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우라늄(Uranium)

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    우라늄광 (출처: 한국광해광업공단)

일반적 성질

• 우라늄은 천연으로 존재하는 원소 중 가장 무거운 원소로 질량수가 다른 U227~U240까지 총 14종의 동위원소가 존재
• 인공으로 만든 것이 아닌 천연 상태의 우라늄에는 U²³⁴, U²³⁵, U²³⁸의 3가지 동위원소가 함께 존재하며 U²³⁸이 99.28%로 거의 대부분을 차지
• 이중 핵연료로 사용되는 것은 U²³⁵로 0.72% 정도만 존재하는데 이를 2~4%로 농축한 저농축우라늄은 원자력발전의 원료로 사용되고 90%이상 농축한 고농축우라늄은 핵무기의 원료로 사용
• 개발 가능한 우라늄광석의 품위는 U³O⁸ 0.01~0.25% 정도이고 국제적으로 거래되는 우라늄정광인 옐로우케이크(Yellow Cake)는 이를 농축하여 U³O⁸ 70~90%로 제조
• 이론적으로 우라늄 1g의 잠재에너지는 석탄 3톤에 해당하나, 현재의 우라늄 경수로를 통해서는 우라늄 1g으로 석탄 12kg의 에너지 밖에 이용할 수 없는 실정

물리적 특성

광석 종류

용도

• 우라늄은 광산에서 채광된 뒤 선광과정을 거쳐 옐로우케이크라 불리는 정광으로 생산되며 정광은 천연6불화우라늄으로 변환되어 농축된 후 성형·가공되어 가압중수로형 발전소에서 연료로 사용
• 사용 후 찌꺼기는 재처리되어 재사용이 가능한 핵연료와 폐기물로 분리

※ 우라늄 생애의 전 과정을 핵연료주기라고 하며 채광에서 성형까지 2년, 원자로에서 3년, 재처리에 1년 등 총 6년이 소요