육불화 우라늄
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이름 | |
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IUPAC 이름
Uranium hexafluoride
Uranium(VI) fluoride | |
식별자 | |
3D 모델 (JSmol)
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ChEBI | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.029.116 |
PubChem CID
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RTECS 번호 |
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UNII | |
UN 번호 | 2978 (<1% 235U) 2977 (>1% 235U) |
CompTox Dashboard (EPA)
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성질 | |
UF6 | |
몰 질량 | 352.02 g/mol |
겉보기 | Colorless solid |
밀도 | 5.09 g/cm3, solid |
녹는점 | 64.052 °C (147.294 °F; 337.202 K) (triple point at 151 kPa[1]) |
끓는점 | 56.5 °C (133.7 °F; 329.6 K) (sublimes, at atmospheric pressure) |
Hydrolyzes | |
용해도 |
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구조 | |
Orthorhombic, oP28 | |
Pnma, No. 62 | |
Octahedral (Oh) | |
0 | |
열화학 | |
표준 몰 엔트로피 (S
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표준 생성 엔탈피 (ΔfH⦵298)
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위험 | |
물질 안전 보건 자료 | ICSC 1250 |
EU classification (DSD) (outdated)
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R-phrases (outdated) | R26/28, R33, R51/53 |
S-phrases (outdated) | (S1/2), S20/21, S45, S61 |
NFPA 704 (파이어 다이아몬드) | |
인화점 | Non-flammable |
관련 화합물 | |
다른 음이온
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Uranium hexachloride |
다른 양이온
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Neptunium hexafluoride Plutonium hexafluoride |
관련 uranium fluorides
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Uranium(III) fluoride Uranium(IV) fluoride Uranium(V) fluoride |
달리 명시된 경우를 제외하면, 표준상태(25 °C [77 °F], 100 kPa)에서 물질의 정보가 제공됨.
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육불화 우라늄(Uranium hexafluoride)은 화학식이 UF6인 무기 화합물이다.부식성이 강하다.
사용
[편집]육불화 우라늄을 이용해 우라늄235와 우라늄238를 분리하여 농축우라늄을 만든다.
원자로 핵연료인 저농축 우라늄(LEU)를 만드는 방법은 다음과 같다.
- 광산에서 우라늄 원광을 캐낸다.
- 우라늄 원광을 잘게 부순다.
- 화학처리를 해서 우라늄만 남긴다.
- 천연우라늄(=산화우라늄=옐로케이크=우라늄정광)를 만든다. 천연우라늄 속에는 우라늄-238이 99.29%, 우라늄-235가 0.71% 포함돼 있다.
- 우라늄정광에 불소(F)를 첨가해 화학결합을 유도하면, 산화우라늄의 산소가 불소로 바뀌어서, 우라늄 농축에 적합한 육불화우라늄(UF6)이 만들어진다.
- 육불화우라늄을 섭씨 80-90도로 가열하면 기체가 된다.
- 육불화우라늄 가스를 가스 원심분리기에 주입해서 돌리면, 초음속으로 세탁기의 탈수기처럼 빠르게 돌면서, 가벼운 우라늄-235 가스가 위로 몰린다. 이런 방식으로 우라늄-235을 농축한다.
- 우라늄-235 농축도 3-5%가 되면 저농축 우라늄(LEU)라고 하며, 액체로 된 육불화우라늄을 수출한다. 한국은 테넥스, 유렌코 등의 우라늄 농축회사에서 이렇게 액체 육불화우라늄인 LEU를 수입한다.
- 대전시 한전원자력연료 공장에서 액체 육불화우라늄인 LEU를 분말 형태의 이산화우라늄(UO2)으로 재변환한다. 이를 건식재변환이라 한다. 농축우라늄을 기화기에 넣고 100∼105도로 가열, 겔을 기화시킨 뒤 변환로로 옮겨 고온의 수증기 및 수소가스와 반응시키면 분말 UO2가 생성된다.
- UO2 분말을 담배필터 크기의 원통 모양으로 압축성형하고 1,750도의 고온에서 열처리한 다음 표면을 연삭해 반들반들하게 마무리하면 완성된다. 열처리와 연삭 과정을 거치기 때문에 외관상 세라믹과 유사하다. 완성된 소결체(펠릿)는 하나의 중량이 5.2g이며 직경은 8㎜, 높이는 10㎜다. 새끼손톱 크기의 도자기 같다.
- 지르코늄으로 된 금속 핵연료봉 안에, 펠릿을 가득 담는다. 완성된 핵연료봉을 한전원자력연료가 출하한다.
- 핵연료봉을 원자로에 넣어 핵분열을 시켜 발전한다.
1960년대 일본 정부는, 건식재변환, 펠릿 만들기, 펠릿을 연료봉에 채우기라는 단계에서, 무게의 5% 정도를 은닉할 수 있으며, 계측기가 이 정도 오차가 있어서, 은닉했는지를 알 수 없으며, 이를 통해 핵무기 생산에 사용할 수 있다고 주장했다.
한국은 매년 옐로케이크 4000톤을 구매해, 외국의 우라늄 농축 회사에 옐로케이크를 보내서 LEU로 농축시킨 다음, 수입한다. 여기서 5% 정도를 은닉해 핵무기를 만든다면, HEU 1420 kg을 매년 확보할 수 있다. HEU 10 kg이면 100 kt 수소폭탄 한발을 만든다. 따라서 한국은 매년 100 kt 수소폭탄 142발을 만들 수 있다는 의미가 된다. 한국이 실제로 5%를 은닉한다는게 아니라, 5% 은닉이 가능하다는 것은 일본 외무부가 독일 외무부에 60년대에 주장한 것이다.
각주
[편집]- ↑ “Archived copy”. 2013년 9월 16일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2013년 8월 8일에 확인함.
- ↑ 가 나 다 라 Johnson, Gerald K. (1979). “The Enthalpy of Formation of Uranium Hexafluoride”. 《The Journal of Chemical Thermodynamics》 11 (5): 483–490. doi:10.1016/0021-9614(79)90126-5.
외부 링크
[편집]위키미디어 공용에 육불화 우라늄 관련 미디어 분류가 있습니다.