모의 금속전환체 U-Nb 합금의 공기중 산화거동

• 영문명: Oxidation Behavior of Simulated Metallic U-Nb Alloys in Air
• 발행기관: 한국방사성폐기물학회
• 저자명: 이은표 주준식 유길성 조일제 국동학 김호동
• 간행물 정보: 『Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology (JNFCWT)』Vol.2 No.4, 239~244쪽, 전체 6쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2004.12.31

국문 초록

사용후핵연료 금속전환체의 저장 안정성을 높이기 위해 금속전환체의 주성분인 금속우라늄과 산화 안정화물질로 알려져 있는 Nb을 첨가하여 모의 금속전환체 합금을 제작하였다. 모의 금속전환체 합금을 200~300 ℃ 온도구간에서 순수 산소분위기로 산화시험을 수행하고 무게증가(wt%)를 열중량분석기(TGA)로 측정하였다. 산화 실험결과 U-Nb 모의 금속전환체는 순수 금속우라늄에 비하여 상당한 산화 저항성을 가졌다. U-Nb 합금의 경우 Nb의 함량 1, 2, 3, 4 wt%에 따라 각각 온도가 200 ℃일 경우에는 1.61, 7.78, 11.76, 20.14배, 250 ℃에서 1.45, 5.98, 10.08, 11.15배, 300 ℃에서 1.33, 4.82, 8.87, 6.84배 순수 금속우라늄에 비해 산화저항성이 향상되는 것으로 나타났다. 또한 U-1~4 wt%Nb 합금에 대한 활성화 에너지는 17.13~21.92 kcal/mol 로 나타났다.

영문 초록

In order to enhance an oxidation resistance of the pure uranium metal under air condition, a small quantity of niobium(Nb) which is known to mitigate metal oxidation is added into uranium metal as an alloying element. A simulated metallic uranium alloy, U-Nb has been fabricated and then oxidized in the range of 200 to 300 ℃ under the environment of the pure oxygen gas. The oxidized quantity in terms of the weight gain(wt%) has been measured with the help of a thermogravimetric analyzer. The results show that the oxidation resistance of the U-Nb alloy is considerably enhanced in comparison with that of the pure uranium metal. It is revealed that the oxidation resistance of the former with the niobium content of 1, 2, 3 and 4 wt% is : 1) 1.61, 7.78, 11.76 and 20.14 times at the temperature of 200 ℃ ; 2) 1.45, 5.98, 10.08 and 11.15 times at 250 ℃ ; and 3) 1.33, 4.82, 8.87 and 6.84 times at 300 ℃ higher than that of the latter, espectively. Besides, it is shown that the activation energy attributable to the oxidation is 17.13 21.92 kcal/mol.

키워드

산화속도 우라늄 우라늄합금 사용후핵연료 산화저항성 Oxidation Kinetics Uranium Uranium Alloy Spent Nuclear Fuel Oxidation Resistance