• 분석과학
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• 제16권6호
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• pp.431-437
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• 2003

가압경수로 사용후핵연료 (이산화 우라늄)의 리튬환원공정으로부터 생산된 우라늄 금속 전환체에 대한 금속 전환율을 건식방법인 열중량분석법 (T.G.A)으로 측정하였다. 전환체를 고체와 분말로 분류하여 측정한 결과 우라늄 금속 전환율은 각각 90.7~95.9 및 77.8~71.5 wt% 이었다. 금속 전환체의 건식저장 시 열적 산화 안정성을 확인하기 위하여 전환체내에 함유되어 있는 Mo, Ru, Rh 및 Pd 합금에 대한 산화 거동을 조사하였다. 합금을 $600{\sim}700^{\circ}C$의 공기분위기에서 산화시킨 결과 0.40~0.55 wt%의 무게증가를 보였으며 $750^{\circ}C$부터는 표면으로부터 산화가 진행되어 상변화가 일어났다. $900^{\circ}C$에서는 Mo의 휘발에 의한 영향으로 0.76~25.22 wt%의 무게 감소를 나타내었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2001년도 The 6th International Symposium of East Asian Resources Recycling Technology
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• pp.179-182
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• 2001

The chloride volatilization method for the recovery of zirconium and removal of uranium from zirconium containing metallic wastes formed in spent fuel reprocessing was studied using the simulated alloy waste, i.e. the mixture of Zr foil and UO$_2$/U$_3$O$_{8}$ powder. When the simulated waste was heated to react with chlorine gas at 350- l00$0^{\circ}C$, the zirconium metal changed to volatile ZrCl$_4$showing high volatility ratio (Vzr) of 99%. The amount of volatilized uranium increases at higher temperatures causing lowering of decontamination factor (DF) of uranium. This is thought to be caused by the chlorination of UO$_2$ with ZrCl$_4$vapor. The highest DF value of 12.5 was obtained when the reaction temperature was 35$0^{\circ}C$. Addition of 10 vol.% oxygen gas into chlorine gas was effective for suppressing the volatilization of uranium, while the volatilization ratio of zirconium was decreased to 68% with the addition of 20 vol.% oxygen. In the case of the mixture of Zr foil and U$_3$O$_{8}$, the V value of uranium showed minimum (44%) at 40$0^{\circ}C$ with chlorine gas giving the highest DF value 24.3. When the 10 vol.% oxygen was added to chlorine gas, the V value of zirconium decreased to 82% at $600^{\circ}C$, but almost all the uranium volatilized (Vu=99%), which may be caused by the formation of volatile uranium chlorides under oxidative atmosphere.ere.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권1호
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• pp.42-47
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• 2024

The electrochemical extraction of uranium in ternary low melting LiCl-KCl-CsCl eutectic on inert and reactive electrodes via different electrochemical techniques was investigated. It was established that the electrochemical reduction process of U(III) ions on the inert W electrode was irreversible and proceeded in one stage. On reactive liquid Ga and liquid Cd electrodes the reduction of uranium ions took place with the considerable depolarization with the formation of UGa₂, UGa₃ and UCd₁₁ intermetallic compounds. Thermodynamic characteristics of uranium compounds and alloys were calculated. The conditions for the extraction of uranium from the electrolyte in the form of alloys on both liquid reactive electrodes via potentiostatic electrolysis were found.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 추계학술발표회요약집
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• pp.225-225
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• 1998

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권4호
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• pp.239-244
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• 2004

사용후핵연료 금속전환체의 저장 안정성을 높이기 위해 금속전환체의 주성분인 금속우라늄과 산화 안정화물질로 알려져 있는 Nb을 첨가하여 모의 금속전환체 합금을 제작하였다. 모의 금속전환체 합금을 $200{\sim}300^{\circ}C$ 온도구간에서 순수 산소분위기로 산화시험을 수행하고 무게증가(wt%)를 열중량 분석기(TGA)로 측정하였다. 산화 실험결과 U-Nb 모의 금속전환체는 순수 금속우라늄에 비하여 상당한 산화 저항성을 가졌다. U-Nb 합금의 경우 Nb의 함량 1, 2, 3, 4 wt%에 따라 각각 온도가 $200^{\circ}C$일 경우에는 1.61, 7.78, 11.76, 20.14배 , $250^{\circ}C$에서 1.45, 5.98, 10.08, 11.15배, $300^{\circ}C$에서 1.33, 4.82, 8.87, 6.84배 순수 금속우라늄에 비해 산화저항성이 향상되는 것으로 나타났다. 또한 U-1~4 wt%Nb 합금에 대한 활성화에너지는 17.13~21.92 kcal/mol 로 나타났다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 춘계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.238-238
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• 2003

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.395-400
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• 2003

사용후핵연료 금속전환체의 장기저장 안정성 확보를 위해 금속전환체의 주성분인 금속우라늄과 산화 안정화 후보물질인 Nb, Ti, Ni, Zr, Hf 등을 첨가한 모의금속전환체 합금을 제작하여 $200^{\circ}C~300^{\circ}C$ 온도구간에서 순수 산소분위기로 산화시험을 수행하였다. U-Nb, U-Zr, U-Ti 합금은 순수 금속우라늄보다 무게증가 측면에서의 산화저항성이 높았으나, U-Hf, U-Ni 합금의 경우에는 오히려 순수 금속우라늄보다 산화 저항성이 낮게 나타났다. 시편에 대한 미세성분 및 조직을 광학현미경, SEM, EPMA 등을 통해 분석하였다. 각 합금의 산화율 및 활성화에너지를 구한 결과 U-Nb 합금의 활성화에너지가 높고 산화 저항성이 가장 양호한 것으로 나타나 산화 저항성 후보물질로 선정하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1855-1862
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• 2023

Graphite crucibles are used for melting uranium and its alloys in VIM furnace. Various coating materials namely Al₂O₃, ZrO₂, MgO etc. are applied on the inner surface of the crucibles using paint brush or thermal spray technique to mitigate U-C interaction. These leads to significant amount of carbon pick-up in uranium. In this study, the attempts are made to develop multilayer coatings comprising of SiC/Y₂O₃ and Mo/Y₂O₃ on graphite to study the feasibility of minimizing U-C interaction. The parameters are optimized to prepare SiC coating of about 70㎛ thickness using CVD technique on graphite coupons and subsequently Y₂O₃ coating of about 250㎛ thickness using plasma spray technique. Molybdenum and Y₂O₃ layers were deposited using plasma spray technique with 70㎛ and 250㎛ thickness, respectively. Interaction studies of the coated graphite with molten uranium at 1450℃ for 20 min revealed that Y₂O₃ coating with SiC interlayer provides physical barrier for uranium-graphite interaction, however, this led to the physical separation of coating layer. Y₂O₃ coating with Mo interlayer provided superior barrier effect showing no degradation and the coatings remained intact after interaction tests. Therefore, the Mo/Y₂O₃ coating was found to be a promising solution for minimizing carbon pick-up during uranium/uranium alloy melting.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권4호
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• pp.261-267
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• 2010

고온 야금 핵연료 재활용 공정이라고 불리는 파이로 프로세싱은 전망 있는 핵연료 재활용 기술로써 잘 알려져 왔다. 파이로 프로세싱은 증가된 핵확산저항성과 경제적 효율 때문에 미래 원자력 시스템에 있어서 중요하다. 파이로 프로세싱의 기본적인 개념은 핵확산저항성을 향상시키는 악티나이드 그룹의 회수로 볼 수 있다. 파이로 프로세싱에서 중요한 공정 중 하나인 전해제련공정은 사용후핵연료로부터 우라늄과 악타나이드를 같이 회수하는 공정이다. 본 연구에서는 수직형 카드뮴 증류장치를 제작하였다. 773~923K, 0.01torr 이하의 압력조건에서 카드뮴의 증류속도는 $12.3{\sim}40.8g/cm^2-h$를 나타내었다. 고순도 아르곤 분위기의 글러브 박스에서 LCC 전해법으로 우라늄-카드뮴 합금을 제작하였다. 순수한 카드뮴과 우라늄-카드뮴 합금중의 카드뮴 증류거동을 조사하였다. 본 연구에서 얻을 수 있었던 카드뮴 증류거동 연구결과를 카드뮴 증류 공정의 개발에 이용할 수 있을 것이다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2018년도 추계학술논문요약집
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• pp.608-609
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• 2018