• 자원환경지질
• /
• 제56권2호
• /
• pp.167-183
• /
• 2023

사용 후 핵연료(SNF: spent nuclear fuel) 지하 처분장에서 발생된 가스는 처분장 내에서 자체로 이동성이 클 뿐 아니라, 처분장 내 방사성핵종 거동에도 영향을 줄 수 있다. 지하 처분장 방벽 내에서 가스-핵종 발생 및 거동 기작에 대한 연구와 가스 거동이 처분장의 안전성에 미치는 영향에 대한 연구가 처분장 건설 이전에 충분히 수행되어져야 함에도 불구하고, 처분장 다중 방벽내 가스-핵종 거동에 대한 연구는 국내는 물론 국외에서 조차 매우 초보적인 단계이다. 본 연구에서는 지하 SNF 처분장 내 가스 발생과 거동 특성과 관련된 국내외 선행연구 결과들을 고찰하여, 가스 발생/거동 기작을 처분장의 수리지질학적 진화과정에 따라 분류하여 설명하였다. 처분장 내 가스 발생을 크게 SNF의 핵분열에 의한 방사성 가스 생성, SNF 저장 용기의 부식에 의한 가스 발생, 지하수의 산화-환원 반응에 의한 가스 생성, 미생물 활동과 천연 방벽 내 지화학적 반응에 의한 가스 생성 등 총 5가지 유형으로 구분하여 정리하였다. 처분장 다중 방벽 내 가스 거동과 관련된 선행연구 자료들을 정리하여, 방벽 내 가스 거동 시나리오를 다공성 매체에서 일어나는 거동 형태에 따라, 총 4가지 형태(① visco-capillary 흐름을 포함하는 공극 내 자유상 가스 이동, ② 공극 수 내 용존상 기체로서 이류 및 확산 이동, ③ 체적팽창에 의한 거동(dilatant pathway), ④ 가압파쇄에 의한 인장 절리 흐름 등)로 구분하여 제시하였다. 본 연구를 통해 고찰한 SNF 처분장의 다중 방벽 시스템 내 가스 발생 기작과 거동 특성자료들은, 향 후 지하 SNF 처분장 내 가스-핵종 거동관련 다양한 실험 및 모델링 연구를 계획하고, 국내 건설할 처분장의 안전성을 가스 거동관점에서 평가하는데 유용하게 사용될 것으로 기대한다.

• 멤브레인
• /
• 제17권4호
• /
• pp.352-358
• /
• 2007

비다공성 중공사막 접촉기를 이용하여 수용액 내 용존 산소의 농도를 조절하고자 하였으며, 용존 산소의 농도를 전산모사를 통하여 예측하였다. 공급 기체와 공급 수용액이 같은 방향으로 흐르는 병류 흐름 시스템에 대한 분리막 접촉기 공정 지배 미분 방정식을 5차 Runge-Kutta-Verner 법으로 해석하였다. Compaq Visual Fortran 6.6 소프트웨어로 용존 산소농도 예측 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 수치해석을 수행한 결과, 분리막 수가 16,000개로 일정하며 공급기체의 유속이 0.536 mol/sec이고 압력이 486 kPa이며 공급 수용액의 유속이 16.69 mol/sec이고 산소의 몰분율이 0.995으로 유지된 상태에서, 분리막의 길이가 0.4에서 1.2m로 증가함에 따라 용존 산소는 30에서 64 ppm으로 증가하였음을 알 수 있었다. 분리막의 길이가 0.4 m일 때 공급수용액의 유속이 9.26에서 26.85 mol/sec로 증가함에 따라 용존 산소가 40에서 20 ppm으로 감소함을 알 수 있었다. 또한 공급 기체 압력이 298에서 847 kPa으로 증가함에 따라 용존 산소는 33에서 69 ppm으로 증가함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.35-41
• /
• 2012

전 세계적으로 주목받는 탄소 포집 및 저장 기술(CCS)은 현재 많은 연구가 이루어져서 대규모 탄소 포집이 가능한 시점에 있다. 이에 대규모 이산화탄소 포집에 적합한 저장 기술 또한 주목을 받고 있는데, 그 중 하나가 이산화탄소 원유 회수증진 공정($CO_2$-EOR)이다. 이는 이산화탄소의 지중저장은 물론 원유 회수를 증가시키므로, 환경적인 측면과 경제적인 측면을 모두 만족시킬 수 있는 방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 다공성 매질인 저류층을 통과하는 원유와 이산화탄소 혼합유체의 흐름을 모델링하고, 모델링을 통해 이산화탄소 저장 및 원유 회수 증진의 효과를 보이고자 하였다. 혼합유체를 모델링하기 위해 Darcy-Muskat의 법칙으로부터 확산성, 점도 변화를 추가 고려하여 저류층 내 압력과 포화도를 계산하였고, 수치 해석적 모델링을 위해서 유한체적법(finite volume method)을 이용하였다. 그 결과, 저류층 내 원유와 물, 이산화탄소를 주입했을 경우 각 주입물질별 시간에 따른 압력과 포화도의 변화를 예측할 수 있었고, 이산화탄소 주입 방법이 물을 주입하는 방법보다 원유 회수 측면에서 더 유리한 것을 확인할 수 있었다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제14권3호
• /
• pp.257-264
• /
• 1982

식용대두유에 공기를 다공성 가스 분산판을 통해서 주입(120ml/min)하면서 가열산화온도를 30에서 $180^{\circ}C$까지 변화시킬때(10시간)의 대두유의 일부 특성변화를 조사하였다. 그 결과는 다음과 같다. 본 실험에 사용된 대두유는 120ml/min의 공기주입 속도하에서는 그 과산화물값, TBA값과 요오드값은 가열산화온도가 $80^{\circ}C$를 넘을때 크게 증가했었다. 대두유의 지방산조성을 볼때 가열산화온도가 $80^{\circ}C$가 넘을때 불포화지방산의 함량의 변화는 컸었다. 그 반면에 포화지방산 함량의 변화는 거의 없었다. 이와같은 변화는 가열산화중의 대두유의 요오드값의 변화와 잘 일치 했었다. 한편, 산값은 가열산화온도가 $160^{\circ}C$를 넘을때 크게 증가했었다. 대두유의 굴절율과 점도는 가열산화온도와 시간이 증가함에 따라 증가했으나, 점도의 경우에는 가열 산화온도가 $180^{\circ}C$ 이상의 경우 크게 증가했었다. 본 실험의 가열산화조건하에서의 시료유지의 점도(V)와 가열 산화온도$(T^{\circ}K)$ 사이의 관계는 다음 식으로 표시할 수 있었다. $$V=Aexp({\frac{E}{RT}})$$ 여기서 A는 함수 E는 점성흐름의 활성화 에너지, R은 기체항수이다. 한편 $20^{\circ}C$에서 측정한 가열산화된 대두유의 굴절율$({n_D}^{20})$과 점도(V) 사이에는 다음과 같은 관계식이 성립하였었다. $${n_D}^{20}=1.4614+7.3333{\times}10^{-5}t+2.9612{\times}10^{-3}InV$$여기서 t는 점도측정온도$(^{\circ}C)$, InV는 점도의 자연대수치이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제14권12호
• /
• pp.6447-6454
• /
• 2013

기존 해수취수시스템의 경우 해수오염, 부유물질, 취수의 불안정 및 유지관리의 어려움 등으로 인해 해수취수의 어려움이 발생하곤 하였다. 이와 같은 단점을 극복하고자 매설식 해수취수시스템을 개발하여 격포항에 설치하였다. 본 연구에서는 새로운 시스템의 거동을 검토하고자, 수질관측 및 3차원 수치모의 실험을 수행하였다. 이 취수시스템에 대하여 총 5회에 걸쳐 COD, 총질소, 총인, PH 그리고 부유물질에 대하여 수질분석을 수행한 결과, COD, 총질소, 총인, PH의 경우 취수 전 후 저감 효과는 미미하였다. 그러나 부유물질의 경우 수산용수 1급 5 mg/L 이하로 정화되는 효과가 나타났다. 수치모형은 유한체적법 기반의 CFX 모형과 RNG $k-{\epsilon}$ 알고리즘을 선정하였으며, 여과사, 외부관 지름 및 두께를 재현하기 위해서 다공성 알고리즘을 적용하였다. 수치모의 실험을 수행한 결과, 2중관 구조가 내외부관 사이의 공간에 의해 압력의 분포를 균등하게 하여, 흐름 상태나 안정적인 취수측면에서 유리한 것으로 분석되었으며, 취수관을 다열 배치하였을 때 중앙 취수관과 비교하여 양쪽 취수관에서 유량이 0.98배로 감소하였지만 유동의 간섭현상은 발생하지 않았다.

• 한국식품과학회지
• /
• 제53권4호
• /
• pp.382-390
• /
• 2021

본 연구에서는 유자박분말(YP)에 효소처리하여 불용성 식이섬유를 수용성 식이섬유로 전환시키고, 효소처리한 유자박분말(EYP)을 이용하여 유자과립을 제조 후 이의 이화학적특성, 제형안정성과 기능적 특성을 알아보았다. 유자박분말에 CL을 처리할 때 48.68%로 가장 우수한 가용화정도를 나타냈다. FE-SEM으로 YP와 EYP의 미세구조 관찰결과 효소처리 후 표면 불규칙하고 다공성이 됨을 확인하였다. YP에서 EYP로 변함에 따라 총 식이섬유의 함량은 비슷하지만 SDF는 1.5배 증가하였고, IDF는 2배 감소하는 경향을 보였으며, SDF/IDF는 3배 증가하였다. 식이섬유의 구성성분인 hemicellulose는 3배 감소하였고, cellulose는 2.5배 감소하였다. 유리당은 YP에서 galacturonic acid와 arabinose가 없었으나 효소처리 후 각각 1.64, 2.91 mg/g DW 생성되었다. 효소처리에 따라 설탕은 30% 감소하였으며, 포도당은 2배 증가함을 보였다. EYP를 이용하여 5가지 유자과립을 제조하였고, 이화학적 특성과 기능적 특성을 조사한 결과 유자과립의 pH는 3.25-3.28, 산도는 3.42-3.84%, 당도는 8.7-8.9°Brix를 나타냈다. 색도는 V의 황색이 21.57로 가장 높았으며, EYP의 함량에 비례해 황색이 높아지는 경향을 보였다. 제형안정성은 전체적으로 보았을 때 15% EYP를 함유한 IV가 용해도를 제외한 수분보유력, 유지보유력, 팽윤력, 흐름성에서 각각 1.07, 2.36, 2.60 g/g, 20.09 Arctano으로 제형안정성이 우수하였다. 플라보노이드 함량은 narirutin, naringin, hesperidin, neohesperidin을 측정하였고, 총 플라보노이드 함량은 EYP의 함량에 따라 증가하여 IV (15% EYP)와 V (20% EYP)가 7.69 mg/g으로 가장 높은 값을 나타냈다. 항산화능과 tyrosinase저해활성능은 IV에서 각각 68.4, 82.5%로 우수함을 보여, 전체적으로 유자박이 많이 첨가된 과립이 항산화능과 미백효능이 뛰어났다. 본 연구의 데이터를 종합적으로 볼 때 유자박분말에 효소처리를 통해 수용성이 높아지는 유자박분말을 생산하였고, 이를 이용해 제조한 유자과립은 기능성식품으로 가치가 높을 것으로 예상된다. 또한 소비자의 건강에 대한 관심이 증가함에 따라 기능성물질을 포함한 제품 개발 역시 증가하는 추세이며 본 연구에서 제조한 유자과립은 naringin, narirutin, hesperidin, neohesperidin 등의 기능성 플라보노이드, 식이섬유, 유산균을 함유하고 있어 산업적으로 이용가치가 높을 것으로 예상된다.