• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권2호
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• pp.666-672
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• 2024

In the present work, a new brick series based on the Vietnamese white clay minerals from the Bat Trang was fabricated to be applied in the radiation protection applications during the decommissioning of the nuclear power reactors. The bricks were constructed under various pressure rates varied from 7.61 MPa to 114.22 MPa. The influence of pressure rate on the physical and γ-ray shielding properties were investigated in the study. The experimental measurement for the material's density using the MH-300A density meter showed an enhancement in the prepared bricks' density by 22.5 % with increasing the applied pressure rate while the bricks' porosity reduced by 31.2 % when the pressure rate increased from 7.61 MPa to 114.22 MPa. The increase in the fabricated bricks density and the reduction in their porosities enhances the bricks' linear attenuation coefficients as measured by the NaI (Tl) detector along the energy range extended from 0.662 MeV to 1.332 MeV. The linear attenuation coefficient increased by 13.8 %, 17.6 %, 17.0 %, and 17.1 % at gamma ray energies of 0.662 MeV, 1.173 MeV, 1.252 MeV, and 1.332 MeV, respectively. The enhancement in the linear attenuation coefficient increases the bricks' radiation protection efficiency by 10.22 %, 14.48 %, 14.09 %, and 14.26 % at gamma ray energies of 0.662 MeV, 1.173 MeV, 1.252 MeV, and 1.332 MeV, respectively.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권4호
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• pp.1544-1551
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• 2024

A unique brick series based on Vietnamese clay was manufactured at 114.22 MPa pressure rate for γ-ray attenuation purposes, consisting of (x) metallic waste & (90%-x) red clay mineral & 10% (hardener mixed with epoxy resin), where (x) is equal to the values 0%, 20%, 40%, 50%, and 70%. The impacts of industrial metal waste ratio in the structure and radiation protective characteristics were evaluated experimentally. The increase in metallic waste doping concentrations from 0% to 70% was associated with an increase in the manufactured brick's density (ρ) from 2.103 to 2.256 g/cm³ while the fabricated samples' porosity (Φ) decreased from 11.7 to 1.0%, respectively. Together with a rise in fabricated brick's density and a decrease in their porosities, the manufactured bricks' γ-ray attenuation capacities improved. The measured linear attenuation coefficient (μ, cm^-1) was improved by 30.8%, 22.1%, 21.6%, and 19.7%, at E_γ equal to the values respectively 0.662, 1.173, 1.252, and 1.332 MeV, when the metallic waste concentration increased from 0% to 70%, respectively. The study demonstrates that manufactured bricks exhibit superior radiation shielding properties, with radiation protection efficiencies of 88.4%, 90.0%, 91.7%, 92.1%, and 92.4% for bricks with industrial metal waste contents of 0%, 20%, 40%, 50%, and 70%, respectively, at γ-ray energy (E_γ) of 1.332 MeV.

• 자원리싸이클링
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• 제11권2호
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• pp.36-44
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• 2002

폐기처분되는 gamet 미분말의 재활용 측면에서 이를 적벽돌의 원료로 활용하는 방안에 관한 연구를 수행하였다. 적벽돌의 물리적 강도에 있어서 점토가 높은 $SiO_2$, $Al_2$$O_3$및 $Fe_2$$O_3$함량과 점성을 가지는 것은 매우 중요한 성질이다. 그러나 폐garnet 미분말의 경우 이들의 함량은 높지만 점성이 매우 작으므로, 점토를 대체할 수 없을 것으로 판단하여 모래의 대체제로 적용하고자 하였다. 점토의 화학성분 중 강도를 나타내는 함량이 폐garnet 미분말에서도 상당히 높은 것으로 파악되었으며, 이는 적벽돌의 강도에 긍정적인 영향을 주는 것으로 파악되었다. 적벽돌 제조시의 원료 배합은 {점토-모래}, {모래-폐gamet 미분말}, 그리고 {점토-모래-폐gamet 미분말} 조합을 무게 비율로 각각 조절하였으며, 적벽돌 공시체의 물리적 특성 실험은 압축강도.흡수율.수축율.비중에 대하여 실시하였다. 그 결과 최적의 원료 배합 조건은 무게를 기준으로 할 때 {점토50%+모래 30%+폐 gamet 미분말 20%}인 것으로 파악되었다. 본 연구의 결과 폐gamet 미분말을 재활용하여 제작한 적벽돌의 상업적 생산이 가능하며, 유효자원의 재이용 측면에서도 경제성을 가질 것으로 판단되었다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제4권4호
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• pp.279-285
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• 1998

The $UO_2$ pellets are usually sintered under hydrogen gas atmosphere. Hydrogen gas may cause unexpected early failure of the refractory bricks in the sintering furnace. In this work, nitrogen was mixed with hydrogen to investigate the effect of nitrogen gas on a failure machanism of the refractory bricks and on the microstructure of the $UO_2$ pellet. The hydrogen-nitrogen mixed gas experiments show that the larger nitrogen the mixed gas contains, the less the refractory materials are reduced by hydrogen. The weight loss measurements at $1400^{\circ}C$ for fire clay and chamotte refractories containing high content of $SiO_2$ indicate that the weight loss rate for the mixed gas is about half of that for the hydrogen gas. Based on the thermochemical analyses, it is proposed that the weight loss is caused by hydrogen-induced reduction of free $SiO_2$ and/or $SiO_2$ bonded to $Al_2O_3$ in the fire clay and chamotte refractories. However, the retardation of the hydrogen-induced $SiO_2$ reduction rate under the mixed gas atmosphere may be due to the reduction of the surface reaction rate between hydrogen gas and refractory materials in proportion to volume fraction of nitrogen gas in the mixed gas. On the other hand, the mixed gas experiments show that the test data for $UO_2$ pellet still meet the related specification values, even if there exists a slight difference in the pellet microstructural parameters between the cases of the mixed gas and the hydrogen gas.

• 보존과학회지
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• 제30권4호
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• pp.395-407
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• 2014

이 연구에서는 벽돌 재료인 토양이 온도별로 소성되면서 겪는 광물학적 변화와 이에 수반된 물리적 변화를 토대로 송산리 고분군 출토 벽돌의 소성온도를 해석하였다. 토양시료를 $500{\sim}1,200^{\circ}C$로 소성하였을 때, 구성광물의 상전이에 의해 광물조성과 미세조직이 변했고 이에 따라 색, 흡수율, 기공률 등의 물리적 특성도 달라졌다. 광물조성은 상안정범위에 따른 광물의 구조붕괴와 재결정으로 인해 온도별로 달라졌지만 색, 흡수율, 미세조직은 $1,000^{\circ}C$ 이하에서 변화 폭이 적었고 $1,000{\sim}1,200^{\circ}C$에서는 급격한 변화가 나타났다. 이를 토대로 송산리 고분군 벽돌시료의 소성온도를 해석한 결과, 송산리 고분군 벽돌은 $1,200^{\circ}C$ 이상의 과소성품, $1,100{\sim}1,200^{\circ}C$의 고온소성품, $900{\sim}1,000^{\circ}C$의 소성품과 소성되지 않은 것으로 판단되는 벽돌이 공존하는 것으로 확인되었다. 향후 이러한 광물학적 및 물리적 변화과정을 토대로 보다 정밀한 소성온도 해석이 가능할 것으로 사료된다.

• 보존과학회지
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• 제27권4호
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• pp.451-458
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• 2011

이 연구에서는 문헌조사와 광학적 및 과학적 분석조사를 토대로 송산리 6호분 벽화의 제작기법에 대해 고찰하였다. 연구결과, 송산리 6호분의 전축방식은 공적법이 아닌 모르타르를 이용하여 전(塼)을 축조하였고 줄눈(masonry joint) 재료로 석회, 모래 및 석고를 이용하였다. 전돌 표면에는 전체적으로 흑색을 칠한 다음 백색 회(灰)칠을 하였다. 그 위에 벽화제작을 위한 점토 바탕 층을 조성하였는데 수비가 잘된 점토를 흙손 등의 도구를 이용하지 않고 붓으로 바르듯이 완성하였다. 바탕층에 사용된 점토의 재료적 특성은 $30{\mu}m$ 실트질 크기 이하의 광물입자들로 구성되어 있다. 현재까지 고대의 고분벽화에서 사신도의 채색 부위에만 점토 바탕층을 조성하여 제작된 고분벽화는 송산리 6호분이 유일하다. 이 송산리 6호분은 동양을 비롯한 한국의 다른 벽화에서 볼 수 없는 제작기술이라 할 수 있으며 1933년 발굴 당시에 벽화는 이미 심각하게 훼손된 상태였다고 가정하더라도 종합적으로 볼 때 미완의 벽화라고 추정할 수 있다.