우라늄변환

우라늄 변환 공정

Uranium Conversion. 우라늄 정광(concentrate, U₃O₈)을 농축 공정이나 핵연료로 사용하기에 적합하도록 불순물을 제거하고 우측 그림과 같이 화학적 조성을 변화시켜 주는 과정을 말한다.

천연 우라늄을 사용하는 중수로 연료의 경우는 환원 공정을 통하여 U₃O₈을 이산화우라늄(UO₂)으로 변환시키고 이를 핵연료제조 공장에 보내 소결체로 만든다. 경수로용 핵연료는 3% ~ 5%의 U-235 농축이 필요하기 때문에 앞 공정에서 만들어진 분말 상태의 이산화 우라늄을 농축 공정에 적합한 형태인 육불화우라늄(UF₆)으로 변환 시키는 공정이 추가된다.

육불화 우라늄은 상온에서는 고체이지만 약간의 가열로 섭씨 57도에 이르면 기화하는 성질을 갖고 있기 때문에 기체 상태의 우라늄 화합물을 사용해야 하는 농축 공정에서 사용된다. 농축 처리된 육불화우라늄은 핵연료제조공장에서 소결체 제조를 위하여 이산화 우라늄으로 다시 변환시키는데 이를 재변환(re-conversion)이라고 한다.

세계의 변환 서비스 시장은 아래 표와 같이 대규모 시설을 보유한 몇 개의 회사가 과점하고 있다.

국가 (회사)	2015년 생산(톤U)
캐나다 (Cameco)	8,750
러시아 (TVEL)	12,500
프랑스 (Areva)	10,500
미국 (Converdyn)	10,500
중국 (CNNC)	4,000
브라질 (IPEN)	70
세계 합계	46,320

우리나라는 한전원자력연료(주)가 농축 공장에서 이송되어 온 농축 UF₆를 경수로 핵연료용 소결체 제조를 위하여 UO₂로 바꾸는 연간 600톤 규모의 재변환 시설을 운영하고 있다.

이 자료의 최초 작성 및 등록 : 박 찬오(SNEPC) copark5379@snu.ac.kr