• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권4호
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• pp.349-358
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• 1996

The leaching behavior of uranium from unirradiated CANDU UO$_2$ fuel pellet in the spent fuel wet storage and disposal conditions has been investigated. A modified IAEA leach test method was used, and then the extent of leaching was monitored by analysis for uranium in the leachant. The leach test has been performed in various leachants(demineralized water and boric acid solution at pH=6, synthetic granite groundwater) for a long-term period of 5.4 years, and the effect of temperature on the leach rate of uranium has been analyzed. The leach rates of uranium at $25^{\circ}C$ were dependent on the leachants. Over initial 100 days of leach periods, the leach rate in groundwater was the highest in three leachants and no significant differences of leach rates ore observed in the demineralized oater and boric acid solution. But these leach rates in three leachants around 2,000 days at $25^{\circ}C$ appeared to be reached the steady rates in the range of 1~5$\times$10$^{-8}$ g/$\textrm{cm}^2$ day. The leach rate of uranium in groundwater shooed to be independent of the temperature, but those in both demineralized water and boric acid solution increased with temperature. These results show that the leaching behavior of uranium from UO$_2$ fuel in both the demineralized water ann boric acid may be controlled tv the surface oxidative.dissolution reaction of UO$_2$ and the leach rate of uranium in groundwater at room temperature could mainly be controlled by the complex reaction of dissolved uranyl ions with carbonate ions and no variation of leach rate of UO$_2$ in groundwater with temperature may be due to the local deposition of passivating uranyl phases on the surface.

• 한국광물학회지
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• 제23권2호
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• pp.107-115
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• 2010

한국원자력연구원 지하처분연구시설의 지하심부에 생존하는 미생물을 이용하여 용존우라늄의 제거 및 광물화에 대한 실험을 실시하였다. 미생물은 철환원박테리아와 황산염환원박테리아로 구분하여 개별적으로 실험을 실시하였으며, 실험 후 X-선 회절분석 및 주사전자현미경을 이용하여 생성광물을 확인하였고 용액상의 농도 변화는 유도결합플라즈마분석기를 이용하여 분석하였다. 철환원박테리아에서는 우라늄과 철이온이 공존할 때, 우라늄보다는 철이온이 선택적으로 환원과정에 참여하였으며, 결과적으로 우라늄의 환원 및 제거가 거의 이루어지지 못하였다. 하지만, 망간이 포함된 조건에서는 상당량의 우라늄 제거 효과가 나타났다. 황산염환원박테리아에서는 철과 망간이 공존할 때, 철이 선택적으로 황과 결합하여 맥키나와이트(FeS)라는 황화광물을 형성하였으며, 망간으로 구성된 황화광물은 만들어지지 않았다. 하지만, 망간이 공존하는 경우에 우라늄의 제거는 훨씬 효과적이었는데, 이는 황화광물에 불순물로 포함된 망간이 우라늄의 흡착 및 포획에 큰 영향을 미치기 때문인 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권3호
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• pp.281-290
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• 2018

고준위방사성폐기물 심지층 처분 대상 암종으로 고려되는 화강암에서 방사성핵종의 장기 거동특성을 이해하기 위한 연구의 일환으로 KURT (KAERI Underground Research Tunnel) 화강암에 존재하는 우라늄의 용출특성에 대한 연구를 수행하였다. 반응 시작 후부터 10일 동안의 반응기간 중 다른 반응용액에 비해 $CO_3{^{2-}}$ 농도가 높은 $UD-CO_3$ 및 UD-Bg 반응용액에서 우라늄의 용출량이 다소 급격하게 증가하였다. 또한 Na 또는 Ca가 다량 함유된 반응용액에서 반응 60일 이후 우라늄 용출량이 다소 급격히 증가하였다. 각 반응용액에 의한 반응 270일까지의 우라늄의 용출량은 $UD-CO_3$ ($44.61{\mu}g{\cdot}L^{-1}$), UD-Bg($41.01{\mu}g{\cdot}L^{-1}$), UD-Na ($26.87{\mu}g{\cdot}L^{-1}$), UD-Ca ($20.26{\mu}g{\cdot}L^{-1}$), UD-CaSi ($17.03{\mu}g{\cdot}L^{-1}$), UD-Si ($10.47{\mu}g{\cdot}L^{-1}$)으로 지속적으로 증가 하였으나, 반응 270일 이후 우라늄 용출량은 점차 감소하는 경향을 나타낸다. 이는 화강암 시료 내에 존재하는 우라늄이 반응용액과 상호반응에 의해 최대 용출될 수 있는 한계에 도달하였기 때문으로 판단된다. 우라늄 용출은 혼합된 반응용액 내의 $CO_3{^{2-}}$ 존재와 수질의 지화학적 유형에 따라 우라늄의 용출 농도 및 용출 최대치가 나타나는 시점이 다르게 확인되었다. 이는 시료와 반응용액의 상호반응 과정에서 용존이온의 영향에 의해 화강암시료와 반응용액 사이에 반응속도의 차이가 발생하는 것으로 판단된다.

• 분석과학
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• 제21권5호
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• pp.397-402
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• 2008

이산화우라늄을 질산 및 미량의 불산으로 녹인 다음 우라늄 매트릭스로부터 규소를 분리하지 않고 분광광도계(spectrophotometer)로 측정할 수 있는 분석조건을 검토하였다. 분광광도계로 미량의 규소를 측정할 때 미량의 불산이 규소 분석에 미치는 영향을 조사하였으며, 불산의 간섭을 방지하기 위하여 붕산을 사용하였다. 우라늄 용액에서 미량의 불산이 존재할 경우 포화붕산 사용 유무에 따른 규소의 회수율은 각각 $103.3{\pm}0.8$ 및 $76.6{\pm}6.8%$이었다. 포화붕산의 양은 규소의 회수율에 크게 영향을 미치지 않았다. 따라서 본 방법으로 이산화우라늄 분말 중의 불순물로 존재하는 미량의 규소를 분리 과정없이 바로 UV-VIS 분광광도법으로 정량할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권1호
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• pp.63-72
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• 2020

용존 6가 우라늄은 다양한 화학종으로 존재하며, 화학종의 분포는 수용액의 pH에 의존한다. 산성 및 중성 근처의 pH 환경에서는 대표적으로 UO₂²⁺, UO₂OH⁺, (UO₂)₂(OH)₂²⁺, (UO₂)₃(OH)₅⁺ 화학종이 공존한다. 수용액 속에 비결정성 실리카가 콜로이드 성질의 부유입자 상태로 존재할 때 용존 화학종은 실리카 표면에 쉽게 흡착된다. 이 연구에서는 표면 흡착 화학종의 분포가 용존 화학종의 분포를 따르는지 조사하였다. 시료의 pH 값이 3.5-7.5인 조건에서 3종의 용존 화학종(UO₂²⁺, UO₂OH⁺, (UO₂)₃(OH)₅⁺)과 2종의 표면 흡착 화학종(≡SiO₂UO₂, ≡SiO₂(UO₂)OH^- 또는 ≡SiO₂(UO₂)₃(OH)₅^-)의 시간 분해 발광(luminescence) 스펙트럼을 측정하였다. pH 변화에 따른 각 화학종의 스펙트럼 변화 양상을 비교한 결과로 표면 흡착 U(VI) 화학종의 분포는 용존 U(VI) 화학종의 분포와 다르다는 것을 확인하였다.

• 한국광물학회지
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• 제15권1호
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• pp.11-21
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• 2002

지하수 중 우라늄이 높은 농도로 포함되어 있는 대보화강암 지역의 대수층구간에서 회수된 시추 코아에서 우라늄광물의 산출과 존재형태를 연구하였다. 우라늄광물은 일차적 기원으로 산출되며, 저어콘, 모나자이트, 제노타임 등과 같은 부성분 광물 내에 함유되는데 대부분 미량성분이나 포획물로 들어있다. 우라늄 광물은 $1~2mu$m 이하의 미림질의 결정으로 산출되므로 후방산란 전자영상(BSE)으로서도 구분이 매우 어렵다. 우라늄 광물을 포함하는 부성분 광물에서 이들이 빠져나간 용해동공이나 용해조직이 흔하게 관찰되는 것으로 보아 이들은 부분적으로 지하수로 용해되어 빠져나간 것으로 판단된다. 모암내의 우라늄함량과 지하수중 우라늄의 함량이 서로 별다른 관련성을 보이지 않는 사실은 우라늄광물이 용해될 수 있는 수리화학적 환경 외에도 우라늄 광물의 산출특징과 존재형태도 중요한 요소임을 지시해 준다.

• 자원환경지질
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• 제42권5호
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• pp.471-477
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• 2009

물속에 우라닐이온(${UO_2}^{2+}$) 형태로 존재하는 산화우라늄을 철환원세균인 스와넬라균(Shewanella p.)을 이용하여 제거하는 실험을 수행하였다. 용액상의 우라늄 초기농도는 $50{\mu}M$ 이었으며 미생물과의 반응에 의해 점차 그 농도가 감소하였고, 약 2주 후에 거의 대부분의 우라늄이 제거되었다. 우라늄이 제거된 기작은 대부분 미생물 표면에 대한 흡착, 침전 및 광물화에 의한 것이었다. 투과전자현미경으로 관찰한 결과로는 미생물 표면에 흡착되어 점차 결정화되어가는 우라늄이 큰 광물로 성장하고 여러 미생물개체 및 유기분비물과의 결합을 통해 그 크기가 수 ${\mu}m$ 이상으로 커져가는 것을 확인하였다. 이러한 미생물에 의한 우라늄 광물의 성장 및 결합은 방사성폐기물처분장의 우라늄 거동에 큰 영향을 끼칠 수 있으며, 특별히 본 실험에서 관찰한 생지화학적인 금속환원미생물의 역할에 의해 지하 우라늄의 이동이 상당히 지연되는 효과를 거둘 수 있을 것으로 사료된다.

• 분석과학
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• 제16권6호
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• pp.450-457
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• 2003

사용후핵연료 내 U 및 동위원소 정량분석을 동위원소 희석 질량분석법 (isotope dilution mass spectrometry, IDMS)으로 수행하였다. 시료는 산화우라늄 사용후핵연료 시료를 $HNO_3$(1+1) 또는 이 용액과 14 M $HNO_3-0.05M$ HF 혼합용액으로 용해한 후 막 거르게 ($1.2{\mu}m$)로 여과하여 준비하였다. 시료 및 스파이크를 첨가한 시료 중의 U은 AG lX8 음이온교환 수지관에서 0.1 M HCl 용액으로 용리하였다. 시료 중의 총 U 량과 성분 동위원소 ($^{234}U$, $^{235}U$, $^{236}U$ 및 $^{238}U$)의 조성은 $^{233}U$을 스파이크로 이용하는 동위원소 희석 질량분석법으로 정량하였다. 제조한 U-233 스파이크 용액은 천연 및 감손 U을 이용한 역동위원소 희석 질량분석법 (reverse isotope dilution mass spectrometry, R-IDMS)으로 표정하였다. 동위원소 희석 질량분석법에 의한 핵연료시료 중의 총 U 량 측정결과를 전위차 적정으로 측정한 결과와 비교하였을 때 0.34% 평균 상대오차 범위에서 일치하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제16권5호
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• pp.67-73
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• 2011

Groundwaters were sampled from 730 wells being used for drinking purposes during 2007-2009. These samples were analysed using a gas-flow type GPC (Gas Proportional Counter) according to the USEPA method (900.0). We obtained a gross-alpha counting TDS (total dissolved solid) efficiency curve (Y = 0.0017X2 - 0.3122X + 19.165, X = TDS, Y = efficiency, $R^2$ = 0.9734) using natural uranium standard to get gross ${\alpha}$ value of the samples. The gross alpha values ranged from MDA (minimum detectable activity) to 14.88 pCi/L and 429 samples showed values higher than MDA (< 0.9 pCi/L). Correlations of the uranium values with the total alpha values and the gross-alpha values indicate that uranium values have high impacts on gross-alpha values. Groundwater samples of study areas were classified into four regions according to the rock types; plutonic (granite) rock region (427 areas), metamorphic rock region (181 aeras), sedimentary rock region (70 areas), volcanic rock region (52 areas). Groundwater of Cretaceous granite presented the highest gross-alpha value. Gross alpha in groundwaters showed no relationship with uranium in terms of the geological ages, rocks and minerals.

• 대한화학회지
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• 제38권7호
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• pp.502-508
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• 1994

염의 농도가 큰 시료용액중에 미량으로 함유되어 있는 U(VI)과 Th(VI)을 액상크로마토그래피로 동시에 분리, 정량하였다. 약 2ml의 시료를 pH5.5의 0.11M ${\alpha}$-HIBA 용리액과 함께 C_{18}$ 역상농축컬럼에 통과시켜 U(VI)과 Th(VI)을 농축시켰으며, 농축된 이들 원소들을 다시 비활성 C_{18}$ 역상분리컬럼에서 pH3.0의 0.17M ${\alpha}$-HIBA/0.0038 M 1-pentanesulfonate 용리액으로 각각 분리하였다. 분리된 이들 원소들은 Arsenazo III를 사용하는 postcolumn반응으로 검출되었으며, 검출한계는 두 원서 모두 1ppb이었다.