여수해만 광양만 입구의 조류 및 부유 퇴적물 함량 분석을 통하여 광양만 내의 부유 퇴적물 수지 균형을 조사하였다. 만 입구의 부유 퇴적물 함량은 바닥이 평균 약 17.80mg/l로 표층의 평균 약 4.75mg/l에 비해 상당히 높으며, 조류도 표층 부근에서는 썰물이 강하나 저층에서는 오히려 밀물이 강하여 유속의 비대칭 현상을 보이고 있다. 이러한 저층의 높은 부유 퇴적물 함량과 밀물우세 조류로 인하여 이 지역의 부유 퇴적물 이동은 저층을 통한 이동이 큰 중요성을 갖으며, 따라서 광양만의 내부 특히 서쪽 부분은 전체적으로 세립 퇴적물의 순수 퇴적이 이루어지고 있다. 이러한 조류에 의한 세립 퇴적물의 순수 유입량은 약 $5.66\times10^8g/day$로 계산되며, 이 순수 유입량이 만의 서부에 퇴적된다면 그 퇴적율은 약 1.15m/1,000years 정도가 될 것이다.
기공 경사화된 마이크론 단위의 구조 틀 및 나노 수지상 구조 벽을 가지는 니켈-구리 거품 전극을 전기화학적인 방법으로 합성하였다. 전해 도금 시 순수한 니켈은 치밀한 층으로 성장하는 양상을 보였으나, 구리와 함께 도금시키는 경우 그 성장 양상이 순수한 니켈과는 매우 다르게 관찰되었다. 특히, 첨가제로써 염소 이온의 농도가 증가함에 따라 니켈-구리 도금 층의 수지상 성장이 뚜렷해지는 모습을 보였다. 또한, 기재와 먼 부분일수록 도금 층 내 구리 대비 니켈의 상대적인 양이 감소하였으며, 염소 이온 농도가 높아짐에 따라 전 도금 층에 걸쳐 니켈의 양이 증가하였다. 수지상 구조 벽의 가지 내부 조성을 분석한 결과, 중심부로 갈수록 구리 함량이 점차 높아지는 조성 구배를 확인하였으며, 적절한 열처리를 통해 상호 확산을 유도하여 균일한 조성의 니켈-구리 합금을 얻어낼 수 있었다. 본 연구를 통해 제작된 재료는 기능성 전기 화학 장치용 고성능 전극에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
불포화 폴리에스테르(unsaturated polyester : UPE) 수지를 다가알콜 (propylene glycol : PG, neopentyl glycol : NPG)의 각 몰비를 조정하여 포화 이염기산(isophthalic acid : IPA)과 불포화 이영기산 (maleic anhydride : MA)의 혼합물로 축합반응으로 제조하였다. 고체의 표면특성을 결정짓는 임계표면장력(${\gamma}_{c}$)을 Zisman plot으로 평가하였고, 또한 수지의 구조와 물성과의 관게를 레올로지 측정으로 조사하였다. 고체 glass에 의한 (${\gamma}_{c}$)은 UPE 수지 액체들에 대해서 30.5mN${\cdot}m^{-1}$를 얻었고, PG/NPG 몰비중 NPG 함량이 증가할수록 UPE 수지 용액의 접촉각과 표면장력이 감소됨을 확인할 수 있었다. 그리고 글리콜 몰비가 다른 UPE 수지의 동적 점탄성을 측정하면 정상류 점도의 전단속도 의존성, 동적 탄성율의 각 주파수 의존성에 의해 순수한 PG보다는 NPG의 함량이 증가할수록 낮은 값을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 리그닌 기반 폴리아크릴로나이트릴(polyacrylonitrile, PAN) 공중합체를 전기방사하여 나노탄소섬유 매트를 제조한 다음, 에폭시 수지를 보강하여 제조한 복합재료의 열적 특성 및 기계적 강도를 조사하였다. 나노탄소섬유 매트/에폭시 복합재는 에폭시 수지와 유사한 열분해 거동을 보이고 있는 반면에 유리전이온도는 $106.9^{\circ}C$로 순수에폭시 수지의 유리전이온도($T_g$) $90.7^{\circ}C$보다 다소 높은 경향으로 나타나 열적 안정성이 향상된 결과로 사료된다. 리그닌 기반 공중합체 및 순수 PAN으로 만든 나노탄소섬유 매트의 인장강도는 각각 7.2 및 9.4 MPa로 나타났으며, 리그닌 기반 나노탄소섬유 매트/에폭시 복합재료의 인장강도는 43.0 MPa로 나타났다. 이는 나노탄소섬유 매트/에폭시 복합재료에서 에폭시 수지 매트릭스(matrix) 내에서 나노탄소섬유가 강화제(reinforcing filler)로 작용한 효과로 약 6배의 인장강도 향상을 보였다. 인장강도 측정 후 시편의 절단면에서 나노탄소섬유 자체의 높은 인장강도(478.8 MPa) 및 에폭시 수지와의 약한 계면접착성에 기인하는 나노섬유의 뽑힘현상이 관찰되었다.
국내의 초순수 제조장치는 90% 이상이 이온교환수지를 사용하는 이온교환법과 UF, R/O System과 같은 Membrane을 사용하는 Membrane System을 병행하여 적용하고 있다. 국내 초순수처리 Plant에서는 통상 전처리 System과 1차 순수제조 System및 초순수 System이 상호 연결되어 Plant가 구성 운영되고 있다. 전처리 System에는 응집침전, 여과 흡착, 살균 등이 적용되고 있으며 여과 System에 Membrane을 적용할 수 있으나 국내에서는 특별한 경우를 제외하고 대부분 전처리 여과 System에 Media Filter를 사용한다. 전처리 System도 순수처리 장치의 전처리로는 없어서는 안되는 System이지만 여기에는 전처리 System을 제외하고 국내에서 적용하고 있는 초순수처리 System의 공정현황과 각 System별 특징을 설명하였다. 초순수 System에는 요구 수질에 따라 다소 차이가 있지만 반도체 공업에서 사용되는 초순수 System이 이중 최고의 Grade로 반도체공업에서 적용되고 있는 System을 기준하였다. 특히 Membrane을 적용한 초순수제조 System이 증가하고 있어 R/O, ED, EDR, CDI(EDI)와 같은 Membrane System의 특성과 원리를 검토하였다.
원자력 발전소에서 사용하는 1차 냉각수에 대해 살펴보면, 일차냉각수의 pH는 5~8 범위이며, 수질기준은 염소이온과 불소이온이 0.15 ppm, 현탁고형물 이 0.2 ppm이나 실제 농도는 기준치보다 훨씬 낮은 매우 순수한 상태로 유지된다. 다만, 핵분열 반응도를 제어하기 위해 주입되는 붕소가 수백 ppm정도, pH를 조절하기 위해 부가되는 리튬의 1 ppm정도 포함되며, 그밖에 1ppm 정도의 실리카가 포함될 수 있다. 붕산으로 포화 운전되는 이온교환 수지탑 내에서는 붕산보다 이온선택도가 낮은 실리카는 이온교환수지에 흡착되지 않기 때문에 발전소의 가동년수의 증가에 ㄷ아라 원자로 냉각제의 실리카 농도는 점차 증가하게 되었다.
$^{32}$P는 순수한 $\beta$$^{-}$ 방출핵종(방출에너지 = 1.71 MeV, 반감기 = 14.3일)이며 의료용, 표지화합물 합성용, 유전공학 실험용 등으로 널리 사용되므로 고품질의 $^{32}$P의 수요에 부응하기 위해 감압증류법을 개발하였는 바 그 방법과 결과는 다음과 같다. 연구로 2호에서 중성자 조사된 황 표적을 감압 증류용기내에서 5~10 mmHg의 감압하에 200~30$0^{\circ}C$로 가열하여 황을 증류해 낸 다음 묽은 염산을 역류시켜 넣고 $^{32}$P 를 울궈냈다. 이 용액을 이온교환 수지로 정제하여 약 60 mCi/batch의 정제 $^{32}$P를 얻었다. 이온교환수지에 흡착되는 $^{32}$P의 방사능은 전체의 3% 미만이었고 여기에 흡착되는 불순 핵종은 $^{131}$ Ba, $^{85}$ Sr, $^{59}$ Fe, $^{65}$ Zn, $^{60}$Co이었다. 이 방법으로 얻은 $^{32}$P 최종제품은 핵종순도 >99%, 방사화학적 순도 >98%, 고형성분 함량 <1.2 mg/mL 이어서 그 품질이 우수함을 알 수 있었다.
에멀젼 입자 표면의 새로운 형태학적 분석을 위하여 원자간력 현미경을 이용한 위상지연 가시화법을 응용하여 폴리우레탄 수지와 아크릴레이트 수지로 구성된 폴리우레탄 아크릴레이트 하이브리드 에멀젼의 형태 및 물성 연구를 시도하였다. 데이터의 분석을 위하여 순수한 수분산 폴리우레탄과 아크릴레이트 에멀젼 입자를 각각 합성하였고, 유사한 형태로 합성된 두 입자에 대한 각각의 서로 다른 위상지연의 크기를 얻을 수 있었다. 이들 데이터를 기준으로 수십 나노미터의 분해능으로 폴리우레탄 속에 혼성된 아크릴 수지의 입자표면을 구별하고 특성을 분석하였다. 따라서 위상지연 가시화법의 응용으로 서로 다른 2가지 화합물의 특성을 구분하고 이를 가시화 할 수 있는 새로운 가능성을 제시하였고, 이러한 분석법은 유기 합성 고분자의 입자 표면분석 및 물성연구에 유용함을 기술하였다.
우리나라는 산업의 지속적인 발달로 용수수요는 점차 증가하고 있으나 용수원의 한정과 수질오염에 따라 가용용수가 감소하는 추세에 있다. 이러한 문제는 전력사업에도 예외없이 밀려와 최근의 전력수요 증가와 아울러 당면한 과제로 직면하고 있다. 해안에 위치한 발전소의 발전용수는 가용 용수원의 부족 및 지역적 편중으로 원거리 취수가 불가피하여 막대한 발전용수 공사비 소요가 예상되고 있다. 기존의 용수원도 주변환경 오염등으로 점차 악화되어 지금까지 주로 적용하여온 이온교환수지 이용기술에 한계가 오고 있다. 따라서 본고에서는 공업용수 생산 기술변화 추이와 고순수의 발전용수를 생산하기 위한 공정개발 시험결과를 기술하고 아울러 발전소 수처리 방법의 종류별 장단점을 간략히 소개하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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