본 연구에서는 고온의 LiCl-LlO 용융염계에서 우라늄 산화물의 금속전환과 LiO의 전해반응이 동시에 진행되는 통합 반응 메카니즘을 기초로 한 전기화학적 금속전환기술을 제안하였다. 본 실험에서는 전기화학적 환원반응에 의해 생성된 Li 금속이온이 음극에 전착과 동시에 우라늄 산화물과 반응하여 금속전환율 99 % 이상의 우라늄 감속을 생성하는 통합 반응 메카니즘을 확인할 수 있었다. 또한 전기화학적 금속전환기술의 공정 적용성 평가 일환으로 우라늄 산화물의 금속전환성, 반응 메카니즘 규명, LiO의 closed recycle rate 및 물질전달 특성 등의 기초 데이터를 확보하였다 향후 전기화학적 금속전환기술은 LiCl-Li 용융염계의 금속전환공정의 반응조건 제한성 해소, 금속전환율 향상 및 공정의 단순화 등의 기술성과 경제성 향상 측면에서 획기적인 방안으로 고려될 수 있을 것으로 판단된다.

This study proposed a new electrolytic reduction technology that is based on the integration of simultaneous uranium oxide metallization and LiO electrowinning. In this electrolytic reduction reaction, electrolytically reduced Li deposits on cathode and simultaneously reacts with uranium oxides to produce uranium metal showing more than 99% conversion. For the verification of process feasibility, the experiments to obtain basic data on the metallization of uranium oxide, investigation of reaction mechanism, the characteristics of closed recycle of LiO and mass transfer were carried out. This evolutionary electrolytic reduction technology would give benefits over the conventional Li-reduction process improving economic viability such as: avoidance of handling of chemically active Li-LiCl molten salt increase of metallization yield, and simplification of process.

Abstract   요약   I. 서론   II. LiC1-Li₂O 용융염계에서 우라늄 산화물의 전기 화확적 금속전환반응의 이론적 고찰    1. LiC1-Li₂O 용융염계에서의 Li₂O의 전해반응 고찰    2. 화학적 반응측면에서의 고찰   III. 실험장치 및 방법    1. 실험장치    2. 실험방법   IV. 실험 결과 및 고찰    1. 우라늄 산화물의 환원전위 측정    2. Li₂O 환원전위 이상 조건에서 우라늄 산화물의 금속전환특성    3. Li₂O 환원전위 이하 조건에서의 우라늄 산화물의 금속전환특성    V. 결론   감사의 글   참고문헌

• Seung-Chul Oh(한국원자력연구소) | 오승철
• Jin-Mok Hur(한국원자력연구소) | 허진목
• Chung-Seok Seo(한국원자력연구소) | 서중석
• Seong-Won Park(한국원자력연구소) | 박성원