KR101674883B1 - 고밀도 우라늄 표적 제조 방법 및 이를 통해 제조된 고밀도 우라늄 표적 - Google Patents

고밀도 우라늄 표적 제조 방법 및 이를 통해 제조된 고밀도 우라늄 표적 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피복재 금속 분말에 레이저를 조사하여 피복재 금속 틀을 형성하는 단계(단계 1); 상기 단계 1에서 형성된 피복재 금속 틀 상부에 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 공급하고, 공급된 상기 분말에 레이저를 조사하여 우라늄 판을 형성하는 단계(단계 2); 상기 단계 2에서 형성된 우라늄 판 상부에 피복재 금속 분말을 공급하고, 공급된 상기 분말에 레이저를 조사하여 내부의 우라늄 판이 피복재 금속으로 피복된 일체형 표적을 제조하는 단계(단계 3);를 포함하는 일체형 표적의 제조 방법을 제공한다. 본 발명에 따른 일체형 표적의 제조 방법은 원심분무로 제조된 분말을 레이저 조사를 통해 소결함으로써 피복재와 우라늄 간 계면 접합 불량을 최소화할 수 있고, 제조 시간을 단축하여 대량 생산을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 일체형 표적은 고밀도의 우라늄을 포함할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 본 발명에 따른 일체형 표적을 이용한 방사성 99Mo의 추출 방법은 저농축의 우라늄을 사용하면서 99Mo의 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

고밀도 우라늄 표적 제조 방법 및 이를 통해 제조된 고밀도 우라늄 표적{Preparation method of high enriched uranium target and the high enriched uranium target thereby}
본 발명은 방사성 몰리브덴-99(99Mo)을 추출하기 위한 일체형 고밀도 우라늄 표적의 제조 방법에 관한 것이다.
99mTc는 의료 진단용 방사성 동위원소 수요의 약 80 %를 차지하는 원소로서 핵의학적 질병진단에 중요하게 활용되고 있는 의료용 방사성 동위원소이다. 99mTc는 자연상태에는 존재하지 않는 인공원소이며, 99Mo의 방사선 붕괴에 의하여 생성되는 딸핵종이다.
한편, 의료용 방사성 동위원소인 99mTc의 유일한 모핵종인 99Mo를 제조하는 방법은 크게 두 가지가 있다. 첫 번째 방법은 우라늄을 핵분열시켜 생성되는 생성물 중 99Mo를 추출하는 방법이고, 두 번째 방법은 98Mo에 중성자를 조사하여 99Mo를 얻는 방법이다. 그러나 두 번째 방법의 경우 원료물질인 98Mo를 얻기 어렵고, 이에 따라 가격이 비싼 문제점이 있으며, 방사선 강도가 약하여 주로 첫 번째 방법이 사용된다. 상기와 같은 방법으로 제조되는 99Mo는 방사선 붕괴에 의하여 99mTc가 생성되고, 생성된 99mTc가 질병 진단에 사용된다.
그러나, 99Mo는 반감기가 66시간으로 매우 짧아 생산성을 높이기 위하여 최근까지 농축도가 90 % 이상인 고농축 우라늄(HEU;High Enriched Uranium) 표적을 사용하여 왔다. 여기서 농축도 90 % 이상이란 우라늄 동위원소 중 핵분열이 잘 일어나는 235U가 90 % 이상 포함되고, 238U가 10 % 이하로 포함됨을 의미한다.
최근 핵 비확산정책으로 의료용 방사성 동위원소 99Mo를 위한 표적 물질 우라늄의 농축도를 약 90 %의 고농축에서 20 % 이하로 낮추는 정책을 미국과 국제원자력기구(IAEA)가 주축이 되어 1996년부터 전 세계적으로 추진하고 있다. 이에 주요 99Mo 생산자들은 99Mo 생산시설을 고농축우라늄 사용시설에서 저농축우라늄 사용시설로 전환하는 작업을 진행하고 있고, 현재 남아공 SAFARI 원자로, 호주 OPAL 원자로에서는 20 % 이하의 저농축 우라늄을 사용한 UAlx 분산 표적을 사용하여 99Mo을 생산하고 있다.
그러나, 조사 표적 물질의 우라늄 농축도를 약 90 %의 고농축에서 20 %인 저농축으로 낮추게 되면, 실제 표적 내에 함유되는 235U 장입량이 고농축 우라늄을 사용했을 경우에 비해 1/3로 줄어들어 99Mo의 생산량이 떨어지는 문제점이 있다. 이에 235U의 농축도를 90 %에서 20 %인 저농축으로 낮추는 대신에 그만큼 표적 내 우라늄 총 함량을 증가시키는 방향으로 연구가 진행되고 있다.
진술한 바와 같은 연구의 일례로, 대한민국 등록특허 제10-1138445호에서는, 저농축 우라늄(LEU)를 원료로 하는 고밀도의 판형 우라늄 표적의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 판형 저농축 고밀도 우라늄 표적에 관해 개시하고 있다. 상기 선행문헌은 상기 방법으로 제조된 우라늄 표적을 이용하여 의료용 방사성 99Mo를 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 목적을 달성하기 위하여, 상기 선행문헌은 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 크롬(Cr), 철(Fe), 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 1 wt% 미만으로 포함하는 저농축 우라늄 원료로부터 원심분무법을 이용하여 우라늄 합금 입자 분말을 제조하는 단계; 제조된 우라늄 합금 입자 분말을 40 내지 50 vol%로 Al-Si 합금 분말과 혼합하여 압분체를 제조하는 단계; 및 제조된 압분체를 압연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 판형 저농축 고밀도 우라늄 표적의 제조방법을 제공한다.
또한, 미국 Y-12, Idaho 국립연구소, B&W에서는 99Mo의 생산성 향상을 위해 두께가 약 120 ㎛ 내지 150 ㎛의 얇은 우라늄 금속 박판을 제조하고 피복 물질인 Ni/Al 또는 Zr/Al 박판을 제조하여 서로 접합시키는 고밀도 일체형 표적을 제조하는 기술을 개발하였다. 하지만 종래 기술은 도 1에 도시한 바와 같이 제조공정이 복잡하고, 우라늄 금속 박판을 제조하는 데 있어 기술적 난이도가 높아 대량생산이 쉽지 않으며, 피복 결합(clad bonding) 공정에서 우라늄 금속 박판과 Ni/Al 또는 Zr/Al 피복(cladding) 재료 박판과의 접합이 어려워 불량이 발생할 확률이 높은 문제점이 있다. 이러한 문제점들로 인해 우라늄 금속박판을 이용한 일체형 고밀도 표적 제조 기술은 2014년 IAEA 99Mo 전문가 기술회의에서 향후 5 내지 10년 내에 상용화가 요원하다는 결론을 내린 바 있다.
이에, 본 발명자들은 피복 결합 공정에서 우라늄 금속과 피복 재료와의 접합 불량 문제에 대하여 연구하던 중, 원심 분무법으로 제조된 우라늄 구형 분말, 우라늄 합금 구형 분말 및 피복재 금속 구형 분말을 이용하여, 3D 프린팅 방식 중 하나인 선택적 레이저 소결(SLS;Selective Laser Sintering)을 사용하여 이종금속인 우라늄 합금과 피복재 금속으로 이루어진 일체형 표적을 제조하는 방법을 개발하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 이종금속간 계면 접합 불량을 최소화하는 일체형 표적을 제조하고, 제조 시간을 단축하여 대량 생산이 가능한 방법 및 이를 통해 제조된 일체형 표적을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은
피복재 금속 분말에 레이저를 조사하여 피복재 금속 틀을 형성하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 형성된 피복재 금속 틀 상부에 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 공급하고, 공급된 상기 분말에 레이저를 조사하여 우라늄 판을 형성하는 단계(단계 2); 및
상기 단계 2에서 형성된 우라늄 판 상부에 피복재 금속 분말을 공급하고, 공급된 상기 분말에 레이저를 조사하여 내부의 우라늄 판이 피복재 금속으로 피복된 일체형 표적을 제조하는 단계(단계 3);를 포함하는 일체형 표적의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은
상기의 방법으로 제조되고,
우라늄 표적; 및
상기 우라늄 표적을 둘러싸는 피복재 금속;을 포함하는 일체형 표적을 제공한다.
본 발명에 따른 일체형 표적의 제조 방법은 원심분무로 제조된 분말을 레이저 조사를 통해 직접 소결함으로써 종래 기술의 문제점인 피복재 금속과 우라늄 간 계면 접합 불량을 최소화할 수 있고, 제조 시간을 단축하여 대량 생산을 가능하게 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 일체형 표적은 고밀도의 우라늄을 포함할 수 있는 장점이 있다. 나아가, 본 발명에 따른 일체형 표적을 이용한 방사성 99Mo의 추출 방법은 저농축의 우라늄을 사용하면서 99Mo의 생산성을 획기적으로 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 일체형 표적을 제조하기 위한 공정을 나타낸 순서도이고;
도 2는 본 발명에 따른 선택적 레이저 소결을 이용한 일체형 표적 제조 방법의 일례를 개략적으로 나타낸 모식도이고;
도 3은 본 발명의 제조방법에 사용될 수 있는 선택적 레이저 소결 장치의 일례를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
본 발명은
피복재 금속 분말에 레이저를 조사하여 피복재 금속 틀을 형성하는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 형성된 피복재 금속 틀 상부에 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 공급하고, 공급된 상기 분말에 레이저를 조사하여 우라늄 판을 형성하는 단계(단계 2); 및
상기 단계 2에서 형성된 우라늄 판 상부에 피복재 금속 분말을 공급하고, 공급된 상기 분말에 레이저를 조사하여 내부의 우라늄 판이 피복재 금속으로 피복된 일체형 표적을 제조하는 단계(단계 3);를 포함하는 일체형 표적의 제조 방법을 제공한다.
이때, 도 2에 본 발명에 따른 일체형 표적 제조 방법의 일례를 개략적으로 모식도를 통해 나타내었으며,
이하, 도 2의 모식도를 참조하여 본 발명에 따른 일체형 표적의 제조 방법에 대하여 각 단계별로 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 일체형 표적의 제조 방법에 있어서, 단계 1은 피복재 금속 분말에 레이저를 조사하여 피복재 금속 틀을 형성하는 단계이다.
상기 단계 1에서는 피복재의 일부를 형성하기 위한 단계로, 피복재로 사용되는 금속 분말을 공급하고 이에 레이저를 조사하여 피복재 금속 틀을 형성한다.
구체적으로, 상기 단계 1의 피복재 금속은 전이 금속인 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크테늄(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 카드뮴(Cd), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au)일 수 있고, 전이후 금속(post-transition metals)인 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 주석(Sn), 탈륨(Tl), 납(Pb), 비스무트(Bi), 폴로늄(Po)일 수 있으며, 이들의 합금일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 구체적인 일례로써 알루미늄(Al)을 사용할 수 있다.
일반적으로 우라늄 및 우라늄 합금을 사용하는 일체형 핵연료 및 표적은 원자로 내에서 중성자를 조사시키면 조사 결함 및 핵분열 생성물로 인하여 변형이 일어나는데, 특히 이방성 미세조직은 변형이 더욱 크게 발생된다. 이러한 핵분열 생성물로 인해 부피 팽창이 일어나며, 상기와 같은 부피 팽창은 온도가 높을수록 원자 확산운동이 커짐에 따라 증가하기 때문에 핵분열로 발생하는 많은 열을 효과적으로 방출하기 위하여 열전도도가 우수한 금속을 피복재료로 하여 표적 내부의 열방출이 원활히 수행되도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 단계 1의 피복재 금속 분말은 원심 분무법으로 제조된 구(sphere)형인 것이 바람직하다. 상기 원심 분무법으로 제조된 피복재 금속 분말은 높은 수율과 고 순도를 가지며, 유동도가 높고 입경이 평균 100 ㎛ 이하의 미세한 분말이므로, 하기 후술할 선택적 레이저 소결에 용이하게 사용될 수 있다.
레이저 소결에 있어서 사용되는 분말은 반드시 구형의 형상을 가지고 있어야 한다. 분말의 형상이 불규칙하게 되면 롤러로 분산시 분말간의 표면형상의 영향으로 유동도가 감소되어 균질하게 분산되지 않을 수 있고, 불규칙한 모양의 분말 계면에서 생기는 공극의 차이가 발생하여 레이저 소결시 결함이 발생할 여지가 있다.
따라서 원심 분무법으로 제조된 구형의 분말을 사용하면 레이저 소결시 결함발생률이 감소되는 장점을 갖는다.
나아가, 상기 원심 분무법으로 제조된 피복재 금속 분말은 입경이 10 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있으며, 15 ㎛ 내지 35 ㎛인 것이 바람직하다. 만약, 원심 분무법으로 제조된 피복재 금속 분말의 입경이 10 ㎛ 미만일 경우에는 분말 응집으로 인한 유동도 저하 문제가 있으며, 100 ㎛를 초과하는 경우에는 분말 용융이 어려운 문제가 있다.
또한, 상기 단계 1의 피복재 금속 틀은 판(plate) 형태, 상부에 홈이 파인 판 형태일 수 있다.
구체적으로, 상기 상부에 홈이 파인 판은 요(凹)자 형태, 만곡(curved)요(凹)자 형태 및 V자 형태일 수 있고, 요(凹)자 형태인 것이 바람직하나, 이에 제한하는 것은 아니다.
더욱 나아가, 상기 단계 1의 피복재 금속 분말에 레이저를 조사하여 피복재 금속 틀을 형성하는 과정은 3D 프린팅 기법의 하나인 선택적 레이저 소결(SLS;Selective Laser Sintering)을 이용하는 것이 바람직하다.
선택적 레이저 소결은 분말 원료를 도포하여 분말층을 형성하고, 레이저 빔을 조사하여 분말층을 소결하며, 이를 반복하여 완성품을 제조한다. 선택적 레이저 소결에 사용되는 분말들은 통상 기계적인 분쇄방법에 의해 제조되므로, 입경이 보통 100 ㎛ 이상으로 크고 입자 형상이 불규칙하여 소결 시 분말 용융의 어려움과 시제품의 표면 평활도가 저하되는 등 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
다만, 본 발명에서는 원료 분말이 피복재 금속 분말, 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말로, 전술한 바와 같이 원심 분무법으로 제조되는 구형의 입자를 사용하며, 고 순도 및 고 유동도를 나타내는 원심 분무법으로 제조된 분말로 성형을 수행한다.
이때, 도 3에 본 발명의 제조방법에 사용될 수 있는 선택적 레이저 소결 장치의 일례를 개략적으로 나타내었으며,
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 단계 1에 사용되는 선택적 레이저 소결의 일례를 상세히 설명한다.
단, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서, 하기 선택적 레이저 소결의 구체적 기술은 단지 바람직한 일례일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 명백히 제한되는 것은 아니다. 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 하기 첨부된 청구항들에 의하여 정의된다.
본 발명에 사용될 수 있는 선택적 레이저 소결 장치는,
챔버(1); 상기 챔버 내부에 위치하며 분말이 저장된 분말 저장부(2); 상기 분말 저장부에 저장된 분말을 소결체 형성부로 공급하기 위한 롤러(3); 분말 저장부로부터 공급된 분말이 레이저로 소결되는 소결체 형성부(4); 상기 분말 저장부를 상승 또는 하강시키기 위한 분말 저장부 피스톤(5); 상기 소결체 형성부를 상승 또는 하강시키기 위한 소결체 형성부 피스톤(6); 및 챔버 외부에서 내부의 소결체 형성부로 레이저를 조사하기 위한 레이저 빔 생성기(7);를 포함할 수 있다.
먼저, 분말 저장부(2) 내에 피복재 금속 분말을 구비하고, 롤러(3)를 이용하여 상기 피복재 금속 분말을 소결체 형성부(4)로 공급한다. 이때, 소정의 평평한 두께를 갖는 레벨링(leveling) 작업을 추가로 수행하여 분말층(powder layer)을 형성한다.
구체적으로, 상기 분말층의 두께는 0.05 mm 내지 0.8 mm 일 수 있고, 0.1 mm 내지 0.5 mm 일 수 있으며, 0.1 mm 내지 0.2 mm일 수 있으나, 상기 분말층이 하기 후술할 레이저를 통해 모두 소결될 수 있는 두께라면 이에 제한하는 것은 아니다.
다음으로, 상기 형성된 분말층에 레이저를 조사하여 소결시키고, 소결층(sintered layer)을 형성한다.
소결층의 형성에 있어서 레이저 빔의 직경에 의해 소결 폭이 결정되는데, 레이저 조사 반복 수행 시 소결부분이 겹치는 영역은 1회 소결 폭의 25 % 내지 50 % 면적 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 25 % 이상 면적 범위의 겹치는 부분이 있을 경우 소결 폭과 새로운 소결 폭 사이에서 발생할 수 있는 결함을 최소화 할 수 있고, 50 % 이상 면적 범위의 겹치는 부분이 있을 경우 소결에 따른 에너지 효율이 감소하게 된다.
그 다음으로, 새로운 소결층을 형성하기 위하여, 상기 형성된 소결층 두께 만큼 소결체 형성부 피스톤(6)이 하강하며, 이때 분말 저장부 피스톤(5)이 상승하여 분말 저장부 내의 피복재 금속 분말을 상승시킨다. 이후 상기 수행한 과정을 동일하게 수행하여, 상기 형성된 소결층 상부에 새로운 소결층을 형성시키고 접합하며(layer by layer), 피복재 금속 틀의 설계 두께 및 모양으로 형성될 때까지 상기 수행한 소결층 형성과정을 반복한다. 이때, 상기 소결층과 새로운 소결층은 형성됨과 동시에, 서로 접합되어 하나의 소결층을 이룰 수 있다.
나아가, 피복재 금속 틀이 설계된 두께 및 모양으로 형성되면, 챔버(1) 내 레이저가 조사되지 않은 피복재 금속 분말을 모두 제거하여 최종 피복재 금속 틀을 형성한다.
다음으로, 본 발명에 따른 일체형 표적 제조 방법에 있어서, 단계 2는 상기 단계 1에서 형성된 피복재 금속 틀 상부에 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 공급하고, 공급된 상기 분말에 레이저를 조사하여 우라늄 판을 형성하는 단계이다.
상기 단계 2는 표적 물질인 우라늄 판을 형성하기 위한 단계로, 상기 단계 1에서 형성된 피복재 금속 틀 상부에 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 공급하고 레이저를 조사하여, 소결된 우라늄 판을 형성하는 단계이다.
상기 단계 2의 우라늄 합금 분말은, 우라늄-몰리브데넘(U-Mo), 우라늄-지르코늄(U-Zr), 우라늄-알루미늄(U-Al), 우라늄-실리콘(U-Si) 및 우라늄-니오븀(U-Nb)을 사용할 수 있으나, 상기 단계 2의 우라늄 합금 분말이 이에 제한하는 것은 아니다.
또한, 상기 단계 2의 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말은 원심 분무법으로 제조된 구(sphere)형인 것이 바람직하다. 상기 원심 분무법으로 제조된 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말은 높은 수율과 고 순도를 가지며, 유동도가 높고 입경 평균 100 ㎛ 이하의 미세한 분말이므로, 선택적 레이저 소결에 용이하게 사용될 수 있다.
레이저 소결에 있어서 사용되는 분말은 반드시 구형의 형상을 가지고 있어야 한다. 분말의 형상이 불규칙하게 되면 롤러로 분산시 분말간의 표면형상의 영향으로 유동도가 감소되어 균질하게 분산되지 않을 수 있고, 불규칙한 모양의 분말 계면에서 생기는 공극의 차이가 발생하여 레이저 소결시 결함이 발생할 여지가 있다.
따라서 원심 분무법으로 제조된 구형의 분말을 사용하면 레이저 소결시 결함발생률이 감소되는 장점을 갖는다.
나아가, 상기 원심 분무법으로 제조된 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말은 입경이 10 ㎛ 내지 150 ㎛일 수 있고, 10 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있으며, 15 ㎛ 내지 35 ㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 단계 2의 공급된 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말에 레이저를 조사하여 소결시키고, 우라늄 판을 형성하는 과정은 상기 단계 1과 마찬가지로, 3D 프린팅 기법 중 하나인 선택적 레이저 소결(SLS;Selective Laser Sintering)을 이용하는 것이 바람직하다.
이때, 도 3에 본 발명의 제조방법에 사용될 수 있는 선택적 레이저 소결 장치의 일례를 개략적으로 나타내었으며,
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 단계 2에 사용될 수 있는 선택적 레이저 소결의 일례를 상세히 설명한다.
단, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서, 하기 선택적 레이저 소결의 구체적 기술은 단지 바람직한 일례일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 명백히 제한되는 것은 아니다. 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
먼저, 분말 저장부(2) 내에 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 구비하고, 소결체 형성부(4) 내에 상기 단계 1에서 제조된 피복재 금속 틀을 구비한다. 롤러(3)를 이용하여 상기 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 소결체 형성부(4) 내의 피복재 금속 틀 상부의 요(凹)부로 공급한다. 이때, 소정의 평평한 두께를 갖는 레벨링(leveling) 작업을 추가로 수행하여 분말층(powder layer)을 형성한다.
구체적으로, 상기 분말층의 두께는 0.05 mm 내지 0.8 mm 일 수 있고, 0.1 mm 내지 0.5 mm 일 수 있으며, 0.1 mm 내지 0.2 mm 일 수 있으나, 상기 분말층이 하기 후술할 레이저를 통해 모두 소결될 수 있는 두께라면 이에 제한하는 것은 아니다.
다음으로, 상기 형성된 분말층에 레이저를 조사하여 소결시키고, 소결층(sintered layer)을 형성한다.
소결층의 형성에 있어서 레이저 빔의 직경에 의해 소결 폭이 결정되는데, 레이저 조사 반복 수행 시 소결부분이 겹치는 영역은 1회 소결 폭의 25 % 내지 50 % 면적 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 25 % 이상 면적 범위의 겹치는 부분이 있을 경우 소결 폭과 새로운 소결 폭 사이에서 발생할 수 있는 결함을 최소화 할 수 있고, 50 % 이상 면적 범위의 겹치는 부분이 있을 경우 소결에 따른 에너지 효율이 감소하게 된다.
그 다음으로, 새로운 소결층을 형성하기 위하여, 상기 형성된 소결층 두께 만큼 소결체 형성부 피스톤(6)이 하강하며, 이때 분말 저장부 피스톤(5)이 상승하여 분말 저장부 내의 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 상승시킨다. 이후 상기 수행한 과정을 동일하게 수행하여, 상기 형성된 소결층 상부에 새로운 소결층을 형성시키고 접합하며(layer by layer), 우라늄 판의 설계된 두께 및 모양으로 형성될 때까지 상기 수행한 소결층 형성과정을 반복한다.
이때, 상기 소결층과 새로운 소결층은 형성됨과 동시에, 서로 접합되어 하나의 소결층을 이룰 수 있으며, 초기 단계의 소결층은 하부의 피복재 금속 틀과 접합할 수 있다.
나아가, 우라늄 판이 설계된 두께 및 모양으로 형성되면, 챔버(1) 내 레이저가 조사되지 않은 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 모두 제거하여 최종 우라늄 판을 형성한다.
다음으로, 본 발명에 따른 일체형 표적 제조 방법에 있어서, 단계 3은 상기 단계 2에서 형성된 우라늄 판 상부에 피복재 금속 분말을 공급하고, 공급된 상기 분말에 레이저를 조사하여 내부의 우라늄 판이 피복재 금속으로 피복된 일체형 표적을 제조하는 단계이다.
상기 단계 3에서는 우라늄 판이 피복재 금속으로 피복된 일체형 표적을 제조하기 위해서, 상기 단계 2에서 형성된 우라늄 판 상부에 피복재 금속 분말을 공급하고 레이저를 조사하여 소결시키는 단계이다.
상기 단계 3의 피복재 금속은 전이 금속인 스칸듐(Sc), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 아연(Zn), 이트륨(Y), 지르코늄(Zr), 니오븀(Nb), 몰리브덴(Mo), 테크테늄(Tc), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 카드뮴(Cd), 하프늄(Hf), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 레늄(Re), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 백금(Pt), 금(Au)일 수 있고, 전이후 금속(post-transition metals)인 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 주석(Sn), 탈륨(Tl), 납(Pb), 비스무트(Bi), 폴로늄(Po)일 수 있으며, 이들의 합금일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 구체적인 일례로써 알루미늄(Al)을 사용할 수 있다.
또한, 상기 단계 3의 피복재 금속 분말은 원심 분무법으로 제조된 구(sphere)형인 것이 바람직하다. 상기 원심 분무법으로 제조된 피복재 금속 분말은 높은 수율과 고 순도를 가지며, 유동도가 높고 입경이 100 ㎛ 이하의 미세한 분말이므로, 선택적 레이저 소결에 용이하게 사용될 수 있다.
레이저 소결에 있어서 사용되는 분말은 반드시 구형의 형상을 가지고 있어야 한다. 분말의 형상이 불규칙하게 되면 롤러로 분산시 분말 간의 표면형상의 영향으로 유동도가 감소되어 균질하게 분산되지 않을 수 있고, 불규칙한 모양의 분말 계면에서 생기는 공극의 차이가 발생하여 레이저 소결시 결함이 발생할 여지가 있다.
따라서 원심 분무법으로 제조된 구형의 분말을 사용하면 레이저 소결시 결함발생률이 감소되는 장점을 갖는다.
상기 원심 분무법으로 제조된 피복재 금속 분말은 입경이 10 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있으며, 15 ㎛ 내지 35 ㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 단계 3의 공급된 피복재 금속 분말에 레이저를 조사하여 소결시키고, 우라늄 판을 형성하는 과정은 상기 단계 1 및 단계 2와 마찬가지로, 3D 프린팅 기법 중 하나인 선택적 레이저 소결(SLS;Selective Laser Sintering)을 이용하는 것이 바람직하다.
이때, 도 3에 본 발명의 제조방법에 사용될 수 있는 선택적 레이저 소결 장치의 일례를 개략적으로 나타내었으며,
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 단계 3에 사용될 수 있는 선택적 레이저 소결의 일례를 상세히 설명한다.
단, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서, 하기 선택적 레이저 소결의 구체적 기술은 단지 바람직한 일례일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 명백히 제한되는 것은 아니다. 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 것이다.
먼저, 분말 저장부(2) 내에 피복재 금속 분말을 구비하고, 롤러(3)를 이용하여 상기 피복재 금속 분말을 소결체 형성부(4)로 공급한다. 이때, 소정의 평평한 두께를 갖는 레벨링(leveling) 작업을 추가로 수행하여 분말층(powder layer)을 형성한다.
구체적으로, 상기 분말층의 두께는 0.05 mm 내지 0.8 mm 일 수 있고, 0.1 mm 내지 0.5 mm 일 수 있으며, 0.1 mm 내지 0.2 mm 일 수 있으나, 상기 분말층이 하기 후술할 레이저를 통해 모두 소결될 수 있는 두께라면 이에 제한하는 것은 아니다.
다음으로, 상기 형성된 분말층에 레이저를 조사하여 소결시키고, 소결층(sintered layer)을 형성한다.
소결층의 형성에 있어서 레이저 빔의 직경에 의해 소결 폭이 결정되는데, 레이저 조사 반복 수행 시 소결부분이 겹치는 영역은 1회 소결 폭의 25 % 내지 50 % 면적 범위가 되도록 하는 것이 바람직하다. 25 % 이상 면적 범위의 겹치는 부분이 있을 경우 소결 폭과 새로운 소결 폭 사이에서 발생할 수 있는 결함을 최소화 할 수 있고, 50 % 이상 면적 범위의 겹치는 부분이 있을 경우 소결에 따른 에너지 효율이 감소하게 된다.
그 다음으로, 새로운 소결층을 형성하기 위하여, 상기 형성된 소결층 두께 만큼 소결체 형성부 피스톤(6)이 하강하며, 이때 분말 저장부 피스톤(5)이 상승하여 분말 저장부 내의 피복재 금속 분말을 상승시킨다. 이후 상기 수행한 과정을 동일하게 수행하여, 상기 형성된 소결층 상부에 새로운 소결층을 형성시키고 접합하며(layer by layer), 일체형 표적의 설계 두께 및 모양으로 형성될 때까지 상기 수행한 소결층 형성과정을 반복한다.
이때, 상기 소결층과 새로운 소결층은 형성됨과 동시에, 서로 접합되어 하나의 소결층을 이룰 수 있으며, 초기 단계의 소결층은 하부 우라늄 금속 판 및 피복재 금속 틀과 접합할 수 있다.
나아가, 일체형 표적이 설계 두께 및 모양으로 형성되면, 챔버(1) 내 레이저가 조사되지 않은 피복재 금속 분말을 모두 제거한다.
또한, 상기 단계 1 내지 3의 피복재 금속 분말, 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 분말 저장부(2)에서 소결체 형성부(4)로 공급하는 방법은, 노즐(nozzle)을 이용할 수 있고, 롤러(roller)를 이용하는 것이 바람직히다.
나아가, 상기 단계 1 및 단계 3의 레이저의 출력은 10 kW/cm2 내지 60 kW/cm2의 세기로 조사될 수 있고, 20 kW/cm2 내지 50 kW/cm2의 세기로 조사되는 것이 바람직하며, 30 kW/cm2 내지 40 kW/cm2의 세기로 조사되는 것이 가장 바람직하다. 이때, 상기 레이저의 출력은 조사되는 재료의 융점 및 투과/반사율에 따라 변경할 수 있다.
또한, 상기 단계 2의 레이저는 10 kW/cm2 내지 60 kW/cm2의 세기로 조사될 수 있고, 20 kW/cm2 내지 50 kW/cm2의 세기로 조사되는 것이 바람직하며, 30 kW/cm2 내지 40 kW/cm2의 세기로 조사되는 것이 가장 바람직하다.
상기 단계 1 내지 단계 3에서, 레이저 조사 시 파장은 연속파(continuous wave laser, CW laser)로 선택하는 것이 바람직하고, 레이저의 발진기 형태에는 제한은 없다.
상기 레이저 조사 시 스캐닝 속도는 분말층의 두께와 재료의 특성에 따라 변하게 되는데, 분말층의 두께가 얇을수록 속도를 증가시켜 입열(heat input)량을 제어하게 된다. 상기 레이저 스캐닝 속도는 1 mm/s 내지 60 mm/s의 범위인 것이 바람직하다.
또한, 분말층의 두께가 0.05 mm인 경우에는 60 mm/s의 스캐닝 속도로 조사하는 것이 바람직하고, 분말층의 두께가 0.8 mm인 경우에는 1 mm/s의 스캐닝 속도로 조사하는 것이 바람직하다.
다만, 레이저 스캐닝 시 재료가 용융되면서 플라즈마가 발생할 수 있고, 이로 인해 레이저 빔을 차단할 경우가 있을 수 있다. 이를 방지하기 위해 레이저 빔에 대해 30 ° 내지 60 °의 각도에서 불활성 기체인 아르곤(Ar)을 2 cc/s 내지 5 cc/s의 유량으로 공급한다. 이때 레이저 빔의 조사 지점이 소결층의 표면이 되도록 focus point를 0으로 한다.
나아가, 상기 단계 1을 수행 후, 상기 피복재 금속 틀 상부 표면에 레이저를 조사하여 표면 개질하는 단계(단계 1a);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 단계 1a의 레이저는 10 kW/cm2 내지 60 kW/cm2의 세기로 조사될 수 있고, 20 kW/cm2 내지 50 kW/cm2의 세기로 조사될 수 있으며, 30 kW/cm2 내지 40 kW/cm2의 세기로 조사될 수 있다.
더욱 나아가, 상기 단계 2를 수행 후, 상기 우라늄 표적 상부 표면에 레이저를 조사하여 표면 개질하는 단계(단계 2a);를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 단계 2a의 레이저는 10 kW/cm2 내지 60 kW/cm2의 세기로 조사될 수 있고, 20 kW/cm2 내지 50 kW/cm2의 세기로 조사될 수 있으며, 30 kW/cm2 내지 40 kW/cm2의 세기로 조사될 수 있다.
레이저를 이용한 표면처리법은 처리시간이 짧고 에너지 소모가 적으며 피복재 금속과 우라늄 판의 계면 접합 불량을 최소화하는 장점이 있다.
또한, 피복재 금속과 우라늄 판의 계면 접합 시 레이저의 조사조건은 피복재 금속 틀과 우라늄 판을 제조하는 조건과 동일한 것으로 전술했다. 다만, 이종금속간의 접합에 있어서, 모재에 적층하고자 하는 물질의 융점이 높으면 레이저 빔의 focus point를 -1 mm로 조정하고, 모재모다 적층하고자 하는 물질의 융점이 낮으면 레이저 빔의 focus point를 +1 mm로 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은
상기의 방법으로 제조되고,
우라늄 표적; 및
상기 우라늄 표적을 둘러싸는 피복재 금속;을 포함하는 일체형 표적을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 피복재 금속을 포함하는 일체형 표적에 대하여 상세히 설명한다.
상기 일체형 표적은 우라늄 밀도가 3 gU/cc 내지 19 gU/cc일 수 있고, 4 gU/cc 내지 19 gU/cc일 수 있으며 5 gU/cc 내지 19 gU/cc일 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 우라늄 표적은 저농축 우라늄 원료를 사용하므로, 99Mo의 생산량 저하를 방지하기 위하여 고농축 우라늄을 원료로 사용한 표적과 우라늄의 밀도 측면에서 동등하여야 한다. 실제 99Mo 생산에 사용되는 표적은 90 % 정도 농축된 우라늄이 약 1.5 gU/cc정도로 함유되어 있다. 20 % 농축 우라늄일 경우 핵분열 우라늄 235U가 동등하게 함유하게 하려면 우라늄 밀도가 6.75 gU/cc이어야 한다. 그러나 저농축 우라늄에는 중성자 흡수율이 큰 238U가 다량 함유되므로 99Mo를 동등하게 생산하려면 우라늄 밀도가 약 7.2 gU/cc 정도가 되어야 한다. 원심분무한 우라늄 분말의 밀도는 18 gU/cc 이상이다. 표적 내 우라늄 판에서 7.2 gU/cc가 되려면 우라늄 분말이 우라늄 판 내에 약 40 % 정도의 체적분율로 분산되어야 한다.
이때, 우라늄 판 내의 우라늄의 밀도가 7.2 gU/cc 미만인 경우, 상기 우라늄 판을 포함한 표적을 이용하여 99Mo를 생산할 때 생산량이 고농축 우라늄 표적보다 저하되는 문제점이 있다.
다만, 본 발명에 따른 일체형 표적 제조 방법에 있어서, 원심 분무법으로 제조된 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말의 우라늄 밀도는 18 gU/cc 이상이며, 본 발명의 일체형 표적 제조 방법에 따른 일체형 표적의 우라늄 밀도는, 최대 19 gU/cc의 우라늄 밀도를 갖는 치밀한 구조의 우라늄 판을 형성할 수 있다.
이하, 하기 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 일체형 표적의 제조
단계 1 : 피복재 금속 틀을 제조하기 위하여, 원심 분무법으로 제조된 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 입도를 갖는 구형 알루미늄 분말을 준비하고, 도 3과에 나타낸 바와 같은 선택적 레이저 소결 장치의 분말 저장부에 상기 알루미늄 분말을 공급한다. 이때, 선택적 레이저 소결 장치에서 레이저의 최대 출력은 1 kW이지만 광 파이버를 통해 전송되는 레이저 빔의 직경은 300 ㎛가 되도록 제어한다. 상기 알루미늄 분말에 입사되는 레이저의 출력은 하기와 같은 식을 이용하여 분말에 공급되는 열량을 조절한다.
E = (Pτf)/(Dv)
여기서 E는 에너지 밀도(kW/cm2), P는 레이저 출력, τ는 레이저 지속 시간, f는 주파수, v는 주사 속도, 그리고 D는 레이저 빔의 직경이다. 분말 재료의 융점과 크기에 따라 레이저 열원과 반응하여 녹는 기준이 다르기 때문에, 레이저의 에너지 밀도는 10 kW/cm2 내지 60 kW/cm2의 세기로 조사할 수 있다. 이때 분말의 크기가 작거나 융점이 낮으면 에너지 밀도를 감소시키고 역으로 분말의 크기가 크거나 융점이 높으면 에너지 밀도를 증가시킨다. 알루미늄 분말의 적층 두께는 레이저 출력과 분말 크기에 따라 0.01 mm 내지 0.8 mm 두께로 변화시키고 분말을 적층 시에는 도 3의 소결체 형성부 피스톤(6)에 진동을 유발하여 분말의 공극이 일정하게 되도록 한다. 레이저 조사시 스캔 속도는 1 mm/s에서 60 mm/s의 범위로 제어하는데, 분말층의 두께가 0.05 mm인 경우에는 60 mm/s의 속도로 조사하고 분말층의 두께가 0.8 mm인 경우에는 1mm/s의 속도로 조사하는 방법으로 층간 소결량이 100%가 되도록 한다.
레이저 스캐닝 중에는 재료가 용융되면서 플라즈마가 발생하여 레이저 빔을 차단할 경우가 발생되는데 이를 방지하기 위해 레이저 빔에 대해 30 ° 내지 60 °의 각도에서 불활성 기체인 아르곤(Ar)을 2 cc/s 내지 5 cc/s의 유량으로 공급하고 이때 아르곤의 순도는 99.8 % 이상이 되도록 한다. 단일 조성의 소결시에 레이저 빔의 focus point는 분말층의 표면(0, zero point)이 되도록 하여, 알루미늄 소재의 피복재 금속 틀을 제조한다.
단계 2 : 상기 단계 1에서 형성된 피복재 금속 틀 상부에 우리늄 판을 형성시키기 위하여, 원심 분무법으로 제조된 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 입도를 갖는 구형 우라늄 분말을 준비하고, 도 3과에 나타낸 바와 같은 선택적 레이저 소결 장치의 분말 저장부에 상기 우라늄 분말을 공급한다.
그 다음으로, 선택적 레이저 소결 조건은 상기 단계 1의 알루미늄 소재의 피복재 금속 틀 제조 조건과 동일하게 하여, 우라늄 판을 제조한다.
단계 3 : 상기 단계 2에서 형성된 우라늄 판 상부에 피복재 금속을 형성시키기 위하여, 원심 분무법으로 제조된 10 ㎛ 내지 100 ㎛의 입도를 갖는 구형 알루미늄 분말을 준비하고, 도 3과에 나타낸 바와 같은 선택적 레이저 소결 장치의 분말 저장부에 상기 알루미늄 분말을 공급한다.
그 다음으로, 선택적 레이저 소결 조건은 상기 단계 1의 알루미늄 소재의 피복재 금속 틀 제조 조건과 동일하게 하여, 일체형 표적을 제조한다.
다만, 이종 금속간의 접합인 알루미늄과 우라늄 접합에 있어서는 모재보다 적층하고자 하는 물질의 융점이 높으면 레이저 빔의 focus point를 -1 mm로 조정하고, 역으로 모재모다 적층하고자 하는 물질의 융점이 낮으면 레이저 빔의 focus point를 +1 mm로 조정하도록 한다. 또한, 소결층 형성에 있어서, 레이저 빔이 중복 조사되는 영역은 레이저 빔 직경의 25 % 내지 50 % 범위가 되도록 제어한다.
제조된 일체형 표적의 품질은 비파괴 방법과 파괴 방법을 적용하여 모두 평가한다. 비파괴 방법인 초음파 탐상법과 X-ray 영상분석으로 일체형 표적의 결함 여부를 진단하고, 파괴 방법인 절단 후 미세조직 분석으로 레이저 조사로 적층된 일체형 표적에 공극이나 크랙과 같은 결함이 없음을 확인한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 내용은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
1 : 챔버 2 : 분말 저장부
3 : 롤러 4 : 소결체 형성부
5 : 분말 저장부 피스톤 6 : 소결체 형성부 피스톤
7 : 레이저 빔 생성기

Claims (18)

  1. 선택적 레이저 소결 장치를 이용한 일체형 표적의 제조 방법에 있어서,
    피복재 금속 분말에 레이저를 조사하여 선택적 레이저 소결(selective laser sintering)을 이용하여 피복재 금속 틀을 형성하는 단계(단계 1);
    상기 단계 1에서 형성된 피복재 금속 틀 상부에 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 공급하고, 공급된 상기 분말에 레이저를 조사하여 선택적 레이저 소결(selective laser sintering)을 이용하여 우라늄 판을 형성하는 단계(단계 2); 및
    상기 단계 2에서 형성된 우라늄 판 상부에 피복재 금속 분말을 공급하고, 공급된 상기 분말에 레이저를 조사하여 선택적 레이저 소결(selective laser sintering)을 이용하여 내부의 우라늄 판이 피복재 금속으로 피복된 일체형 표적을 제조하는 단계(단계 3);를 포함하고,
    상기 선택적 레이저 소결 장치는,
    챔버;
    상기 챔버 내부에 위치하며, 상기 단계 1 내지 3의 피복재 금속 분말 또는 상기 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말이 저장된 분말 저장부;
    상기 분말 저장부로부터 공급된 분말이 레이저로 소결되는 소결체 형성부;
    상기 분말 저장부에 저장된 분말을 상기 소결체 형성부로 공급하기 위한 롤러;
    상기 분말 저장부를 상승 또는 하강시키기 위한 분말 저장부 피스톤;
    상기 소결체 형성부를 상승 또는 하강시키기 위한 소결체 형성부 피스톤; 및
    상기 챔버 외부에서 내부의 소결체 형성부로 레이저를 조사하기 위한 레이저 빔 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1 내지 3의 금속 분말, 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말은 원심 분무법으로 제조된 구(sphere)형인 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1의 피복재 금속 틀은,
    판(plate) 형태, 및 상부에 홈이 파인 판 형태로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부에 홈이 파인 판은,
    요(凹)자 형태, 만곡(curved)요(凹)자 형태 및 V자 형태로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1 및 단계 3의 레이저는 10 kW/cm2 내지 60 kW/cm2의 세기로 조사되는 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단계 2의 레이저는,
    10 kW/cm2 내지 60 kW/cm2의 세기로 조사되는 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1을 수행 후, 상기 피복재 금속 틀 상부 표면에 레이저를 조사하여 표면 개질하는 단계(단계 1a);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단계 2를 수행 후, 상기 우라늄 판 상부 표면에 레이저를 조사하여 표면 개질하는 단계(단계 2a);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 단계 1a의 레이저는,
    10 kW/cm2 내지 60 kW/cm2의 세기로 조사되는 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 단계 2a의 레이저는,
    10 kW/cm2 내지 60 kW/cm2의 세기로 조사되는 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1 및 단계 3의 피복재 금속 분말은,
    입경이 10 ㎛ 내지 100 ㎛인 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 단계 2의 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말은,
    입경이 10 ㎛ 내지 150 ㎛인 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 단계 2의 우라늄 합금 분말은,
    우라늄-몰리브데넘(U-Mo), 우라늄-지르코늄(U-Zr), 우라늄-알루미늄(U-Al), 우라늄-실리콘(U-Si), 및 우라늄-니오븀(U-Nb)으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1 및 단계 3의 금속 분말은,
    전이 금속, 전이후 금속(post-transition metals) 및 이의 합금으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 단계 1 내지 3의 피복재 금속 분말, 우라늄 분말 또는 우라늄 합금 분말을 공급하는 방법은,
    노즐(nozzle), 또는 롤러(roller)를 이용하는 것을 특징으로 하는 일체형 표적의 제조 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
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