Fabrication and Characterization of Wide Uranium Foils by Planar Flow Casting Method

  • Kim, Ki-Hwan (Fuel Fabrication Laboratory, Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Park, Jae-Soon (Fuel Fabrication Laboratory, Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Lee, Byung-Chul (Fuel Fabrication Laboratory, Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Kim, Chang-Kyu (Fuel Fabrication Laboratory, Korea Atomic Energy Research Institute)
  • Published : 2007.09.20

Abstract

원자로에 장전되는 $^{99}Mo$ 조사표적을 제조하기 위한 우라늄박판은, 박판 품질, 생산성, 경제성 문제로 인해, 기존의 열간압연방법에 의해 실험실 규모로는 제조가 가능하나, 상용 규모로는 제조되기 어려운 실정이므로, 새로운 제조방법의 개발이 요구되고 있다. 이와 같은 상황에서, $^{99m}Tc$의 모핵종인 방사선 동위원소$^{99}Mo$ 생산하기 위하여 planar flow casting (PFC) 법에 의해 다결정질 우라늄박판에 대한 새로운 제조방법이 연구되었다. $100{\sim}150\;{\mu}m$의 두께 및 너비 약 50mm의 연속적인 다결정질 우라늄박판이 하나의 batch에서 5m 이상의 길이로 제조되었다. 우라늄박판은 불순물이 거의 없었으며 양호한 표면조도를 가지고 있었다. 우라늄박판의 냉각를 접촉표면은 자유표면 보다 매끈한 자유표면을 가지고 있었다. 우라늄박판은 제조공정변수와는 상관없이 ${\alpha}-U$ 상을 가진 약 10 ${\mu}m$ 이하의 미세한 다결정립을 가지고 있었다.

Keywords

References

  1. A. A. Sameh and H. J. Ache: Radiochimia Acta, Vol. 41, (1987) 65
  2. IAEA: Fission Molybdenum for Medical Use, IAEA-lECDOC515, (1985)
  3. J. L. Snelgrove, et al: J. Nucl. Eng. And Des , Vol. 178, (1997) 119 https://doi.org/10.1016/S0029-5493(97)00217-3
  4. J. L. Snelgrove, et al.: in Proc. 22nd Int. Conf. on RERTR, 'Progress on Converting Mo99 Production from High- to Low-Enriched Uranium-1999', Hungary (1999)
  5. S. N. Tewari: Metall. Trans., Vol. 19A, (1988) 1711
  6. P. D. Wilde and E. F. Matthys: Mat. Sci. & Eng., Vol. 150, (1992),237 https://doi.org/10.1016/0921-5093(92)90117-J
  7. S. N. Tewari: Metall. Trans., Vol. 19A, (1988) 1711
  8. D. Maand P.R. Sahm: Acta Metall., Mater, Vol. 40, (1922)251
  9. S. C. Huang, R. P. Laforce and R. P. Goehner: Mettall. Trans, Vol. 1M, (1985) 1773
  10. S. M. Lee and C. P. Hong: Metals and Materials, 'Effects ofZr on Microstructure and Mechanical Properties of Al-Cu base Ribbons Spun by Planar Flow Casting', Vol.4, (1996) 135 https://doi.org/10.1007/BF03026030
  11. C. Hayzelden, J. J. Rayment, B. Cantor: Acta Metall., Vol. 31, (1983) 379 https://doi.org/10.1016/0001-6160(83)90215-8
  12. A. G. Gillen, B. Cantor: Acta Metall., Vol. 33, (1985) 1813 https://doi.org/10.1016/0001-6160(85)90005-7
  13. W. T. Kim, B. Cantor, T. H. Kim: Int. J. Rapid Solidification, Vol. 5, (1990) 25l
  14. K. Y. Lee, C. P. Hong: Iron Steel Inst. Jpn Int, 'Stochastic Modeling of Solidification Grain Structures of Al-Cu Crystalline Ribbons in Planar Flow Casting', Vol. 37, (1997) 38-46 https://doi.org/10.2355/isijinternational.37.38
  15. S. M. Lee, C. P. Hong: Scipta Metall. Mater., 'Effects of Wheel Surface Condition on Solidification Behavior and Columnar Grain Growth in Al-4.3wt% Cu Ribbons', Vol. 37, (1997),165-171 https://doi.org/10.1016/S1359-6462(97)00086-9
  16. G.F. Vandegrift, et. al.: Ind. Eng. Chern. Res., Vol. 9, (2000) 39
  17. K. H. Kim, Hee-Jun Kwon, Jong-Man Park, Yoon-Sang Lee, and Chang-Kyu Kim: J. Korean Nuclear Society, 'Stable Inreactor Performance of Centrifugally Atomized U-I0wt.%Mo Dispersion Fuel at Low Temperature', Vol. 33, (2001) 365
  18. S. N. Tewari and T. K. Glasgow: Metall. Trans., Vol. 18A, (1987) 1663
  19. S. C. Huang, R. P. Laforce and R. P. Goehner: Mettall. Trans, Vol. 16A, (1985) 1773
  20. S. M. Lee, K. Y. Lee and C. P. Hong: in Proc. of the Conf. Synthesis of Light-weight Metallic Materials II, 'Production of Continuous Polycrystalline Al-Cu Ribbons by Planar Flow Casting and Solidification Structure's, USA (1997)