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핵연료 순환과정
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핵연료 순환과정
1. 핵에너지의 개요
- 전세계 에너지 소비량 - 꾸준히 증가.
- 화석연료(원유, 석탄, 천연가스 등)가 주요 에너지원이지만 남아있는 양이 한정되어 있고 이러한 에너지원의 집중적 사용은 CO2, SO2, 및 NO2를 지속적으로 배출하기 때문에 생태계에 해롭다.
- 태양에너지, 풍력, 조력, 핵 에너지 같은 대체 에너지원의 중요성이 증가.
- 전 세계의 핵 에너지 - 전체 발전량의 약 15%
- 생산된 전력의 비용이 저렴하며 자원의 보존과 원유 의존도도 감소한다.
2. 핵연료 순환
1) 핵 연료 생산
# 우라늄광석의 채광과 정제
가) 우라늄 원광으로부터 우라늄의 추출
) 침출 공정
- 대기압하에서 묽은 황산에 의해 산화 우라늄을 황산 우라닐로 소화.
UO3 + H2SO4 ---> UO2SO4 + H2O
- 알칼리성 맥석 형태의 원광 - 압력 5-6기압, 온도 95-120도 상태에서 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 탄산암모늄에 의한 침출.
UO3 + Na2CO3 + 2NaHCO3 ---> Na4[UO2(CO3)3] + H2O
- 저품위 우라늄 원광 - 현지 침출(알칼리성 침출 매체가 주입 파이프를 통하여 암석의 엷은 층간에 주입되고 알키메데스 스크류 펌프에 의해 지상까지 이송. 효율: 우라늄 함량의 60-80%)
) 침출용액으로부터 우라늄의 분리
- 이온교환법에 의한 분리
- 용매추출에 의한 분리
* 추출조제를 사용한 유기용매로부터의 우라늄의 추출
* 함유된 우라늄을 수용액상의 우라닐(VI) 착염 형태로 추출
) 공업용 우라늄 혼합물의 제조
- 이온 교환법 또는 용매추출법에 의해 생산된 우라늄염 용액은 더욱 가공되고 불순물 제거 필요
- pH > 12의 알칼리용액에 수산화나트륨 첨가하거나 pH 5인 산성요액에 암모니아를 가한다.
나) 인산염으로부터 우라늄의 분리
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2011.03.11
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