• 한국분말재료학회지
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• 제16권4호
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• pp.254-261
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• 2009

In this study, we investigated the unit process parameters in spherical $UO_2$ kernel preparation. Nearly perfect spherical $UO_3$ microspheres were obtained from the 0.6M of U-concentration in the broth solution, and the microstructure of the $UO_2$ kernel appeared the good results in the calcining, reducing, and sintering processes. For good sphericity, high density, suitable microstructure, and no-crack final $UO_2$ microspheres, the temperature control range in calcination process was $300{\sim}450^{\circ}C$, and the microstructure, the pore structure, and the density of $UO_2$ kernel could be controlled in this temperature range. Also, the concentration changes of the ageing solution in aging step were not effective factor in the gelation of the liquid droplets, but the temperature change of the ageing solution was very sensitive for the final ADU gel particles.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
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• pp.805-805
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• 1995

핵연료저장시설의 화재 등 극단적인 사고조건하에서 $UO_2$ 소결펠렛의 습식산화와 건식산화에 대한 연구를 수행하였다. 손상된 지르칼로이 피복관 속의 $UO_2$ 소결펠렛을 산성분위기의 습윤조건하에서 산화시킬 때의 $UO_2$ 펠렛의 산화속도는 IDR(mg/$\textrm{cm}^2$.min) = 1.55 [H$^{+}$]$^{1.21}$ 로 나타났다. 또한 습윤조건하에서 $UO_2$ 분말에 알카리 및 알카리 토금속 산화물, 그리고 백금족 및 회토류 산화물 등과 같은 불순물들이 존재할 때의 산화속도를 조사하였으며 이들에 대한 영향도 관찰하였다. 핵연료저장시설의 가상화재를 바탕으로 한 400~$700^{\circ}C$의 온도범위에서, 피복관이 씌워진 $UO_2$ 소결펠렛의 건식산화반응을 조사한 바 $UO_2$ 소결펠렛은 산화초기에 U$_4$O$_{9}$ 또는 U$_3$O$_{7}$ 등의 중간상 형성에 따른 3-4%의 부피축소에 의해 결정립계 균열이 일어나고, $600^{\circ}C$ 이하에서는 온도증가에 따라 중간상에서 U$_3$O$_{8}$ 상으로의 상변화에 의한 부피팽창으로 피복관의 변형과 함께 산화속도의 가속을 발견할 수 있었고, $600^{\circ}C$ 이상에서는 핵연료소자의 소성변형으로 인한 산화속도의 지연을 발견할 수 있었다. 또한 $UO_2$ 펠렛의 건식산화거동은 기체-고체 반응시의 전형적인 형태인 shrinking core model에 잘 적용될 것으로 판단되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권3호
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• pp.541-548
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• 2017

Uranium metal used for fabrication of fuel for research reactors in India is generally produced by magnesio-thermic reduction of $UF_4$. Performance of magnesio-thermic reaction and recovery and quality of uranium largely depends on properties of $UF_4$. As ammonium diuranate (ADU) is first product in powder form in the process flow-sheet, properties of $UF_4$ depend on properties of ADU. ADU is generally produced from uranyl nitrate solution (UNS) for natural uranium metal production and from uranyl fluoride solution (UFS) for low enriched uranium metal production. In present paper, ADU has been produced via both the routes. Variation of uranium recovery and crystal structure and composition of ADU with progress in precipitation reaction has been studied with special attention on first appearance of the precipitate Further, ADU produced by two routes have been calcined to $UO_3$, then reduced to $UO_2$ and hydroflorinated to $UF_4$. Effect of two different process routes of ADU precipitation on the characteristics of ADU, $UO_3$, $UO_2$ and $UF_4$ were studied here.

• 대한화학회지
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• 제28권5호
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• pp.309-314
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• 1984

과염소산, 염산 그리고 황산의 농도 변화에 따른 우라늄과 바나듐 이온의 음이온수지에 대한 용리곡선으로부터 이들 이온의 화학종의 변화와 평형관계를 음이온교환크로마토그래피법으로 연구하였다. 우라늄은 $0.01\;{\sim}\;0.5M$ 과염소산용액에서는 $UO_2^{2+}$의 화학종으로만 존재하며 염산용액에서는 0.5M 까지는 $UO_2^{2+}$ 상태로 존재하나 염산의 농도가 증가함에 따라 여러가지 $Cl^-$의 착물이 형성되는 용리현상을 보였고 황산용액에서는 묽은 황산의 농도에서 우라늄이 상당히 늦게 용리되어 나오는 것으로 보아 $SO_4$=과의 $UO_2(SO_4)_2$= 같은 음이온성 착물이 생성되는 것 같다. 바나듐은 $0.01\;{\sim}\;0.5M$ 과염소산용액에서 바나듐의 용리현상으로부터 $H_2V_{10}O_{28}^{4-}$과 $VO_2^+$간에 다음과 같은 평형이 존재함을 알았다. $H_2V_{10}O_{28}^{4-} + 14H^+ = 10VO_2^+ + 8H_2O$ 염산 및 황산용액에서도 이런 농도범위에서는 위와같은 평형이 존재하나 $VO_2$+과 $Cl^-$ 및 $SO_4^{2-}간의 착이온이 형성되는 것 같다. 위 식의 평형상수값은 $1.9{\times}108$이었다.

• 분석과학
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• 제8권3호
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• pp.285-292
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• 1995

우라늄은 여러 가지 산화상태(${UO_2}^{+2}$, $UO^{+2}$, $U^{+3}$, $U^{+4}$)를 가지며 1-(2-Pyridylazo)-2-naphthol은 ${UO_2}^{+2}$과 매우 안정한 킬레이트를 형성한다. 0.1M borate 완충용액 (PH 7.10)에서 흡착벗김전압전류법으로 우라늄(${UO_2}^{+2}$)의 정량방법을 조사하였다. 분석의 최적 조건은 PAN의 농도 $5{\times}10^{-7}M$, 흡착전위 0.0V(vs. Ag/AgCl), 흡착시간 120초였다. 검정곡선은 $5{\sim}60{\mu}g/L$까지 양호한 직선성을 보여 주었다. 이 방범은 Cu(II)와 Co(II)를 제외한 다른 금속이온의 방해는 없었다.

• 대한화학회지
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• 제29권6호
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• pp.615-622
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• 1985

옥살산과 아세트산 용액의 농도변화에 따른 우라늄과 바나듐의 음이온교환수지로부터의 용리거동 및, UV및 스펙트럼 변화로부터 이들 이온의 화학종과 평형관계를 연구하였다. 0.005~0.5M 옥산살산 용액속에서 우라늄과 바나듐은 각각 $UO_2(C_2O_4)_2^{2-}$, $UO_2(C_2O-4)_3^{4-}$ 및 $VO_2(C_2O_4)_2^{3-}$의 화학종으로 존재하고, 0.01~0.1M의 아세트산 용액에서 우라늄은 $VO_2(Ac)_2^0$, $UO_2(Ac)_3^{1-}$의 화학종으로 존재하며, 바나듐은 $VO_2^++2Ac^-=VO_2(Ac)_2^-$의 평형이 이루어짐을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권5호
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• pp.458-466
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• 1996

The effects of dopants on the modification of microstructure of UO$_2$ and UO$_2$-4wt%CeO$_2$ sintered pellets have been studied in hydrogen and $CO_2$/CO mixture atmospheres by using $Ta_2O_5$, TiO$_2$ and $Nb_2O_5$ as sintering additives. The dopant were added as oxide powders and homogenized by attrition milling. The mixed powders were pressed, and then sintered in hydrogen at 1$700^{\circ}C$ , or in oxidizing atmosphere using Controlled $CO_2$/CO mixtures at 125$0^{\circ}C$. Both density and microstructure of UO$_2$ are modified by the addition of dopants in reducing atmosphere. The sintered density is increased with $Ta_2O_5$ addition up to 0.33wt% and subsequently decreased with higher content of the additive. The effect on the densification and the gain growth are apparent with the addition of 0.24wt% $Nb_2O_5$. With 0.lwt% titania and 0.6wt% $Ta_2O_5$, the sintered density is decreased, but the grain size is increased. In oxidizing atmosphere, the grain sizes for UO$_2$ doped with the above additives are smaller than that for pure UO$_2$. The grain size of Ta or Nb-doped UO$_2$ is decreased with increasing $CO_2$/CO ratio, but that of pure UO$_2$or T-doped UO$_2$ is increased. A large portion of second phases is observed in UO$_2$ doped with 0.lwt% TiO$_2$ sintered in hydrogen atmosphere, while, in $CO_2$/CO atmospheres, the second phases or dopant agglomerates are not observed. For UO$_2$-4wt%CeO$_2$ mixed oxide, the effect of additives on the gain growth is not so much as that for the pure UO$_2$. This is attributed to the formation of clusters by dopant cations and Ce ions, so that the additives contribute to a lesser exent to the grain growth for the mixed oxide.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(3)
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• pp.158-163
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• 1996

Attritor mill로 분쇄처리된 $UO_2$-30mo1%CeO2$_2$(masterblend) 분말을 turbular mixer와 attritor mill 에서 $UO_2$와 혼합, $UO_2$-5mol%CeO$_2$ 분말을 만들고, 이를 통해 분말처리 및 소결분위기가 각 성형체의 소결거동에 미치는 영향을 연구하였다. $UO_2$-30mo1%CeO$_2$ 분말을 attritor mill로 1 시간동안 분쇄하면 평균 분말크기는 3.7 $\mu\textrm{m}$ 이었다. Turbular mixer에서 만들어진 $UO_2$-5mol%CeO$_2$ 분말이 H$_2$ 및 Ar-4%H$_2$ 분위기에서 소결되면, 분말처리 방법에 따라서 소결밀도는 각각 10.07-10.11, 9.81-9.85 g/㎤이었다. 이러한 방법으로는 masterblend 분쇄처리 과정에 만들어진 agglomerate 는 소결이 거의 이루어지지 않아서 소결체내에 그대로 잔존되었다. Agglomerate는 그 내부에 균열이 생성되어 있었고, 또한 $UO_2$ 지지내의 확산도 방해하여 기지내부에도 큰 기공들이 많이 분포하였다. 희석혼합을 turbular mixer 대신 attritor mill에서 하게되면, 밀도는 H$_2$ 및 Ar-4%H$_2$ 분위기에서 각각 10.54, 10.39 g/㎤ 이었으며, 결정립크기는 5, 9.5 $\mu\textrm{m}$ 이었다. 이 경우에는 소결체내에 agglomerate가 거의 잔존하지 않았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제17권2호
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• pp.75-81
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• 2007

[ $UO_2$ ] 소결체와 $U_3O_8$종자를 5wt% 첨가한 $UO_2$ 소결체의 치밀화 과정 및 입자성장 양상을 소결 온도 및 시간을 변수로 하여 분석하였다. $UO_2$ 성형체와 5wt% $U_3O_8$ 종자 첨가 성형체를 수소분위기에서 $1300^{\circ}C$에서 $1700^{\circ}C$로 온도를 올려가며 0시간에서 4시간 소결하여 밀도와 입자크기를 측정하였다. $1300^{\circ}C$까지는 종자 첨가에 상관없이 거의 같은 밀도를 가졌지만 온도가 올라가면서 종자 첨가 소결체의 치밀화가 저하되었다가 $1700^{\circ}C$ 근처에서 거의 비슷한 밀도를 가지게 된다. 입자성장의 경우, $1600^{\circ}C$에서는 종자 입자를 제외하면 기지상의 입자 크기는 거의 비슷하지만 $1700^{\circ}C$ 이후에서는 종자첨가 $UO_2$ 소결체의 입자성장이 종자가 첨가되지 않을 경우에 비하여 2배 이상 빠르게 진행되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권11호
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• pp.967-972
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• 2001

$UO_2$계 핵연료재료에서 O/U 비가 2.0, 2.03, 2.14, 2.19, 2.20 및 2.26인 시료들에 대한 중성자회절 데이터를 rietveld 정밀화를 이용하여 결함 및 결정구조, 온도에 따른(상온~100$0^{\circ}C$) 상변화 등을 분석하였고, 이를 상태도와 비교하였다. O/U 비가 2.14, 2.19, 2.20인 시료는 모두 $UO_{2+x}$와 $U_4$$O_{9}$ 두 상이 혼합된 것으로 분석되었고, 온도가 증가함에 따라 $UO_{2+x}$의 양이 증가하였다. $UO_{2+x}$는 공간군 Fm3m(a≒5.4$\AA$)으로, $U_4$$O_{9}$은 143d(a≒21.8$\AA$)로 분석되었다. $UO_{2.2}$와 $UO_{2.18}$에서 중성자회절 데이터를 이용한 온도에 따른 상분석 결과와 상태도로부터 예측되는 변화 경향은 대체로 일치하였으나, 부분적으로 차이를 나타내었다. 문헌에서 보고된 $U_4$$O_{9}$상의 ${\gamma}$$\longrightarrow$$\beta$$\longrightarrow$$\alpha$로의 상전이를 상분해와 연관하여 고찰하였다.고찰하였다.하였다.다.하였다.