• 분석과학
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• 제14권6호
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• pp.516-521
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• 2001

본 연구는 우리나라 생활폐기물 대형소각시설(200톤/일 이상)에서 발생되는 바닥재중유해금속류의 용출저감을 위해 수행된 것이며, 주요 유해물질로는 납(Pb)과 구리(Cu)를 택하였다. 납의 용출저감을 위해서 공기접촉 산화처리방법을 사용한 결과, 납이 거의 검출되지 않을 정도의 저감효과를 나타내었으며 구리의 용추저감을 위한 방안에서는 물 세척법이 저감효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, pH 변화에 따른 금속의 용출농도를 분석한 결과, 용출저감을 위한 안정적인 pH 범위는 7~12가 되어야함을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.139-140
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• 2015

주석(Sn)은 뛰어난 유연성을 나타내기 때문에 접촉저항을 감소시킬 목적으로 전자부품과 전자기기의 도선과 단자를 피복하는데 사용된다. 하지만 특정한 조건에서 시간경과와 함께 위스커라는 침상결정이 발생하여 회로 단락을 초래하는 것이 문제이다. 위스커는 직선형, 굴곡형, 곡선형의 형태로 성장하며 직경은 $1{\mu}m$, 길이는 수백 ${\mu}m$에서부터 수 mm에 이른다. 발생 초기단계에서 성장이 정지된 작은 덩어리도 위스커와 함께 관찰된다. 주석도금 피막에서 발생하는 위스커는 1940년대 미국의 전화교환기 단락원인으로 널리 알려지게 되었다. 이러한 위스커를 억제하는 방법으로 주석-납 도금이 개발되었다. 주석-납 도금피막에서는 작은 덩어리가 다수 발생하는 반면에 위스커는 발생하지 않는다. 하지만 2006년 7월에 시행된 RoHS(Restriction of the use of certain Hazardous Substances) 지령에서 수은, 카드뮴, 6가 크롬 및 납은 유해물질로 지정되어 사용이 엄격히 규제되고 있다. 주석 도금피막의 위스커가 발생하고, 성장하는 원인으로 도금피막 내부의 압축응력과 전위, 산화피막, 도금피막-기판계면에서 발생하는 금속간화합물 주변의 변형을 들 수 있다. 본고에서는 도금하여 얻은 주석피막 표면에 형성된 위스커를 중심으로 증착피막과 주석도금 피막을 용융 응고하여 형성된 합금의 경시변화를 비교하고, 작은 덩어리와 위스커의 발생 및 성장 기구에 관하여 기술하였다.

• 한국수산과학회지
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• 제14권2호
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• pp.103-115
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• 1981

해수에서 납 산화피막전극들의 특성과 DBNA의 음극반응성을 조사하기 위해 constant current-poten-tial 방법으로 실현하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1). 대체로 인산 수용액에서 만들어진 산화피막전극에 의한 양성자의 제1단계 환원반응은 DBNA에 의하여 크게 억제되었다. 그러나 $30^{\circ}C$, 0.5M NaCl 수용액과 $6\%_{\circ}$해수에서 DBNA의 첨가 유무에는 관계없이 제2단계의 환원반응이 일어났다. 2). 0.5M NaCl수용액에 DBNA를 첨가했을 때 수산 수용액에서 만들어진 산화피막에 의한 음극반응은 일어나지 않았다. 이 현상은 억제제 DBNA가 수산에서 만들어진 산화피막과 결합하여 완전 절연체를 형성하였기 때문이다. 3). 0.5M NaCl수용액과 $6\%_{\circ}$해수에 DBNA를 첨가하여 인산수용액에서 만들어진 산화피막전극으로 음극반응을 시키면 $(\partial\triangle\;E_{H^+}/\partial T)_{i=const}$의 값은 가가$-0.006\;V/^{\circ}C$와 $-0.005\;V/^{\circ}C$로서 거의 같았지만, $(\partial E_o/\partial T)_{i=o}$의 값은 각각 $0.002\;V/^{\circ}C$와 $-0.002\;V/^{\circ}C$로서 대조적인 현상을 나타내었다. 4). 일련의 관계식을 유도하여 몇 가지 상수 및 열역학적 값을 구하였든 바, 0.5M NaCl 수용액, $6\%_{\circ}$해수 및 $6\%_{\circ}$해수에 60mM DBNA를 첨가한 수용액에서 산화피막전극에 의한 양성자의 환원 반응성을 설명한 수 있었다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권10호
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• pp.129-136
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• 2021

본 의료기관에서 사용되는 방사선 차폐체는 주로 납을 활용하여 제품과 부속품을 제작한다. 납은 가공성과 경제성이 우수하지만 폐기 시 환경 문제로 인해 사용량을 줄이고 있으며, 오랫동안 사용했을 시 크랙 현상과 중력에 의한 처짐 현상으로 인해 차폐막, 차폐벽, 의료기기 부픔 등으로 장기간 사용하기에는 한계가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 구리, 주석 등을 사용하지만, 아직 차폐성능을 제어하기에는 제작 공정에 어려움이 있어 대부분 텅스텐을 많이 사용하고 있다. 그러나 아직 텅스텐의 종류에 따른 특성이 잘 제시되지 못해 다른 차폐재와의 비교가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 순수 텅스텐, 탄화텅스텐, 산화 텅스텐을 이용하여 동일한 공정으로 의료방사선 차폐시트를 제작하여 시트 단면의 입자 구성과 차폐성능을 비교하였다. 비교 결과 순수 텅스텐, 탄화텅스텐, 산화 텅스텐 순으로 차폐성능이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.87-94
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• 2021

의료기관의 방사선 차폐체의 차폐물질이 친환경소재로 변화되면서 기존 납의 일반된 차폐특성보다 차폐물질의 특성에 따른 방사선 방어가 중요한 요소로 대두되고 있다. 납과 유사한 차폐물질로 대표적인 텡스텐과 황산바륨은 친환경 소재로 시트나, 섬유 형태로 제작되어 사용되고 있다. 이테르븀은 치과 방사선영역에서 불투과성 물질로 불소화합물로 사용되었으며, 에너지대별 차폐특성과 기존 친환경소재의 차폐특성과 비교하여 x-선 차폐영역에서 차폐성능을 평가하고자 한다. 동일한 공정과 조건하에 세 종류의 차폐시트를 제작하여 실험하였으며, 의료방사선 영역에서 텅스텐과 약 5 % 차폐성능 차이가 나타났으며, 황산바륨보다 우수한 차폐성능을 보였다. 차폐시트의 단면 구조에서는 인자의 배열이 일정하지 못하는 큰 단점을 보였다. 따라서 산화이테르븀은 의료방사선 차폐물질로 충분한 가능성을 보였으며, 입자배열 구조와 입자크기 조절로 차폐성능을 향상시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.379-379
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• 2011

본 연구에서는 황화납(PbS)을 감응 물질로 하는 양자점 감응형 태양전지를 제작하고 효율을 측정해보았다. 기판에 진공증착을 통해 seed layer를 형성하고 수열합성법으로 산화아연(ZnO) 나노선 어레이를 기른 후 SILAR(Successive ionic layer adsorption and reaction)법으로 PbS 양자점을 합성하였고, 농도와 cycle에 따른 특성의 변화를 주사전자현미경(SEM), X-선 회절, UV-visible spectrometer를 통해 확인하였다. SILAR법을 통해 PbS가 ZnO 나노선 위에 film 형태로 균일하게 성장한 것을 확인할 수 있었고, 이렇게 합성한 물질을 직접 태양전지로 제작하여 그 효율을 측정하였다. 또한 co-sensitizer 물질로 CdS를 합성하여 두 물질의 감응 물질로서의 성능을 확인하였다. PbS는 비교적 작은 밴드갭을 가지며 양자 제한 효과가 커 밴드갭 조절이 용이하며 여러 종류의 태양전지에서 이용되고 있다. 이러한 PbS를 감응 물질로 하는 양자점 감응형 태양전지 제작을 통해 태양전지에의 적용 가능성을 살펴보고 그러기 위해 필요한 부분들을 모색해보았다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 추계학술대회 논문집
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• pp.224-225
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• 2015

폐솔더 박리액으로부터 주석 및 구리의 분리를 위하여 옥살레이트 침전을 통해 각각 금속염으로 회수하기 위한 기초 연구를 실시하였다. 먼저 옥살산의 첨가량에 따라 주석의 침전율이 증가하였으며 당량비(옥살산/주석)의 1.0-1.5배를 첨가할 경우 주석이 99.5%, 구리는 2.0% 정도 침전되었고 철, 납 등은 거의 침전되지 않아 주석만 선택적으로 침전되는 것을 확인 하였다. 반응온도 증가에 따라 주석의 침전율은 증가하여 $60^{\circ}C$ 부근에서 최대값을 보이다가 온도가 더 증가하면 오히려 감소 경향을 보였다. 침전물의 고액분리 용이를 위해 카티온성 고분자 응집제를 이용하여 침강시킨 후, 분리된 침전물을 건조, 분쇄하여 $SnO_2$의 산화물을 얻을 수 있었다. 주석이 제거된 폐솔더 박리액에 옥살산을 첨가하여 구리가 약 91% 이상 침전되어 납, 철 등의 금속과 분리하여 선택적으로 회수가 가능하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.17-35
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• 2001

본 연구에서는 자연점토에 납, 구리, 아연, 카드뮴의 단일 흡착 시 온도변화에 따른 흙의 구성성분별 흡착거동을 살펴보기 위해 혼합 흡착-연속추출법(combined adsorption-sequential extraction analysis, CASA)을 사용하였다. 실험결과 납과 구리의 경우 약 50%이상의 분배가 탄산염 형태로 나타났고, 카드뮴의 경우 약 80%이상의 분배가 이온교환 형태로 나타났다. 아연의 경우 $25^{\circ}C$이하의 온도에서는 이온교환 형태로의 분배가 약 60%로 나타났고, $40^{\circ}C$이상의 온도에서는 탄산염 형태로의 분배가 50%이상으로 나타났다. 흙의 각 구성성분에 대한 흡착용량의 온도에 따른 영향은 철.망간 산화물과 유기물 형태에서 주로 발생하는 것으로 나타났다. 또한 이온교환 형태를 제외한 모든 형태에 대한 중금속들의 흡착 반응은 온도의 증가에 따라 흡착량이 증가하는 흡열반응(${\Delta}H^0$ >0)인 것으로 나타났다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.119-126
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• 2021

본 의료기관에서 사용되는 방사선 차폐복은 납당량 0.25 mmPb를 기준으로 제시하고 있다. 그러나 신체 각 부위별 감수성을 고려하고 사용자의 활동성을 보장할 수 있는 동시에 정밀한 방어가 가능한 차폐복 제작에 대해 연구하고자 한다. 친환경 차폐 재료를 기반으로 제작하여 기존 납 Apron의 중량 문제와 환경 문제를 해결하는 동시에 두께로 납당량과 동일한 차폐성능을 제시하고자 하였다. 제작된 차폐시트의 원단은 납당량 0.12 mmPb부터 0.32 mmPb까지 차폐시트의 두께로 조절하는 카렌더 공정을 통해 제작하였다. 각 신체 부위별 감수성을 고려한 차폐복을 제작하여 의료기관에서 상시 착용하고 있는 대상자를 통해 사용성평가를 실시하였다. 차폐복을 착용한 후 활동성이 좀 더 증가하였다는 의견이 많았으며, 무게는 0.26kg을 줄였다. 향후에는 의료기관의 종사자의 활동성을 고려한 차폐복 디자인 개선 노력이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.547-553
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• 2017

현재 의료분야에서는 방사선 차폐체로서 납(Pb)이 널리 쓰이고 있다. 하지만 납은 무게가 매우 무거워 납치마 등의 방호복은 장시간 착용이 어려우며, 인체에 치명적인 납 중독의 위험이 상시 가지고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하고자 납을 대체 할 수 있는 물질에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 현재 납의 대체물질로써 대표적인 바륨(Ba)과 요오드(I) 등은 우수한 차폐능을 가지고 있지만, 30keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선을 방출하는 특성을 가지고 있다. 환자나 방사선 종사자의 경우 차폐체를 인체에 접촉하고 있는 경우가 많으므로 차폐체에서 발생되는 특성 X선이 인체에 직접 조사되어 방사선 피폭을 증가시킬 위험이 매우 높다. 본 연구에서는 바륨(Ba)과 요오드(I)등에서 발생되는 특성 X선을 제거하기에 적절한 이중구조 차폐체를 방사선 수송코드 중 하나인 FLUKA 수송코드를 개발하여 선행연구로서 진행된 MCNPX 시뮬레이션과 비교 분석하여 이중구조 차폐체의 차폐율에 대한 신뢰성을 검증하고자 하였다. MCNPX와 FLUKA를 이용하여 황산바륨($BaSO_4$)과 산화비스무스($Bi_2O_3$)로 이루어진 다양한 두께조합의 이중구조 차폐체를 설계하였으며, IEC61331-1에 제시된 모식도를 기하학적으로 동일하게 시뮬레이션 상에 구현하였다. 또한, 120 kVp의 연속 X선 스펙트럼에 대한 차폐체의 투과스펙트럼과 흡수선량을 납과 비교 평가하였다. 평가결과, $0.3mm-BaSO_4/0.3mm-Bi_2O_3$ 와 $0.1mm-BaSO_4/0.5mm-Bi_2O_3$ 구조에서는 33 keV와 37 keV의 특성 X선을 모두 흡수하였으며, 90 keV 이상의 고에너지 X선에 대해서도 납과 거의 유사한 차폐효율을 보였다. 또한, FLUKA의 수송코드는 33 keV 이하에서는 cut-off 가 발생하여 저에너지 X선 광자에 대한 전산모사에 제약이 있지만, 40 keV 이상의 고에너지 영역에서 MCNPX와의 상대오차가 6 % 이내로 신뢰성이 매우 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.