원자로급지르코늄

요약 지르코늄이 광석으로 산출될 때는 반드시 비슷한 원소인 하프늄을 2∼3% 함유하는데, 열중성자 원자로의 구조재료로 사용하기 위해 하프늄의 함량을 0.01%(100ppm) 이하로 낮춘 지르코늄을 말한다.

지르코늄이 광석으로 산출될 때는 반드시 비슷한 원소인 하프늄을 2∼3% 함유하는데, 이것은 보통의 제련공정으로는 분리시킬 수 없으므로, 보통 2∼3%의 하프늄이 들어 있는 지르코늄을 얻게 된다. 이것을 경제형(commercial grade) 지르코늄이라고 한다. 그러나 하프늄은 열중성자의 흡수단면적 값이 지르코늄의 600배나 되므로, 지르코늄을 열중성자 원자로의 구조재료로 쓰려면 하프늄을 없애야 한다.

원자핵적인 계산에 의하면, 원자로용 지르코늄은 하프늄이 0.01%(100ppm) 이하이어야 하며, 이것이 규격이다. 하프늄을 분리시키는 데는 아이소뷰틸메틸케톤·인산트라이뷰틸에 의한 추출법 등이 이용된다. 이와 같이 하프늄의 함량이 낮은 지르코늄을 원자로급지르코늄이라 한다. 실제로 미국에서 공업생산되고 있는 원자로급지르코늄의 스펀지 속의 하프늄의 양은 70ppm 전후이다.