전도, 복사 및 대류 열전달을 모두 고려하여 VSC-24 핵연료 저장용기 각부위의 온도분포 및 Vent내의 유동을 해석할 수 있는 열전달해석 프로그램을 작성하였다. 기존의 저장용기 해석에서 여러 전산프로그램을 이용하여 온도분포를 구한 것과는 달리 핵연료집합체 내부의 복사 및 대류 열전달을 포함하였으며 MSB와 VCC를 분리하지 않고 PHOENICS 전산코드만을 이용하여 저장용기 전체에 대한 해석을 실시하였다 프로그램 검증은 저장용기에 대한 기존의 결과 및 법적규제치와 비교하였으며 만족할 만한 결과를 보여 주었다. 이를 토대로 몇가지 경우의 조건에 대한 열전달해석을 실시하였다.
본 연구는 알루미나, 바이오, 스텐레스 및 플라스틱 등의 저장용기에 따른 김치의 품질 특성을 비교, 분석하여 새로운 소재의 김치 저장용기 개발에 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다. 저장용기에 따른 김치의 pH 및 산도의 변화는 알루미나 용기에서 가장 적었으며 스텐레스, 바이오, 플라스틱 용기 순으로 나타났다. 저장용기에 따른 김치의 염도 변화는 저장 초기와 저장 후기에서의 큰 변화는 없었으며 저장용기별로도 큰 차이를 보이지 않았다. 모든 저장용기에서 환원당의 함량은 저장초기에 22.7 mg/mL이었으나 저장 20일째부터는 급격히 감소하여 31일째에는 알루미나, 바이오, 스텐레스 및 플라스틱 용기에서 각각 11.1, 3.7, 5.4 및 3.1 mg/mL로 감소하였다. 저장용기별 김치의 견고성, 응집성 및 점착성은 저장기간에 따라 점차 감소하였으며 감소되는 정도는 알루미나 < 바이오 < 스텐레스 < 플라스틱 용기순으로 알루미나 용기의 김치가 가장 조직감의 변화가 적었다. 저장용기별 김치의 신맛에 대한 관능적 특성은 알루미나 용기에서 가장 오랜 기간 "적당하다"라는 반응을 보였으며 생배추의 맛이나 아삭삭한 정도의 특성도 다른 용기의 김치에 비해 오랫동안 지속되었다. 이상의 결과로 김치 저장용기별 pH, 산도, 염도, 환원당, 조직감, 관능특성의 변화를 비교해 볼 때, 김치의 신선도 유지에 가장 우수한 저장 용기는 알루미나 > 바이오 $\geq$ 스텐레스 > 플라스틱 용기의 순으로 나타났다. 순으로 나타났다.
한국원자력환경공단에서는 국내 경수로 원전에서 발생된 사용후핵연료를 건식으로 저장할 수 있는 콘크리트 용기를 개발하였다. 본 저장용기는 사용후핵연료가 건식환경에서 장기간 저장되는 동안 용기 및 사용후핵연료의 건전성이 유지되며, 방사선량률이 저장시설의 설계기준을 초과하지 않도록 설계되어야 한다. 특히, 저장시설은 정상 및 사고조건에서 적절한 방사선 방호를 위한 차폐설계가 이루어져야 한다. 이를 위해 본 연구에서는 미국 10CFR72 및 10CFR20의 기술기준과 NRC의 표준 심사지침 NUREG-1536에서 제시한 평가방법에 따라 건식저장조건하에서 단일 콘크리트용기 및 $2{\times}10$ 용기배열조건의 선량율을 평가하였다. 평가결과, 일반인에 대한 연간선량 한도인 0.25 mSv를 만족하는 통제구역 경계까지의 거리는 약 230 m로 도출되었다. 콘크리트 저장용기의 설계사고는 $2{\times}10$ 배열의 저장시설에서 한 개의 저장용기가 이송 중 전도사고가 발생하여 용기의 바닥면이 통제구역 경계로 향하는 상황으로 가정하였다. 전도된 저장용기의 바닥면으로 부터 100 m 및 230 m 지점에서 각각 12.81 mSv 및 1.28 mSv로 평가되었다. 본 연구를 통해 건식저장조건에서 콘크리트 저장용기 및 저장시설은 적절하게 평가된 통제구역경계까지의 거리가 확보된다면 방사선적 안전성이 유지됨을 확인할 수 있었다. 본 평가결과만으로 건식환경의 저장용기(시설) 설계에 직접 적용하기는 어렵겠으나, 향후 '국가 고준위폐기물 관리 전략'에 근거한 원전내 저장시설 또는 중간저장 시설의 설계 및 운영에 유용한 자료가 될 것으로 사료된다.
본 연구는 자생식물 추출물을 첨가하여 개발된 항균용기(KAPP)에 저장된 김치의 발효 및 품질특성을 비교하였다. 실험에 사용된 저장용기는 개발된 항균용기(KAPP)와 기존 시판 용기인 폴리프로필렌 용기(KPP), 스테인레스 스틸 용기(KST), 포세린 용기(KPC)로 총 4가지를 사용하였다. 김치를 저장하는 동안 총균수의 증가와 감소는 4가지 용기 모두 비슷했으나 KAPP의 경우 가장 낮은 증가를 보였고, 대장균군의 경우에는 저장 15일 이후부터 50일까지 가장 낮은 수준을 유지하는 것으로 나타났다. Leuconostoc spp. 과 Lactobicillus spp.는 저장 15일까지 모든 실험군에서 급격한 증가를 보인 후 감소하는 경향을 나타내었으나 특히 KAPP 용기에 저장된 김치는 나머지 3가지 저장 용기에 비해 높은 수준을 유지하는 것으로 측정되었다. 저장 40일의 김치를 관능 검사한 결과 KAPP 용기에 저장된 김치가 시판 KPP, KST, KPC 용기의 김치에 비하여 전반적으로 외관, 냄새, 맛 및 전반적인 기호도 항목에서 관능적인 점수가 높았다. 이를 통해 자생식물의 추출물을 첨가하여 개발한 항균용기가 시판 3가지 저장 용기와 비교했을 때 젖산발효에 효과적임을 확인하였으며 관능적인 면에서도 우수함을 확인하였다.
사용후핵연료 수송용기는 원자력발전소의 운영에 있어서 매우 중요한 구성요소의 하나로서 역할을 해왔으며, 근래에 들어서는 발전소 부지 또는 저장시설에서의 저장용기로 함께 사용되면서 그 숫자가 급속히 증가하고 있다. 아직 엄청난 양의 사용후핵연료가 발전소 내의 사용후핵연료 저장조와 같은 수조에 저장되어 있지만, 최근에는 사용후핵연료의 단기 또는 장기 저장을 위한 효과적인 수단으로 수송용기를 이용한 저장을 채택하는 국가가 계속 증가하고 있다. 사용후핵연료 수송용기의 운전 및 유지보수에 대한 오랜 기간의 경험에서 얻은 기술적 노하우는 저장용기의 운전 및 유지보수에도 잘 활용될 수 있을 것이다. 수송저장 겸용용기 및 다목적용 용기의 증가는 이러한 겸용용기의 운전 및 유지보수에 대한 국제적 표준화를 요구하고 있다. 이에 대한 노력의 일환으로 국제원자력기구에서는 이들 겸용 용기에 대한 설계요구사항들을 지침의 형태로 마련하고 있다.
국내 사용후연료는 중간저장시설 확보가 지연됨에 따라 점차 각 발전소의 사용후연료 저장조가 포화상태에 이르고 있다. 국가정책에 따른 사용후연료 중간저장시설의 운영이 시작되는 시점까지 발전소에서 사용후연료 저장용기가 하나의 대안으로 고려될 수 있다. 경수로 사용후연료의 저장용기의 구조설계는 취급사고의 한 형태로서 낙하조건에 대한 안전성을 요구하고 있다. 경수로 사용후연료 24 다발을 적재하는 캐니스터는 콘크리트 외부용기(overpack)의 상부로부터 하향 방향으로 삽입된다.(중략)
방사성폐기물 저장용기에 생긴 결함으로부터의 핵종유출을 분석하였다. 결함은 부식이나 균열으로부터 기인하며 저장용기의 재질이나 부식 부산물층을 관통하게 된다. 본 연구는 결함을 통한 핵종의 이동을 다루었으며 결함이 생기게 되는 방법에 관해서는 고려하지 않았다. 다수의 작은 결함으로부터의 핵종유출이 중요하며 저장용기가 없다고 가정한 폐기물고화체로부터의 핵종유출과 거의 비슷함을 보여준다. 비록 부분적으로 파손된 저장용기일지라도 핵종유출에 대하여서 장기간에 걸쳐 중요한 방벽의 역할을 하지만, 작은 결함의 수가 많아지면 방벽으로서의 효과가 줄어들게 된다.
김치는 한국의 전통발효식품으로서 건강식품으로 여겨지고 있다. 일반적으로 한국에서는 김치를 가정에서 제조하여 김치냉장고에 저장한다. 저장기간 동안 물리화학적, 미생물학적 변화가 일어나며 이는 김치의 품질에 영향을 미친다. 본 연구에서는 김치의 품질에 영향을 미칠 수 있는 저장용기(폴리프로필렌-PP, 스테인리스 스틸-STS, 세라믹)를 달리 하여 김치를 담은 후 0℃로 설정된 냉장고에 보관하면서 화학적, 미생물학적 특성을 비교 분석하였다. pH의 경우 PP와 STS 용기에 저장된 김치 시료는 16일째 각각 4.59과 4.53에 도달한 반면 세라믹 용기에 저장된 김치시료는 4.92에 도달하였으며 그 차이의 경향은 32일까지 유지되었다. 산도의 경우 PP와 STS 용기에 저장된 김치 시료는 8일째 각각 0.24와 0.25%인 반면 세라믹 용기의 시료는 0.22%로 다소 낮게 나타났으며 그 추세는 20일까지 유지되었다. 유산균 수는 큰 변화없이 유동적이었으며 32일째 PP, STS 및 세라믹 용기에 저장된 김치 시료 각각 4.87, 5.44 및 5.35 Log CFU/g으로 나타났다. 미생물 균총 분석에서는 용기 종류에 상관없이 Leuconostoc gelidum과 Lactobacillus algidus 종이 김치 저장기간에 따라 우점종으로 확인되었으며 세라믹 용기에 저장된 김치 시료에서만 20일째 호냉성 김치유산균인 Weissella koreensis 종이 다른 용기의 시료에 비해 상대적으로 높은 비율로 나타났다. 결론적으로 김치냉장고와 같이 저온에서 김치를 저장할 경우 저장용기로서 세라믹 재질의 용기를 사용할 경우 김치의 품질 유지 측면에서 장점을 가질 수 있다.
전 세계적으로 대표적인 대중교통으로 천연가스버스가 운행 중에 있으며, 천연가스의 저장을 위하여 대부분의 차량이 복합용기를 사용하고 있다. 또한 친환경자동차로 개발되고 있는 수소연료전지자동차도 수소 저장용으로 복합용기를 적용하여 상용화를 추진 중에 있다. 복합용기의 상용화가 증가하면서 복합용기의 안전성 확보가 가장 중요한 이슈가 되고 있다. 기체상태의 고압가스를 교통수단에 적용하기 위하여, 저장매체인 고압복합용기의 안전성 및 기술 확보를 위한 기술개발과 안전기준의 확립을 위한 기준개발이 미국, 유럽, 일본 등 다수의 국가에서 진행되고 있다. 현재 복합용기의 안전성을 확인하는 기준은 각 나라의 기준에 따라 진행되고 있으며 천연가스자동차용 저장용기 국제표준으로는 ISO 11439가 적용되고 있다. 수소연료전지자동차용 수소용기의 안전기준은 아직 확립되지 않은 상태이며, 개발된 초안으로는 국제규정으로 UN ECE R No.79 및 국제기술표준으로 ISO/TS 15869가 있다. 개발 중인 국제기준 및 국내기준에서 가장 취약한 부분이 화염시험이다. 화염시험은 자동차에 화재가 발생했을 경우 용기의 폭발을 막기 위하여 안전밸브가 정상적으로 작동하는 지를 확인하는 시험이다. 하지만 현재의 시험방법으로는 자동차에서 발생하는 국부적인 화염에 대한 안전성을 확인하기가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 국내의 화염시험기준을 개발하기 위해 수행된 화염시험에 대한 결과와 화염시험장치를 제안하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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