• 방사성폐기물학회지
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• 제7권1호
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• pp.33-38
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• 2009

신선한 흑운모 및 인위적으로 풍화시킨 흑운모에 대한 우라늄 수착 실험을 실시하였다. 실험 이후, 원심분리하여 상등액은 유도결합플라즈마분광분석(ICP-MS)으로 우라늄 농도를 분석하였고, 고체시료는 X-선 회절분석(XRD) 및 주사전자현미경(SEM) 분석을 실시하였다. 3 mm 이하의 흑운모 시료를 7개월 간 실험실에서 풍화시킨 후, 신선한 흑운모와 동일한 조건으로 pH 변화에 따른 우라늄 수착량을 구하였다. 낮은 pH(pH 3)에서는 흑운모에 대한 우라늄의 수착이 크지 않았지만, pH가 증가함에 따라 점차 우라늄 수착이 증가하는 경향을 보였다. 풍화된 흑운모의 우라늄 수착량은 신선한 흑운모에 비해 작았고 높은 pH(pH 11)에서는 그 차이가 더 심하였다. 풍화된 흑운모의 낮은 우라늄 수착특성은 광물 표면의 변화 및 주위 용존이온들의 화학적 거동에 의한 것으로 보인다. 풍화된 흑운모 시료에는 광물 표면에서 선호되는 흡착자리가 파괴되거나 용해되고 더불어 용존 이온들의 콜로이드화에 의해 우라늄-광물 표면 수착반응이 감소되는 것으로 보인다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2009년도 학술논문요약집
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• pp.296-296
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• 2009

산화물 사용후핵연료를 대상으로 하는 파이로 공정은 고온 용융염 매질에서 산화물을 금속으로 전환시키는 전해환원 공정으로부터 시작된다. 이후, 전해정련 공정이 도입되어 전해환원 공정에서 금속으로 환원된 생성물을 처리하게 된다. 전기화학적 공정인 이 두 공정에는 전류전달 매질인 전해질로 용융염이 사용된다. 그러나 전해환원 공정은 LiCl 염을 기반으로 하는 반면 전해정련은 LiCl-KCl 공융염 조건에서 운전하여 두 공정의 연계성 향상 및 공정 안정성 확보를 위해서는 전해환원 공정에서 생성되는 금속전환체에 존재하는 잔류염을 제거하는 공정의 도입이 두 공정사이에 고려되고 있다. 전해환원 공정에서 산화물이 금속으로 환원되는 동안 고체입자의 외형이 유지되며 따라서 제거된 산소에 의해 금속전환체에는 공극이 발생하게 된다. 또한, 전해환원에 도입되는 산화물의 물리적 형태가 분말 또는 펠렛 등 다양한 형태로 도입 가능하여 단위 입자들 사이에 많은 공극이 발생하게 된다. 이렇게 기존재하거나 또는 공정 운전에 의해 새롭게 생성된 공극에는 전해환원 매질인 LiCl 염이 침투하여 금속전환체는 염에 의해 젖게 되며 공정 종료시 고화되어 금속전환체에 포함된다. LiCl을 제거하기 위해서는 가열에 의한 증류가 연구되고 있다. 그러나 LiCl의 낮은 증기압에 의해 비교적 낮은 온도에서 증발시키기 위해서는 감압조건이 필수적으로 고려되어야 한다. 한국원자력연구원에서는 다공성 모의 금속전환체를 사용하여 LiCl에 의한 Wetting 후 적절한 증발 조건 결정을 목적으로 온도 및 압력 조건 설정을 위한 기초실험에 결과를 수행하였다. 본 연구의 기초 실험 결과 $700^{\circ}C$온도 조건과 감압조건이 잔류염 제거를 위한 공정조건임을 밝혔다. 또한 모의 금속전환체를 담고 있는 미세 다공성 Basket은 고온조건에서 공극의 변형에 의해 증발에 대한 저항으로 작용하여 증발 효율을 저하시키는 것으로 나타났다. 따라서 잔류염 제거를 위해서는 전해환원 Basket이 비교적 큰 공극을 지녀야 할 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권2호
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• pp.77-85
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• 2012

본 연구는 우라늄-함유 석회침전물로부터 U을 제거(/회수) 하기위하여 탄산염 산화용해-산성화 침전과 질산용해-과산화수소 침전을 각각 고찰하였다. 석회침전물 내 우라늄을 용해하는 관점에서는 질산용해가 유리하나 (약 98% 이상 용해) 이 경우 U과 Al, Ca, Fe, Mg, Si 등의 공존 불순물이 다량 공용해되고, 또한 과산화수소 침전에서도 상당량의 불순물이 U과 함께 공침전 된다. 한편 탄산염 용해에 의한 산성화 침전은 우라늄의 용해가 90% 이하로 방사성 고체페기물의 부피감용 측면에서는 질산용해 보다 덜 효율적이지만, 우라늄과 불순물의 공용해나 산성화 침전에 의한 우라늄과 불순물의 공침전이 거의 일어나지 않아 보다 순수한 U을 회수하는 측면에서는 매우 효과적이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권1호
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• pp.71-76
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• 2010

사용후핵연료로부터 유용한 물질을 회수하는 파이로 공정의 주요 공정 중 하나인 전해정련 기술과 국내의 전해정련 장치 개발에 대해 고찰하였다. 전해정련 반응은 LiCl-KCl 용융염 전해질 내에 우라늄과 초우란금속 및 희토류 등을 함유하는 사용후핵연료 금속전환체를 담은 양극 바스켓과 고체음극으로 구성되고, 양극에서 는 산화(용해)반응이 음극에서는 환원(석출)반응이 진행되며 순수한 우라늄만을 회수한다. 흑연음극이 가진 자발탈리하는 특성과 아래로 모아진 우라늄 석출물을 스크류 이송장치로 자동 회수하는 개념을 도입하여 처리용량이 20 kgU/day 규모의 연속식 고성능 전해정련장치를 개발하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권1호
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• pp.33-39
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• 2024

본 연구에서는 대표적인 해양 폐기물인 패각을 자원화하여 건설재료에 활용하고, 재료의 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 꼬막, 굴 등 국내에서 많이 발생하는 패각을 세척 및 전처리하여 잔골재 대체재로서 활용하였으며, 패각의 대체율 및 세척 여부 등의 조건에 따라 시멘트 모르타르 시편을 제작하였다. 서로 다른 조건하에 타설된 모르타르 시편의 압축강도를 평가하고, XRD, SEM, micro-CT 등의 미세구조 분석 방법들을 활용하여 각 시편의 고체 및 공극 구조를 분석하였다. 결과를 통해, 굴과 꼬막 패각이 서로 다른 탄산칼슘의 동질이상으로 구성되어 있는 것을 확인하였으며, 각각의 미세구조 특성에 의해 잔골재 대체재로 활용 시, 모르타르의 역학적 물성 차이에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.385-390
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• 1998

방사성 페이온교환수지 아스팔트고화체를 처분장 등지에서 장기간 저장시 안전성 확보를 위하여 물리적 강도가 높고 고화체내에서 방사성핵종의 침출저항성 및 처리시 감용의 효과가 우수한 고화체 연구가 필요하게 되었다. 실험에 사용된 이온교환수지는 입상형 양이온 교환수지를 대상으로 하였으며 고화매질로서는 도로포장용으로 생산되는 직류아스팔트 60/70을 사용하였다. 고화보조제는 방사성 고체패기물 포장시 사용되어 폐기물로 발생되는 페폴리에틸렌(폐PE) 필름을 사용하였다. 실험결과 고화체의 형태안정성은 PE 함유량이 10 wt% 이상일 때 고화체 형태를 그대로 유지할 수 있으며 압축강도는 414 kPa(60 psi) 이상을 나타내었다. 최적의 운전조건은 이온교환수지, PE 함유량이 건조기준으로 각각 30~50 wt%, 10~25 wt% 이며, 고화온도는 170~20$0^{\circ}C$이다. 고화체의 침출특성은 확산 (diffusion) 으로 해석이 가능하며, 유효확산계수(De)는 Cs, Co의 경우 각각 1.621$\times$$10^{-7}$, 1.186$\times$$10^{-9}$ $\textrm{cm}^2$/day로 나타나고, Leachablity index는 각각 11.7, 13.8로 미국 원자력위원회 (NRC)가 요구하는 기준값 6보다 훨씬 높게 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제23권6호
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• pp.47-53
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• 2014

런던협약으로 인하여 하수 슬러지 및 유기성 폐기물의 해양투기가 전면 금지되어 이의 효과적인 처리 및 에너지 전환 기술에 대한 요구가 증대되고 있다. 하수 슬러지의 빠른 감량과 에너지화가 가능한 열적 에너지 전환 기술의 적용을 위해서는 하수 슬러지의 열분해 및 연소 특성에 대한 기본적인 kinetics 자료가 필수적이다. 본 연구에서는 열중량 분석기(thermogravimetric analyzer, thermobalance)를 이용하여 하수 슬러지의 열분해 및 연소 kinetics를 도출하였다. 열분해의 경우 총 세 단계의 반응이 일어나 각각에 대하여 subtraction method에 의하여 activation energy와 빈도 인자를 도출하였다. 촤 연소의 경우 반응 kinetics 해석은 기체-고체 화학반응의 세 가지 모델이 이용되었고 shrinking core model이 연소 특성을 가장 잘 나타내어 이 모델을 기준으로 activation energy와 빈도 인자를 도출하고 산소농도 영향을 살펴보았다.

• 청정기술
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• 제19권3호
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• pp.201-211
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• 2013

바이오차는 바이오매스를 이용하여 산소가 없는 환경에서 열분해할 때 만들어지는 탄소함량이 높은 고체 물질이다. 바이오차의 탄소격리, 재생 에너지, 폐기물 관리, 농업 생산성 개선, 환경복원 관점에서의 중요한 기능으로 인해 최근에 크게 주목을 받고 있다. 바이오차는 토양에서 수천 년간 안정적으로 보존될 수 있기 때문에, 결국에는 분해될 수 밖에 없어 탄소중립이라 불리는 바이오매스 에너지와는 달리 탄소 네가티브의 특징을 가지고 있다. 게다가 바이오차를 토양에 적용하면 바이오차의 높은 pH와 물 및 영양분의 우수한 보유능으로 인해 농업 생산성이 크게 개선될 수 있다. 본 논문은 바이오차의 탄소격리 원리와 물리화학적 특징, 농업 및 환경에의 적용과 관련된 최근의 연구 동향을 총설하여 기술하고자 한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권2호
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• pp.97-104
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• 2004

NIPS 시스템은 중성자 핵반응 결과 방출되는 즉발 감마선을 정량적으로 측정하는 장치이며 고체 및 액체 폐기물 중 존재하는 다양한 원소를 비파괴적으로 분석할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 NIPS 시스템에 이용된 고순도반도체 검출기의 계측효율을 $^{l33}$Ba 및 $^{152}$Eu 방사성 동위원소 선원과 $^{35}$ Cl(n, ${\gamma}$)$^{36}$ Cl 핵반응 시 발생되는 즉발감마선을 이용하여 80 keV에서 8 MeV까지 넓은 영역에 대하여 구하였다. $^{35}$ Cl(n, ${\gamma}$)$^{36}$ Cl 핵반응을 이용한 고에너지 감마선의 계측효율은 즉발감마선의 방사능 값을 정확히 알 수 없기 때문에 저 에너지 영역에서 정확히 알고 있는 검출기 효율곡선에 규격화시켜 전 에너지 영역에서의 효율보정곡선을 구하였다. 또한 KCl 표준용액에 $^{252}$ Cf 중성자 선원을 조사시켜 표준용액으로부터 방출되는 즉발 감마선을 고순도반도체 검출기로 측정하고 광대역 계측효율 곡선을 이용하여 수용액 시료에서의 평균 열중성자 속을 예측하였다. NIPS 측정시스템은 주변 재료 물질의 핵반응으로 방출되는 감마선 background를 줄이기 위해 두 개의 고순도반도체 검출기를 이용한 동시계수 장치가 고안되었으며, 동시계수 모드에서의 계측효율도 함께 고려되었으며, 표준선원을 이용하여 전 계수 또는 동시계수모드에서의 background에 대한 측정감도를 비교하였다.다.

• 한국항해항만학회지
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• 제33권1호
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• pp.57-63
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• 2009

수산폐기물을 방류기준에 맞추어 효과적으로 분리 처리하기 위하여, 고형물을 함유한 폐수로부터 고체와 액체를 분리해내는 전처리 공정이 필요하다. 또한, 전처리 공정효율이 극대화될수록 후속처리공정의 처리용량향상, 처리시설 규모축소, 경비절감 등의 효과도 커진다. 이를 위해 이 논문에서는 진동형 역경사식 스크린 기술을 제안하고, 최적의 고액분리를 위해 적정 진동주파수 및 기진각을 검출하였다. 진동발생기는 스크린 몸체에 대해 일정한 각도($0^{\circ}$,$30^{\circ}$,$45^{\circ}$,$90^{\circ}$)로 각각 두었으며, 진동주파수는 진동에 의한 스크린의 손상을 고려하여 35-60Hz 범위 내에서 5Hz 단위로 가변하면서 고액분리효율을 측정하였다. 스크린 경사각은 예비실험을 통해 $3^{\circ}{\sim}5^{\circ}$로 설정하고, 여과장치는 직사각형과 정사각형 2종류로 제작하였다. 실험결과 장치의 형태와 관계없이 대체적으로 $0^{\circ}$의 기진각과 60Hz의 진동주파수에서 우수한 여과효율이 나타났다. 그리고 여과 전후의 부유물질(SS)의 양을 비교하여 제안한 기술의 유효성을 검증하였다.