• 제목/요약/키워드: 우라늄 전착물

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우라늄 전착물의 염증류에 대한 우라늄 공정(共晶) 형성 및 열해석 연구 (Study of the Formation of Eutectic Melt of Uranium and Thermal Analysis for the Salt Distillation of Uranium Deposits)

  • 박성빈;조동욱;황성찬;강영호;박기민;전완기;김정국;이한수
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.41-48
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    • 2010

  • 전해정련공정을 통해 생산된 우라늄 전착물은 약 30%의 용융염을 포함하고 있으므로, 순수한 우라늄을 회수하여 금속 잉곳으로 용이하게 제조하기 위해서는 용융염을 먼저 제거하는 공정이 필요하다. 우라늄 전착물의 염증류 거동을 고찰하기 위해서는 염증류의 주요 공정변수인 유지온도와 진공압의 염제거율에 대한 영향를 고찰해야 한다. 이전 연구에서 우라늄전착물에 대한 염증류 거동에 대해 Hertz-Langmuir 관계식을 적용하여 각 용융염의 휘발 조건에 대해 염휘발계수를 얻을 수 있었으며 이로부터 우라늄 전착물에 대해 99% 이상의 염제거율을 나타내는 염증류공정의 조업조건을 도출하였다[1]. 한편, 염증류 장치에서 사용되는 재질인 스테인리스강에 대해 우라늄 전착물에서 염휘발된 우라늄 금속이 스테인리스강의 주성분인 철, 니켈, 크롬 등과 공정(eutectic melt)을 형성하지 않는 온도에서 염증류공정을 수행해야 하는 제한 조건이 따른다. 이번 연구에서는 우라늄 금속과 스테인리스강과의 반응성을 검토함으로써 우라늄 전착물의 염을 99% 이상 제거할 수 있는 조건을 확인하였다. 그리고 염증류 속도를 증진시키며 휘발된 염을 더 효율적으로 회수하기 위해 공급되는 알곤 흐름에 의한 염증류 장치의 열해석을 수행함으로써 알곤 흐름에 의한 우라늄 전착물에 대한 염증류 거동을 고찰하였다.

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사용후핵연료 파이로 공정 중 우라늄 전착물의 잉곳 제조 방법 (Uranium ingot casting method with Uranium deposit in a Pyroprocessing)

  • 이윤상;조춘호;이성호;김정국;이한수
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.85-89
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    • 2010

  • 사용후핵연료 파이로프로세싱 공정 생성물인 우라늄 전착물을 잉곳 형태로 주조하는 공정이 있다. 이 논문에서는 실험실 규모의 우라늄 전착물 잉곳 주조 장치에 대한 설계 개념을 소개하고, 이에 따라 제작된 장치의 성능 시험 결과 및 우라늄을 사용한 잉곳 주조 시험 결과를 소개한다. 이 장치는 도가니를 경동시켜 우라늄 용탕을 주형에 주입하여 우라늄 잉곳을 제조하며, 우라늄 전착물을 연속으로 주입할 수 있는 컵 형태의 원료 장입장치를 장착하였다. 이러한 장치를 사용하면 우라늄 전착물의 잉곳 생산성을 높일 수 있다. 실험 결과 우라늄 원료를 장입하여 주조한 결과 수축공이 적은 양호한 주물을 제조하는데 성공하였으며, 이러한 실험실 규모의 장치를 개발한 경험을 활용하여 공학규모의 장치를 설계하는데 활용하였다.

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흑연 전극을 이용한 우라늄 전해정련 특성 (Electrorefining Characteristics of Uranium by Using a Graphite Cathode)

  • 강영호;이종현;황성찬;심준보;김응호
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.1-7
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    • 2007

  • 흑연음극을 이용하여 LiCl-KCl공융염내에서 금속우라늄의 전해정련을 수행하였다. Uraniurn-Graphite Intercalation Compound(U-GIC)의 형성에 의하여 우라늄 전착물의 sell-scraping이 일어나며 전해정련에서 stripping과정을 생략함으로서 전해효율을 높일 수 있다. 우라늄 전착물내의 희토류 원소 오염은 무시할 만 하였으나 약 300ppm정도의 탄소가 오염되어 있는 것으로 관찰되었다. 탄소 오염은 이트륨을 이용한 정제공정 등을 거칠 경우 제거 가능하리라 사료된다. 회수된 우라늄 전착물의 조직 특성을 분석하였으며, 스틸 음극에 의해 회수된 전착물과 비교하였다. 이 결과는 초기 실험결과 이며 보다 심층적 연구를 통하여 사용 후 금속핵연료의 전해정련 개념을 개선시킬 수 있을 것으로 판단된다.

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반연속식 염 증류장치 개발

  • 권상운;정재후;이영상;강한별;강덕윤;안도희;이성재
    • 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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    • 한국방사성폐기물학회 2016년도 춘계학술논문요약집
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    • pp.61-62
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    • 2016

  • 우라늄전착물의 염 증류공정은 pyroprocess의 bottle neck에 해당되며, 회분식으로 조업된다. 본 발명에서는 증류탑 전단계에 고액분리실을 설치하고, 증류탑 후단에 냉각실을 설치하여, 전착물 도가니가 고액분리조- 증류조- 냉각조를 순차적으로 통과하여 조업시간을 크게 단축할 수 있도록 하였다. 또 도가니가 고온에서 이동할 수 있도록 중간에 고온 밸브를 설치하여 도가니가 다음 단계로 이동하면 새로운 전착물 도가니가 도입되어 연속적으로 조업이 가능하여 처리 용량이 향상되도록 하였다. 이에 따라 단위 시간당 처리용량을 현저히 높일 수 있다.

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