaction from the mixutre of $i_{2}$S $r_{2}$CaCu.sub 2/ $O_{8+x}$, $Ca_{2}$Cu $O_{3}$ and CuO down to 2.2$\times$10.sub -3/ atm O.sub 2/ but formed by the solidifciation of the formed from the mixture of the intermediate compounds in the Bi-Sr-Ca-Cu-O system and the fromation temperature of Bi.sub 2/S $r_{2}$C $a_{2}$Cu.$_{3}$ $O_{10+x}$ can be lowered by reducing oxygen partial pressure.e.e.ure.e.e.

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