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네오듐 고용 이산화우라늄의 고온 산화거동 (High Temperature Oxidation Behavior of Nd-doped $UO_2$)

  • 이재원;강상준;김영환;조광훈;박근일;이정원
    • 공업화학
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    • 제24권3호
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    • pp.227-230
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    • 2013
  • $(U_{1-x}Nd_x)O_2$ 소결체를 $500^{\circ}C$에서 산화하여 얻은 $(U_{1-x}Ndx)_3O_8$ 분말의 상변화를 $900{\sim}1500^{\circ}C$의 공기 중에서 고온 산화 열처리를 하여 조사하였다. $1100^{\circ}C$ 이상의 온도로 산화 열처리할 경우에 Nd 농도가 높은 $(U_{1-y}Nd_y)O_{2+z}$ 상과 $U_3O_8$ 상이 생성됨을 확인하였으며, 산화 열처리 온도가 높아질수록 $(U_{1-y}Nd_y)O_{2+z}$ 상에서의 Nd 농도는 감소하였다. 산화 열처리 온도의 증가에 따라서 $U_3O_{8-w}$ 입자로부터 $(U_{1-y}Nd_y)O_{2+z}$ 입자로의 U 양이온 및 Nd 양이온이 두 입자의 계면을 통해 농도 구배에 따른 확산에 의해서 $(U_{1-y}Nd_y)O_{2+z}$ 상 내에 U의 농도는 증가하고 Nd의 농도는 감소하게 된다. 이러한 현상은 산화 열처리 온도증가에 따라서 $U_3O_8$ 상에 대한 $(U_{1-y}Nd_y)O_{2+z}$ 상의 X-선 회절피크의 적분강도비 증가와 $(U_{1-y}Nd_y)O_{2+z}$ 상의 입자가 커지는 것과 연관하여 해석할 수 있었다.

The High Temperature Oxidation Behavior of l0wt%$Gd_2 O_3$- Doped $UO_2$

  • J.H. Yang;K.W. Kang;Kim, K.S.;K.W. Song;Kim, J.H.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제33권3호
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    • pp.307-314
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    • 2001
  • The changes of weight gain, structure, morphology and uranium oxidation states in l0wt% G $d_2$ $O_3$-doped U $O_2$ during the oxidation below 475$^{\circ}C$ and heat treatment at 130$0^{\circ}C$ in air were investigated using TGA, XRD, SEM, EPMA and XPS. The room temperature ( $U_{0.86}$G $d_{0.14}$) $O_2$Cubic Phase Converted to highly distorted ( $U_{0.86}$G $d_{0.14}$)$_3$ $O_{8}$ -type sing1e Phase by oxidation at 475 $^{\circ}C$ in air. This oxidized phase was reduced by annealing at 130$0^{\circ}C$ in air. The room temperature XRD pattern of the 130$0^{\circ}C$ annealed powder revealed that ( $U_{0.86}$G $d_{0.14}$)$_3$ $O_{8}$ -type single phase was separated into Gd-depleted $U_3$ $O_{8}$ and Gd-enriched ( $U_{0.7}$G $d_{0.3}$) $O_2$$_{+x}$ type cubic phase. The reduction and phase separation by the high temperature annealing of kinetically metastable and highly deformed ( $U_{0.86}$G $d_{0.14}$)$_3$ $O_{8}$ -type phase are interpreted in terms of cation size difference between G $d^3$$^{+}$ and U according to the oxidation state of U.U.U.U.U.te of U.U.U.U.U.

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Ce$O_2$첨가 및 분말처리가 U$O_2$ 분말의 소결에 미치는 영향 (Effect of Ce$O_2$ Addition and Powder Treatment on the Sintering of U$O_2$ Powder)

  • 김형수;이영우;최창범;양명승;전풍일
    • 한국재료학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.245-252
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    • 1993
  • 순수 $UO_2$에 첨가량 변화 및 ball-milling 시간에 따른 (U, Ce)$O_2$ 분말의 특성과 각 조건별로 제조된 분말을 압분 및 소결하여 (U, Ce)$O_2$ 분말 특성에 따른 소결성을 비교 조사하였다. 실험 결과로 부터 ball-milling시간이 길어짐에 따라 입자들은 미세화되고, Ce$O_2$ 함량이 증가할수록 압분, 소결밀도는 저하 하였으며, $CeO_2$는 소결성을 저하시키는 산화물임을 확인하였다. 10wt%,$CeO_2$ 가 첨가된 (U, Ce)$O_2$ 분말의 경우, ball-milling 4시간 수행한 분말의 소결체가 기공의 수도 적고, 구형에 가까왔으며, 소결밀도가 가장 높았다. 이는 4시간 ball-milling한 (U, Ce)$O_2$분말이 비표면적이 크로 그의 packing ratio가 적절하였기 때문이다.

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사용후핵연료의 전기화학적 금속전환을 위한 5kg $U_{3}O_{8}$ Batch 규모의 Mock-up 시험 (5kg $U_{3}O_{8}$ Batch Scale Mock-up Test for the Electrochemical Reduction of Spent Oxide Fuel)

  • 오승철;허진목;홍순석;이원경;서중석;박승원
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.47-53
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    • 2003
  • 한국원자력연구소에서는 산화물 형태의 사용후핵연료를 용융염 매질에서 금속으로 전환함으로써 사용후핵연료의 발열량, 부피 및 방사능을 1/4로 감소시킬 수 있는 전기화학적 금속전환공정을 개발하고 g 규모(3-40g $U_{3}O_{8}$ batch)로 기초실험을 수행하고 있다. 본 연구에서는 전기화학적 금속전환 장치를 5kg $U_{3}O_{8}$ batch 규모로 설계 제작하고, 목표로 하고 있는 20kg $U_{3}O_{8}$ batch 규모 핫셀 실증을 위한 장치설계자료를 산출하기 위해 mock-up test를 수행하였다. 운전변수에 따른 $U_{3}O_{8}$의 전기화학적 환원거동을 규명하였으며, $U_{3}O_{8}$ 분말을 99% 이상 금속전환하여 전기화학적 금속전환공정의 타당성을 kg 규모로 검증할 수 있었다.

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산화물 표면의 U(VI) 흡착에 미치는 살리실산과 피콜린산의 영향 (Effect of Salicylic and Picolinic Acids Acids on the Adsorption of U(VI) onto Oxides)

  • 박경균;정의창;조혜륜;송규석
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.219-227
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    • 2009
  • 세 종류의 산화물($TiO_2$(아나타제), $SiO_2$(비결정성) 및 $Al_2O_3$(비결정성)) 표면에 U(VI)이 흡착될 때 유기산이 미치는 영향을 연구하였다. 유기산으로는 살리실산과 피콜린산을 사용하였다. 유기산의 존재 여부에 따라 달라지는 U(VI)의 흡착률 변화를 pH 함수로 측정하였다. 또한 U(VI)의 존재 여부에 따라 달라지는 유기산의 흡착량을 pH 함수로 측정하였다. $TiO_2$의 경우, 살리실산과 피콜린산이 U(VI)과 수용성 착물을 형성함으로써 U(VI)의 흡착률을 저하시킨다. $SiO_2$의 경우, 살리실산은 U(VI) 흡착에 영향을 주지 않지만, 피콜린산은 오히려 U(VI) 흡착을 증가시킨다. 이 현상을 삼성분 표면착물(ternary surface complex) 생성으로 해석하였으며 U(VI) 흡착에 의존하는 피콜린산의 흡착량 변화, 그리고 흡착된 U(VI)의 형광 특성 변화로 이를 확인하였다. $Al_2O_3$의 경우, 살리실산과 피콜린산 모두 U(VI) 흡착과 무관하게 높은 흡착량을 보였으나 U(VI) 흡착을 감소시키지는 않았다. 따라서 삼성분 표면착물 생성을 배제할 수 없으나 이를 확인하기 위해서는 분광 분석과 같은 추가 연구가 필요하다.

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경옥고(瓊玉膏)가 영양소 결핍으로 유도한 성장장애 흰쥐의 성장 및 학습효과에 미치는 영향 (Effects of Kyungohkgo(Qióng yù gào) on Growth and Learning Ability in Growth Deficiency Rat with Insufficient Nutrition Diet)

  • 한석훈;차윤엽;이은
    • 한방재활의학과학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.97-109
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    • 2008
  • Objectives : Effects of Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) on intellectual development and learning ability were investigated growth and intellectual impairment rat with insufficient nutrition diet. Methods : We divided male Sprague-Dawley rats into 4 groups(A, B, C, D). They were normal group(A), growth deficiency rat with insufficient nutrition diet group(B), growth deficiency rat with 0.1% Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) group(C) and growth deficiency rat with 0.2% Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) group(D). They were administered for 5 weeks. We measured body weight, serum growth hormone, insulin-like growth factor and thyroid stimulating hormone, RBC, concentration of Hb and PCV ratio, total WBC and its composition, the values of plasma glutamic oxaloacetic transaminase(GOT) and glutamic pyruvic transaminase(GPT) activities and morris water maze test in escape distance, escape time and escape speed. Results : 1. Body weight showed a tendency to increase in the Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) groups and 0.2% Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) group showed significantly different than control groups. 2. Serum growth hormone, insulin-like growth factor and thyroid stimulating hormone showed a tendency to increase in Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) groups, however these values showed no significantly different. 3. About the counts of RBC, 0.1% and 0.2% Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) groups showed significantly different than control groups. Concentration of Hb was higher than control group in Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) groups. And 0.2% Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) group showed significantly different than control groups in PCV ratio. 4. The counts of total WBC and its composition showed no significantly different in all treatment groups. 5. The values of plasma glutamic oxaloacetic transaminase(GOT) and glutamic pyruvic transaminase(GPT) activities showed no significantly different in all treatment groups. 6. In the morris water maze test, in escape distance and escape speed, Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) groups showed no significantly different than control group. But Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) groups showed the increasing tendency. Conclusions : So Kyungohkgo($Qi{\acute{o}}ng\;y{\grave{u}}\;g{\grave{a}}o$) have an effect of promoting growth of rats and might be effect to treat various kinds of growth delay in children.

유로퓸 고용(固溶) 우라늄산화물(酸化物)의 황화반응(黃化反應) 특성(特性) (Sulfurization Reaction Characteristics of Eu-doped Uranium Oxides)

  • 이재원;박근일;이정원
    • 자원리싸이클링
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    • 제22권3호
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    • pp.57-64
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    • 2013
  • 희토류산화물인 $Eu_2O_3$, 우라늄산화물인 $UO_2$$U_3O_8$, $Eu_2O_3$와 우라늄산화물의 혼합물에 대한 선택적 황화반응을 조사한 후에, $(U,Eu)O_2$$(U,Eu)_3O_8$와 같은 Eu 고용 우라늄산화물, Eu 고용 우라늄산화물의 고온 산화열처리 상분리 생성물인 Eu 농도가 높은 $(U,Eu)_4O_9$$U_3O_8$의 혼합상에 대한 황화반응 특성을 $400-800^{\circ}C$에서 조사하였다. $Eu_2O_3$ 및 우라늄산화물의 혼합물의 경우에는 $450^{\circ}C$에서 Eu와 우라늄 산화물간의 반응이 없이 $Eu_2O_3$$Eu_3S_4$로 전환되었다. $(U,Eu)_3O_8$$(U,Eu)O_2$에서는 반응온도 $600^{\circ}C$까지는 우라늄산화물과 동일한 황화반응 거동을 보였으며, $800^{\circ}C$에서는 Eu 농도가 높은 $(U,Eu)S_x$${\alpha}-US_2$ 상이 생성되었다. 고온 산화열처리 상분리 생성물은 $600^{\circ}C$에서 $(U,Eu)S_x$과 UOS 상이 생성되었다. 상분리 생성물을 환원하여 얻은 Eu 농도가 높은 $(U,Eu)O_2$$UO_2$의 혼합상은 $450^{\circ}C$에서 $(U,Eu)O_2$은 산황화물인 (U,Eu)OS로 전환되고 $UO_2$는 반응하지 않았다.

[ $(Th,U)O_2$ ] Pellets: Fabrication and Thermal Properties

  • Kang Ki Won;Yang Jae Ho;Kim Keon Sik;Song Kun Woo;Lee Chan Bock;Jung Youn Ho
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제35권4호
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    • pp.299-308
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    • 2003
  • Fabrication technique of $(Th,U)O_2$ pellets has been investigated. Powder mixtures of $ThO_2\;and\;UO_2$ were milled in two different ways-dry and wet milling. Milled powder was compacted and sintered to $(Th,U)O_2$ pellets. The wet-milled powder leads to a $(Th,U)O_2$ pellet having a high sintered density and uniform distribution of U and Th, compared to the dry-milled powder. The sintered density of a $(Th,U)O_2$ pellet tends to decrease by increasing the content of $ThO_2$. The thermal conductivity of $ThO_2\;and\;(Th,U)O_2$ pellets was measured by the laser flash method. The thermal conductivity of the $ThO_2$ pellet is higher than that of the $UO_2$ pellet, and the thermal conductivities of $(Th,U)O_2$ pellets containing $65wt\%\;and\;35wt\%\;ThO_2$ pellets are lower than that of the $UO_2$ pellet.

금속산화물을 이용한 유동층반응기에서 배연탈황특성 (The Characteristics of Desulfurization using Metal Oxides in a Fluidized Bed Reactor)

  • 박태성;홍성창
    • 공업화학
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    • 제9권2호
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    • pp.278-285
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    • 1998
  • 배출가스중의 $SO_2$ 제거를 위하여 다양한 금속산화물로 구성된 천연망간광석, 철광석, $CuO/{\gamma}-A1_2O_3$ 등을 흡착제로 사용하여 고정층반응기에서 흡착용량실험을 하였다. 또한 흡착제중 흡착용량이 떨어지는 철광석을 제외한 두 가지 흡착제를 이용하여 유동층반응기에서 유속, 온도, 입자크기 등의 조업조건에 따른 $SO_2$ 흡착실험을 수행하였다. 모든 흡착제에서 온도가 증가할수록 흡착량이 증가하는 화학흡착반응을 보였고 유동층반응기에서 $U_o/U_{mf}$$U_o-U_{mf}$와 같은 유속조건에 따라 입자 크기에 따른 흡착량의 변화가 다르게 나타났으며 유동층반응기 성능식으로부터 반응속도상수를 얻었다. 이 실험을 통하여 천연망간광석이 유동층반응기에서 $SO_2$ 흡착제로의 사용가능성을 확인할 수 있었다.

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중부 옥천대 월악산과 속리산 화강암의 방사성 광물 산출상태와 U-Th 지구화학 (Occurrence of Radioactive Minerals and U-Th Geochemistry of the Weolaksan and Sokrisan Granite in the Central Ogcheon Belt)

  • 황정
    • 지질공학
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    • 제32권2호
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    • pp.295-310
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    • 2022
  • 월악산-속리산 화강암은 SiO2와 알카리(Na2O+K2O) 함량이 높고 CaO와 P2O5는 결핍된 원소 특성을 보인다. 또한 화강암의 알루미나 포화지수는 1.3 이상으로 과알루미나질 특성을 보인다. U과 Th의 평균 함량은 각각 8.3과 39.3 ppm으로서 국내 중생대 화강암 중에서 가장 높은 방사성 원소 함량을 보이며, 화강암의 세계 평균보다 약 2배 정도로 높다. 이러한 높은 방사성 원소 함량 특성은 화강암의 고분화 특성과 대륙지각 기원의 암석 성인에 기인한다. U 또는 Th을 함유하는 방사성 광물은 저어콘, 토라이트, 모나자이트, 제노타임, 퍼구소나이트, 우라니나이트 등이다. 화강암의 Th/U 비 평균값이 5.4로서 지각 평균값과 유사하다는 것은 방사성 원소의 화강암 내 분포가 지각 기원 물질의 마그마 작용에 조절되었음을 의미한다. U과 Th에 대한 Zr, Y, HREE 간의 상관관계로 보아, 방사성 원소는 저어콘이나 모나자이트보다는 주로 제노타임에 포함되어 산출되는 것으로 해석된다.