• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
• /
• v.14 no.4
• /
• pp.343-356
• /
• 2016

The Korea Radioactive Waste Agency (KORAD) has developed a dual-purpose metal cask for the dry storage of spent nuclear fuel that has been generated by domestic light-water reactors. The metal cask was designed in compliance with international and domestic technology standards, and safety was the most important consideration in developing the design. It was designed to maintain its integrity for 50 years in terms of major safety factors. The metal cask ensures the minimization of waste generated by maintenance activities during the storage period as well as the safe management of the waste. An activation evaluation of the main body, which includes internal and external components of metal casks whose design lifetime has expired, provides quantitative data on their radioactive inventory. The radioactive inventory of the main body and the components of the metal cask were calculated by applying the MCNP5 ORIGEN-2 evaluation system and by considering each component's chemical composition, neutron flux distribution, and reaction rate, as well as the duration of neutron irradiation during the storage period. The evaluation results revealed that 10 years after the end of the cask's design life, $^{60}Co$ had greater radioactivity than other nuclides among the metal materials. In the case of the neutron shield, nuclides that emit high-energy gamma rays such as $^{28}Al$ and $^{24}Na$ had greater radioactivity immediately after the design lifetime. However, their radioactivity level became negligible after six months due to their short half-life. The surface exposure dose rates of the canister and the main body of the metal cask from which the spent nuclear fuel had been removed with expiration of the design lifetime were determined to be at very low levels, and the radiation exposure doses to which radiation workers were subjected during the decommissioning process appeared to be at insignificant levels. The evaluations of this study strongly suggest that the nuclide inventory of a spent nuclear fuel metal cask can be utilized as basic data when decommissioning of a metal cask is planned, for example, for the development of a decommissioning plan, the determination of a decommissioning method, the estimation of radiation exposure to workers engaged in decommissioning operations, the management/reuse of radioactive wastes, etc.

• Resources Recycling
• /
• v.30 no.2
• /
• pp.61-67
• /
• 2021

Scraps are a byproduct of the machining process used for transforming titanium ingots into useful mechanical parts. Scraps take two forms, namely, bulky scraps, which are produced by cutting, and chipped scraps, which are produced by milling. Bulky scraps are comparatively easier to recycle because of their small surface area and less oxygen content; as a result, they pose only a small risk of explosion. In contrast, chipped scraps pose a higher risk of explosion, because of which, their recycling is complicated, resulting in most such scraps being discarded. With the aim of avoiding this waste, we proposed a novel process for converting chipped scraps into stable carbide materials. Methods typically applied to reduce particle size and impair the formation of solid solution type phase in the carbide materials were used to improve the mechanical properties of carbides prepared from chipped scraps. Our novel recycling process reduced carbide production costs and improved carbide quality.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.46-46
• /
• 2009

과거 고강도강 용접부에서 발생하는 저온균열은 주로 용접열영향부에서 발생하였는데, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 강재 메이커들은 고강도강의 용접성을 향상시키고자 노력하였다. 이러한 노력의 결과로 TMCP, HSLA 강 등이 개발되었고 이들 강재는 예열온도를 저하시킬 수 있다는 장점 때문에 보편화되어 사용되었다. 이러한 강재는 모재 예열온도를 기준으로 적용하게 되면 용착금속에서 저온균열이 발생하는 경우가 있다. 따라서 이제는 용접재료의 용접성, 즉 용접재료의 저온균열 저항성을 평가 할 수 있는 기법이 요구된다. 본 연구의 목적은 용착금속의 저온균열 저항성을 평가하는 것인데, 저온균열 저항성은 용착금속의 미세조직에 따라 다르게 나타날 수 있다. 용착금속의 합금조성은 기본적으로 용착금속에 요구되는 최저 강도와 충격인성을 만족할 수 있도록 설계한다. 하지만 유사한 강도의 유사한 합금조성이더라도 일부 합금 성분에 의해 용착금속의 미세조직들은 상이하게 나타날 수 있는데, 미세조직 특성에 의하여 용착금속의 강도와 저온인성이 결정된다. 용착금속의 저온균열 저항성을 평가하기위하여 Gapped Bead-on-Groove(G-BOG) 시험에 사용된 모재는 50mm 두께의 mild steel을 사용하였으며, 모재의 희석을 방지하기위해 15mm 깊이로 V-groove 가공 후 buttering 용접 하였다. 용접된 시편은 다시 5mm 깊이로 V-groove로 2차 가공 후 Ar + 20% $Co_2$ gas를 사용하여 용접하였다. 용접재료는 ER-100S-G grade로 비슷한 합금조성을 갖는 2 종류를 사용하였다. A용접재료는 Ti 이 0.1% 함유 되었으며, B용접재료는 Ti 함유되지 않은 것을 사용하였다. 또한 예열 온도에 따라 저온균열 감수성을 평가하기위하여 모재의 예열온도를 각각 상온, $50^{\circ}C,\;75^{\circ}C,\;100^{\circ}C$로 하여 실험을 진행하였다. 용착금속의 미세조직을 확인해본 결과 Ti 함유된 A 용착금속 미세조직은 대부분 침상형페라이트로 나타났으며, Ti 함유되지 않은 B 용착금속 미세조직은 대부분 베이나이트로 나타났다. G-BOG 시험 결과 Ti 함유된 A 시편이 Ti 함유되지 않은 B 시편보다 저온균열 발생량이 적었다. 이는 용착금속의 미세조직분포 및 특성에 따라 저온균열감수성이 다르다는 것을 나타낸다.

• Polymer Science and Technology
• /
• v.21 no.2
• /
• pp.149-156
• /
• 2010

전기방사 탄소섬유와 s-VGCFs는 그 미세구조의 특성 때문에 응용분야가 서로 다르다. 전기방사 탄소나노섬유는 유기물을 섬유화하고 그것을 탄화하기 때문에 VGCFs에 비해서 낮은 가격에 대량생산이 가능하고 촉매를 사용하지 않기 때문에 전극으로 사용할 경우 금속불순물에 대한 부반응의 우려가 없다. 한편, 결정성이 낮고 세공이 잘 발달되어 비표면적이 크기 때문에 이온을 흡착해서 에너지를 저장하는 전기화학 캐패시터나 가스 흡착 분리나 촉매의 지지체로 사용하는데 장점이 있다. 이에 비해서 s-VFCFs는 섬유의 직경이 기존의 VGCF에 비해서 작으면서 잘 발달된 흑연구조가 동심원 구조를 하고 있어 굴곡강도가 크고 열 및 전기전도도가 우수하여 납축전지나 Li 이온전지의 충전제로 사용하여 역학적 특성과 향상시켜 주는 역할을 한다. 또한, 금속과 복합화하여 가벼우면서도 강도를 증가시켜주는 보강재로 사용가능하다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.21 no.7
• /
• pp.1116-1126
• /
• 1997

The effects of friction between powder and a mandrel on densification behavior of metal powder were investigated under cold isostatic pressing. The elastoplastic constitutive equations based on the yield function of Shima and Oyane were implemented into finite element program (ABAQUS) to simulate compaction responses of metal powders during cold isostatic pressing. The friction coefficients between powder and mandrels with different roughness were determined by comparing experimental data and finite element results. Density distributions in the powder compacts were also studied for different friction coefficients. Finite element results were compared with experimental data for pure iron powder under cold isostatic pressing.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.13.2-13.2
• /
• 2009

전도성 고분자는 재료의 경제적 측면 이외에 반도체로서의 다양한 전기적 특성, 생물학적 적합성, 다양한 합성 가능성 등의 우수한 장점을 지니고있어 많은 분야에 응용되고 있다. 그러나 유기물질이라는 한계로 인하여 기존 nano/microfabrication에서 일반적으로 적용되는 패터닝 방법을 적용하는데 어려움이있다. 따라서 많은 연구자들이 독립적인 나노 크기 개체를 만든 후 이의 자가 조립, 혹은 이와 유사한 방법에 의해 소자를 형성하고자 하는 노력을 기울이고 있다.이러한 bottom-up방식에 의한 소자 구성은 나노크기의 전도성 고분자 물질을 소자화하는데에는 성공하고 있으나, 복잡한 패터닝과 다양한 크기의 나노구조체를 정확한 위치에 정렬시키는 문제에 있어서 명확한 해답을 제시하지 못하는 실정이다. 본 연구에서는 현재 보편적으로 이용되고 있는 금속의nano/microfabrication공정과 전도성 폴리머의 전해합성를 복합화하여 고정밀도 및 다양한 패턴의 나노 소자를 구현하고자하였다. 이를 위하여 전해합성 조건에 따른 polypyrrole의전기적 특성을 평가하였으며, 하부 금속전극관의 복합적층화를 통한 접촉저항의 최소화를 구현하고자 하였다. 또한 이와 같은 self-alignedelectropolymerization방법을 이용하여 구성된 nano/micro 소자의 gas sensor 및 bio sensor로서의 적용가능성에 대하여평가하였다.

• Journal of the KSME
• /
• v.28 no.3
• /
• pp.216-225
• /
• 1988

고성능 복합재료는 그 제조 공정이 다양하고 공정의 개념이 기존 금속 재료와는 크게 다르며, 많은 열 공학 및 금속 재료와는 크게 다르며, 많은 열 공학 및 유체공학적인 문제를 수반하고 있다. 특히 최적 공정의 선택이 가장 큰 관심의 대상이므로 공정의 modeling에 대한 연구가 많이 이루어지고 있으며, 이러한 modeling을 통하여 고성능 복합재료 제조 공정에서의 문제점을 보다 잘 이해할 수 있고 제조 공정의 최적화에 이용할 경우 비용이 많이 들고 시간이 오래 걸 리는 실험적인 방법을 많은 부분 대치할 수 있어 새로운 기지재료가 소개되었을 경우의 그 제조 공정의 결정에 있어 시간과 비용을 대폭 절감시킬 수 있다. 앞으로 소재의 기능화, 경량화 추 세에 힘입어 복합재료의 수요는 계속 늘어날 전망이어서 새로운 공업용 소재로서의 복합재료에 대한 공학적인 이해가 필요하며, 특히 기존의 재료 제조 공정과는 비교적 색다른 복합재료 제조 공정에 대한 보다 넓은 이해가 필요할 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.24 no.3 s.174
• /
• pp.735-742
• /
• 2000

Densification behaviors of mixed metal powder under high temperature were investigated. Experimental data of mixed copper and tool steel powder with various volume fractions of Cu powder were obtained under hot isostatic pressing and hot pressing. By mixing the creep potentials of McMeeking and co-workers and of Abouaf and co-workers originally for pure powder, the mixed creep potentials with various volume fractions of Cu powder were employed in the constitutive models. The constitutive equations were implemented into a finite element program (ABAQUS) to compare with experimental data for densification of mixed powder under hot isostatic pressing and hot pressing. Finite element calculations by using the creep potentials of Abouaf and co-workers agreed reasonably well with experimental data, however, those by McMeeking and co-workers underestimate experimental data as observed in the case of pure metal powders.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.155-155
• /
• 1999

반도체 소자의 초고집적화와 고속화에 따라 최소 선폭이 급격히 줄어듬에 따라 현재 사용되고 있는 다층금속배선의 층간절연막 0.18$\mu\textrm{m}$ 급 이상의 소자에 적용할 경우 기생정전용량이 증가하여 신호의 지연 및 금속배선간에 상호간섭현상으로 반도체 소자의 동작에 심각한 문제가 대두되고 있다. 이러한 물제를 해결하기 위하여 nonoporous silica, fluorinated amorphous carbon, polyimides, poly(arylene)ether, parylene, AF4, poly(tetrafluoroethylene), divinyl siloxane bisbenzocyclobutene, Silk, 그리고 유무기 hybrid nanofoam 등이 저유전물질로 각광을 받고 있으며, 여기에 대한 연구가 우리나라를 비롯하여 미국, 일본 등에서 많은 연구가 이루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 2003년에 개발될 0.13$\mu\textrm{m}$급 이상의 차세대 반도체 소자에 적용될 수 있는 저유전물질 개발현황과 이들 물질 중 4GDRAM 급이상의 소자에 적용가능성이 가장 높은 유무기 hybrid nanofoam, a-C:F와 C:F-SiO2 박막에 대한 특성에 대하여 소개하고자 한다.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2000.04a
• /
• pp.393-398
• /
• 2000

Densification behavior of mixed copper and tool steel powder under cold compaction was investigated. By mixing the yield functions originally proposed by Fleck-Gurson for pure powder, a new mixed yield functions In terms of volume fractions and contact numbers of Cu powder were employed in the constitutive models. The constitutive equations were implemented into a finite element program (ABAQUS) to compare with experimental data. and with calculated results from the model of Kim et at. for densification of mixed powder under cold isostatic pressing and cold die compaction. Finite element calculations by using the yield functions mixed by contact numbers of Cu powder agreed better with experimental data than those by volume fractions of Cu powder.