• 제목/요약/키워드: $UO_2 / ZrO_2$

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Synthesis and Characterization of Homo Binuclear Macrocyclic Complexes of UO2(VI), Th(IV), ZrO(IV) and VO(IV) with Schiff-Bases Derived from Ethylene diamine/Orthophenylene Diamine, Benzilmonohydrazone and Acetyl Acetone

  • Mohapatra, R.K.;Ghosh, S.;Naik, P.;Mishra, S.K.;Mahapatra, A.;Dash, D.C.
    • 대한화학회지
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    • 제56권1호
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    • pp.62-67
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    • 2012
  • A series of homo binuclear complexs of the type $[M_2(L/L^')(NO_3)n].mH_2O$, [where $M=U{O_2}^{2+},\;Th^{4+},\;ZrO^{2+}$] and $[(VO)_2(L/L^')(SO_4)_2]{\cdot}2H_2O$, L=1,5,6,9,12,15,16,20 octaaza-7,813,14-tetraphenyl-2,4,17,19-tetramethyl-1,4,6,8,12,14,16,19-docosaoctene (OTTDO) or L'=10:11;21:22-dibenzo-1,5,6,9,12,15,16,20-octaaza-7,813,14-tetraphenyl-2,4,17,19-tetramethyl-1,4,6,8,12,14,16,19-docosaoctene (DOTTOT), n=4 for $U{O_2}^{2+}$, $ZrO^{2+}$ n=8 for $Th^{4+}$ m=1,2,3 respectively, have been synthesized in template method from ethylenediamine/orthophenylene diamine, benzil monohydrazone and acetyl acetone and characterized on the basis of elemental analysis, thermal analysis, molar conductivity, magnetic moment, electronic, infrared, $^1H$-NMR studies. The results indicate that the VO(IV) ion is penta co-ordinated yielding paramagnetic complexes; $UO_2(VI)$, ZrO(IV) ions are hexa co-ordinated where as Th(IV) ion is octa co-ordinated yielding diamagnetic complexes of above composition. The fungi toxicity of the ZrO(IV) and VO(IV) complexes against some fungal pathogen has been studied.

Possibility of curium as a fuel for VVER-1200 reactor

  • Shelley, Afroza;Ovi, Mahmud Hasan
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권1호
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    • pp.11-18
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    • 2022
  • In this research, curium oxide (CmO2) is studied as fuel for VVER-1200 reactor to get an attention to its energy value and possibilities. For this purpose, CmO2 is used in fuel rods or integrated burnable absorber (IBA) rods with and without UO2 and then compared with the conventional fuel assembly of VVER-1200 reactor. It is burned to 60 GWd/t by using SRAC-2006 code and JENDL-4.0 data library. From these studies, it is found that CmO2 is competent like UO2 as a fuel due to higher fission cross-section of 243Cm and 245Cm isotopes and neutron capture cross-section of 244Cm and 246Cm isotopes. As a result, when some or all of the UO2 of fuel rods or IBA rods are replaced by CmO2, we get a similar k-inf like the reference even with lower enrichment UO2 fuels. These studies show that the use of CmO2 as IBA rods is more effective than the fuel rods considering the initially loaded amount, power peaking factor (PPF), fuel temperature and void coefficient, and the quality of spent fuel. From a detailed study, 3% CmO2 with inert material ZrO2 in IBA rods are recommended for the VVER-1200 reactor assembly from the once through concept.

3-Benzylidine/Furfurylidine/(Pyridyl/Thienyl-2'-methylene) imino-5-p-sulphonamido phenyl azo-2-thiohydantoins와 UO2(VI), ZrO(IV) 및 Th(IV) 이온의 동종이핵 착물에 대한 합성 및 특성 (Synthesis and Characterization of Homobinuclear Complexes of UO2(VI), ZrO(IV) and Th(IV) ions with 3-Benzylidine/Furfurylidine/(Pyridyl/Thienyl-2'-methylene) imino-5-p-sulphonamido phenyl azo-2-thiohydantoins)

  • Dash, D.C.;Mahapatra, A.;Naik, P.;Mohapatra, R.K.;Naik, S.K.
    • 대한화학회지
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    • 제55권3호
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    • pp.412-417
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    • 2011
  • [$M_2L(NO_3)_n(H_2O)_m$]의 일반식을 갖는 일련의 동종이핵 착물을 합성하여 원소분석, 열분석, 몰 전기전도도, 자기모멘트 및 분광학적 방법(IR, UV-vis 및 $^1H$-NMR)을 통해 특성을 조사하였다. 이 경우, 일반식에 있어서 M=$UO_2$(VI), ZrO(IV), Th(IV); L=3-benzylidine-imino-5-p-sulphonamido phenyl azo-2-thiohyatoin(bispt), 3-furfurylidine-imino-5-psulphonamido phenyl azo-2-thiohydantoin(fispt),3-pyridyl-2'-methylene-imino-5-p-sulphonamido phenyl azo-2-thiohydantoin (pmispt) 및 3-thienyl-2'-methylene-imino-5-p-sulphoanamido phenyl azo-2-thiohydantoin(tmispt); Th(IV)에 대해서 n=8 그 외의 것에 대해서는 n=4, bispt에 대해서는 m=4 그 외의 것에 대해서는 m=3을 의미한다. 이러한 결과에서 얻은 정보를 통해 리간드들은 4배위를 하는 것으로 확인되었는데, 즉 한 중심금속은azomethine 질소 및 카르보닐 산소에 배위되는 반면, 또 다른 중심금속은 아조 질소 및 thioimido 질소에 배위되어 위의 조성을 갖는 동종이핵 착물을 이룬다. 몇 가지 병원균에 대한 리간드와 그들의 지르코닐 착물의 독성 연구도 수행하였다.

Characterization and thermophysical properties of Zr0.8Nd0.2O1.9-MgO composite

  • Nandi, Chiranjit;Kaity, Santu;Jain, Dheeraj;Grover, V.;Prakash, Amrit;Behere, P.G.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제53권2호
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    • pp.603-610
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    • 2021
  • The major drawback of zirconia-based materials, in view of their applications as targets for minor actinide transmutation, is their poor thermal conductivity. The addition of MgO, which has high thermal conductivity, to zirconia-based materials is expected to improve their thermal conductivity. On these grounds, the present study aims at phase characterization and thermophysical property evaluation of neodymium-substituted zirconia (Zr0.8Nd0.2O1.9; using Nd2O3 as a surrogate for Am2O3) and its composites with MgO. The composite was prepared by a solid-state reaction of Zr0.8Nd0.2O1.9 (synthesized by gel combustion) and commercial MgO powders at 1773 K. Phase characterization was carried out by X-ray diffraction and the microstructural investigation was performed using a scanning electron microscope equipped with energy dispersive spectroscopy. The linear thermal expansion coefficient of Zr0.8Nd0.2O1.9 increases upon composite formation with MgO, which is attributed to a higher thermal expansivity of MgO. Similarly, specific heat also increases with the addition of MgO to Zr0.8Nd0.2O1.9. Thermal conductivity was calculated from measured thermal diffusivity, temperature-dependent density and specific heat values. Thermal conductivity of Zr0.8Nd0.2O1.9-MgO (50 wt%) composite is more than that of typical UO2 fuel, supporting the potential of Zr0.8Nd0.2O1.9-MgO composites as target materials for minor actinides transmutation.

원자로 물질을 이용한 증기폭발 실험 (Experiments on Steam Explosion Using Reactor Materials)

  • 김종환;박익규;홍성완;민병태;신용승;송진호;김희동
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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    • pp.407-410
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    • 2002
  • A series of steam explosion experiments using real core materials of $ZrO_2$ and corium(a mixture of $ZrO_{2}\;and\;UO_{2}$) has been performed to evaluate the risk of steam explosion load in nuclear power plants. Surprisingly, spontaneous steam explosions are observed far both materials, which have been thought to be inexplosive so far. The dynamic pressure and morphology of the debris clearly indicate the evidence of an explosion. The experimental results also indicate that $ZrO_2$ is more explosive than corium.

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Analyses and improvement of fuel temperature coefficient of rock-like oxide fuel in LWRs from neutronic aspect

  • Shelley, Afroza
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제52권6호
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    • pp.1156-1163
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    • 2020
  • Fuel temperature coefficient (FTC) of PuO2+ZrO2 (ROX) fueled LWR cell is analyzed neutronically with reactor- and weapons-grade plutonium fuels in comparison with a U-free PuO2+ThO2 (TOX), and a conventional MOX fuel cells. The FTC value of a ROX fueled LWR is smaller compared to a TOX or a MOX fueled LWRs and becomes extremely positive especially, at EOL. This is because when fuel temperature is increased, thermal neutron spectrum is shifted to harder, which is extreme at EOL in ROX fuel than that in TOX and MOX fuels. Consequently at EOL, 239Pu and 241Pu contributes to positive fuel temperature reactivity (FTR) in ROX fuel, while they have negative contribution in TOX and MOX fuels. The FTC problem of ROX fuel is mitigated by additive ThO2, UO2 or Er2O3. In ROX-additive fuel, the atomic density of fissile Pu becomes more than additive free ROX fuel especially at EOL, which is the main cause to improve the FTC problem. The density of fissile Pu is more effective to decrease the thermal spectrum shifts with increase the fuel temperature than additive ThO2, UO2 or Er2O3 in ROX fuel.

플라즈마 침적에 의한 핵열료 제조에 미치는 변수들의 영향 (Parameters Effect on Fabrication of Nuclear Fuel by Plasma Deposition)

  • 정인하;배기광
    • 한국재료학회지
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    • 제8권9호
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    • pp.783-790
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    • 1998
  • 용융점 및 물리.화학적 특성이 $\textrm{UO}_{2}$와 비슷한 yttria-stabilized-zirconia ($\textrm{ZrO}_{2}$-$\textrm{Y}_{2}\textrm{O}_{3}$)분말을 유도플라즈마(induction plasma)로 용융 침적시켜 원자력발전용 핵연료펠렛 제조공정에 응용하고자 하였다. 분말의 용융정도는 플라즈마동력 및 분말의 크기에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 쉬스가스 조성, 분말분사관 위치, 입자크기 및 분사거리 등을 최적화 하여 Ar/$\textrm{H}_{2}$유량120/20$\ell$/min, 플리즈마 동력 80KW, 분사관의위치 8cm , 챔버압력 200Torr, 분사거리 18cm에서 이론밀도의 97.91%, 침적속도 20mm/min의 최적조건을 도출하였다. 침적시험에서 도출된 최적조건으로 펠렛몰더에서 제조한 펠렛은 96.5%의 밀도를 나타내었으며, 균일도 및 외곤도 우수하여 신기술에 의한 핵연료의 제조가능성을 확인하였다. 고밀도 침적에 영향을 미치는 각 변수들의 영향과 이들 변수들의 상호영향은 ANOVA(Analysis of Variance)을 이용하여 분석하였다.

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Recovery of Zirconium and Removal of Uranium from Alloy Waste by Chloride Volatilization Method

  • Sato, Nobuaki;Minami, Ryosuke;Fujino, Takeo;Matsuda, Kenji
    • 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.

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고전환 압력관 모듈형 신형 경수로의 개념 설계

  • 이경훈;김명현
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(1)
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    • pp.40-45
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    • 1998
  • Th-232를 Fertile 핵연료로 사용한 압력관형 고전환 경수로심을 설계하였다. 토륨 Blanket은 10년 정도 노내에 위치시키고, 농축 우라늄 Driver는 매년 재장전하도록 설계하였다. Driver로는 $UO_2$핵연료와 U-10%Zr 금속 핵연료를 사용하였고, Blanket으로 이중 탄소 피막 핵원료를 ThO$_2$에 적용한 핵연료를 사용하였다. 핵연료봉의 구조는 울진 3/4호기 핵연료와 같은 재원으로 하였으며 육각형 격자 배열로 집합체를 구성하였다. Seed Bundle을 1년 단위로 교체하고 Blanket Bundled을 5년-10년간 노내에 위치시키는 경우 경수로보다는 높은 전환율 갖는 원자로를 설계할 수 있다.

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Fe첨가에 따른 지르코늄의 재결정 현상

  • 김영석;권상철;주기남;안상복;김성수
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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    • pp.37-40
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    • 1998
  • Fe량을 0 - 0.4 wt.%까지 변화시켜 Zr-Fe 이원계 합금을 진공아크용해로 제조한 후 1050 $^{\circ}C$에서 30분 균질화 처리 및 700 $^{\circ}C$에서의 열간압연, 그리고 2회의 걸친 냉간압연 및 열처리를 통하여 판재로 제조되었다. 중간 열처리 시 열처리 온도 및 시간을 조절하여 최종 냉간가공에 앞서 각 시편의 결정립 크기 및 경도 값이 같도록 조절하였다. 최종 냉간가공 시 냉간가공량을 60%로 동일하게 조절하였고, 최종열처리 시 열처리 온도 및 시간을 300-750 $^{\circ}C$, 5-3000분으로 각각 변화시켰다. 재결정 정도는 미세조직 관찰 및 경도 측정으로 평가되었으며, 석출물의 구조, 분포 및 형상 등도 TEM으로 분석되었다. 0.1 wt.% 정도까지의 Fe 첨가는 Fe를 첨가하지 않은 순수지르코늄에 비하여 지르코늄입자의 빠른 성장을 야기해, 조대한 재결정 지르코늄 입자들이 나타났다. 그러나 Fe 첨가량이 0.1wt.%이상 첨가되면, Zr$_3$Fe 석출물에 의한 입자성장 억제효과로 지르코늄 입자의 크기는 오히려 작아졌다. 결론적으로, Fe의 첨가는 지르코늄의 확산을 가속시켰다는 것을 보여준다. 한편, 750 $^{\circ}C$에서 열처리 시 이차 재결정현상으로 지르코늄 입자가 비정상적으로 매우 커졌으며, 동시에 annealing twining 현상이 관찰되었다. 이러한 annealing twining 현상은, 입자성장속도가 임계치 이상으로 갑자기 커진, Zr$_3$Fe 석출물이 거의 없는 합금에서만 나타났다. 이 결과를 토대로 annealing twining 현상은 입자의 빠른 이동이 필요 조건이라는 결론을 도출하였다. .Ar-4vol.%H$_2$ 분위기보다 H$_2$분위기에서 소결했을 때 밀도가 더 높았다. 그러나, 결정립은 $UO_2$$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.설명해 줄 수 있다. 넷째, 불규칙적이며 종잡기 힘들고 단편적인 것으로만 보이던 중간언어도 일정한 체계 속에서 변화한다는 사실을 알 수 있다. 다섯째, 종전의 오류 분석에서는 지나치게 모국어의 영향만 강조하고 다른 요인들에 대해서는 다분히 추상적인 언급으로 끝났지만 이 분석을 통 해서 배경어, 목표어, 특히 중간규칙의 역할이 괄목할 만한 것임을 가시적으로 관찰할 수 있 다. 이와 같은 오류분석 방법은 학습자의 모국어 및 관련 외국어의 음운규칙만 알면 어느 학습대상 외국어에라도 적용할 수 있는 보편성을 지니는 것으로 사료된다.없다. 그렇다면 겹의문사를 [-wh]의리를 지 닌 의문사의 병렬로 분석할 수 없다. 예를 들어 누구누구를 [주구-이-ν가] [누구누구-이- ν가]로부터 생성되었다고 볼 수 없다. 그러므로 [-wh] 겹의문사는 복수 의미를 지닐 수 없 다. 그러면 단수 의미는 어떻게 생성되는가\ulcorner 본 논문에서는 표면적 형태에도 불구하고 [-wh]의미의 겹의문사는 병렬적 관계의 합성어가 아니라 내부구조를 지니지 않은 단순한 단어(minimal $X^{0}$ elements)로 가정한다. 즉, [+wh] 의미의 겹의문사는 동일한 구성요 소를 지닌 병렬적 합성어

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