재변환

재변환 공정은 농축된 육불화 우라늄으로부터 이산화 우라늄 분말을 제조하는 화학공정으로 제조공정 중 액체상의 물이 우라늄과 접촉하는 습식법과 기체상인 수증기만이 우라늄과 접촉하는 건식법이 있다. 국내 핵연료 제조사인 한전원자력연료주식회사는 습식인 AUC공정과 건식인 DC공정방법을 사용중이다.

AUC공정은 육불화 우라늄을 기화, 침전, 여과, 배소, 환원, 안정화의 5단계 과정을 거쳐 이산화 우라늄으로 제조된다. 각 단계별로 보면 실린더에 들어있는 농축 육불화 우라늄은 상온에서 고체상이므로 100~105℃로 가열하여 기화하여 침점공정으로 보내진다. 침점공정에서 기화된 육불화 우라늄이 탄산가스, 암모니아, 물과 작용하여 AUC(Ammonium Uranil Carbonate)를 만든다.

UF6+10NH3+3CO2+5H2O→ (NH4)4UO2(CO3)3+6NH4F

침전공정에서 생성된 우라늄 슬러리는 AUC 와 모액을 분리하기 위하여 여과 장치를 거친다. 다음 AUC 입자를 약 600℃에서 배소, 환원하여 UO2입자가 된다.

배소 : (NH4)4UO2(CO3)3→ UO3+4NH3+3CO2+2H2O

환원 : UO3+H2→ UO2+H2O

이렇게 생산된 UO2는 공기 중에서 매우 불안정하여 산소와 반응하여 U3O8로 산화된다. 이를 막기 위하여 UO2입자를 약 80℃의 공기 중에서 산화하여 U4O9또는U3O8의 얇은 피막을 만든다.

안정화 : UO2+XO2→ UO 2+x(x=0.1~0.15)

건식 공정은 기화된 육불화 우라늄을 습식공정에서와 같이 침전시키지 않고 열가수분해하여 UO2를 제조하는 공정으로 습식공정에 비하여 폐기물이 적게 발생하는 장점이 있다.

부스러기(scrap) 순환 성형가공 공정중 주로 소결체를 만드는 과정에서 소량의 부스러기가 발생한다. 분쇄하여 바로 재사용할 수 있는 부스러기도 있으나 일부 더러운 부스러기는 처리과정을 거쳐야 한다.