• 자원환경지질
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• 제30권4호
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• pp.341-352
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• 1997

Retention ponds have been dug along some of the motorways in France to minimize environmental pollution by keeping pollutants from spreading over the surrounding area. In order to study heavy metal pollution and diagenetic behaviour of sediments, eight core samples were collected from the bottom of a retention pond located along the A-71 motorway in Sologne. The metal concentrations in interstitial waters and extractable metal concentrations in sediment layers using sequential chemical extraction method were determined. The depth distributions of Pb, Zn and Cd concentrations in interstitial water and particulate sediments were studied, and distribution coefficients (KD) were also determined to investigate the environmental mobility of these elements. In addition. the index of geoaccumulation and the Fe-normalized enrichment factor were calculated to differentiate the natural accumulation from the anthropogenic pollution. The vertical concentration profiles of heavy metals in core sediments indicate that surface enrichments (0~2 cm) of Pb, Zn, Cd and organic carbon were always observed at each core sample, due to the early diagenesis. However, the major factor contributing to the accumulation of Cd at the sediment surface is attributed to the dissolution of Cd from polluted roadside soil during periods of rainstorms and its subsequent redeposition on the sediment surface after being carried to the retention pond. A comparison of the KD values indiactes that a decrease in the KD values for Pb and Zn was observed with depth while KD values for Cd increase. According to the KD values. the relative mobility of studied metals was determined as following: Mn>Zn>Cd>Pb, for the upper layer, and Mn>Cd>Zn>Pb, for the lower layers.

• 한국표면공학회지
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• 제41권2호
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• pp.69-75
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• 2008

Electrochemical behaviors of surface modified and MC3T3-E1 cell cultured Ti-30Ta alloys have been investigated using various electrochemical methods. The Ti alloys containing Ta were melted by using a vacuum furnace and then homogenized for 6 hrs at $1000^{\circ}C$. MC3T3-E1 cell culture was performed with MC3T3-E1 mouse osteoblasts for 2 days. The microstructures and corrosion resistance were measured using FE-SEM, XRD, EIS and potentiodynamic test in artificial saliva solution at $36.5{\pm}1^{\circ}C$. Ti-Ta alloy showed the martensite structure of ${\alpha}+{\beta}$ phase and micro-structure was changed from lamellar structure to needle-like structure as Ta content increased. Corrosion resistance increased as Ta content increased. Corrosion resistance of cell cultured Ti-Ta alloy increased predominantly in compared with non cell cultured Ti- Ta alloy due to inhibition of the dissolution of metal ion by covered cell. $R_p$ value of MC3T3-E1 cell cultured Ti-40 Ta alloy showed $1.60{\times}10^6{\Omega}cm^2$ which was higher than those of other Ti alloy. Polarization resistance of cell-cultured Ti-Ta alloy increased in compared with non-cell cultured Ti alloy.

• 한국주조공학회지
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• 제38권2호
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• pp.32-40
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• 2018

Changes in the microstructures and mechanical properties of an AC2B alloy through solution heat treatment were investigated using recycled AC2B cutting chips as raw material. The as-cast microstructure of the AC2B alloy comprised ${\alpha}$-Al, $Al_2Cu$, and coarse needle-shaped phases considered to be eutectic Si and an Al-Fe-Si based intermetallic compound. After solution heat treatments at $505^{\circ}C$ for 1 h and 6 h, the samples showed complete dissolution of $Al_2Cu$ and relatively fine distribution of intermetallic compounds. Hardness test results showed that the hardness rapidly increased after the solution heat treatment for 1 h by solid solution hardening, and the increase of hardness exhibited a plateau from 1 h to 6 h. The results of the hardness and tensile tests showed that there was no visible difference in the effect of 1 h and 6 h solid solution treatment.

• Corrosion Science and Technology
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• 제20권4호
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• pp.210-229
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• 2021

To safely operate domestic nuclear power plants approaching the end of their design life, the material degradation management strategy of the components is important. Among studies conducted to improve the soundness of nuclear reactor components, research methods for understanding the degradation of reactor internals and preparing management strategies were surveyed. Since the IGSCC (Intergranular Stress Corrosion Cracking) initiation and propagation process is associated with metal dissolution at the crack tip, crack initiation sensitivity was decreased in the hydrogenated water with decreased crack sensitivity but occurrence of small surface cracks increased. A stress of 50 to 55% of the yield strength of the irradiated materials was required to cause IASCC (Irradiation Assisted Stress Corrosion Cracking) failure at the end of the reactor operating life. In the threshold-stress analysis, IASCC cracks were not expected to occur until the end of life at a stress of less than 62% of the investigated yield strength, and the IASCC critical dose was determined to be 4 dpa (Displacement Per Atom). The stainless steel surface oxide was composed of an internal Cr-rich spinel oxide and an external Fe and Ni-rich oxide, regardless of the dose and applied strain level.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권4호
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• pp.1300-1309
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• 2023

Simulated debris was synthesized using UO₂, Zr, and stainless steel and a heat treatment method under inert or oxidizing conditions. The primary U solid phase of the debris synthesized at 1473 K under inert conditions was UO₂, whereas a (U, Zr)O₂ solid solution formed at 1873 K. Under oxidizing conditions, a mixture of U₃O₈ and (Fe, Cr)UO₄ phases formed at 1473 K, whereas a (U, Zr)O_2+x solid solution formed at 1873 K. The leaching behavior of the fission products from the simulated debris was evaluated using two methods: the irradiation method, for which fission products were produced via neutron irradiation, and the doping method, for which trace amounts of non-radioactive elements were doped into the debris. The dissolution behavior of U depended on the properties of the debris and aqueous solution for immersion. Cs, Sr, and Ba leached out regardless of the primary solid phases. The leaching of high-valence Eu and Ru ions was suppressed, possibly owing to their solid-solution reaction with or incorporation into the uranium compounds of the simulated debris.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.103-115
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• 2000

갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.

• 광물과 암석
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• 제33권3호
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• pp.243-250
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• 2020

본 연구의 목적은 선상에서 열수광물 내 Au를 효과적으로 용출하기 위한 마이크로웨이브-차아염소산 용출의 적용 가능성을 파악하는 것이다. 비교용출실험은 마이크로웨이브 질산용출의 유(T1)/무(T2)에 따른 Au 용출율의 영향을 확인하였다. 또한, 기계적 교반에 의한 전통적인 용출(T3)과 마이크로웨이브 용출에 따른 Au 용출율을 비교하였다. 마이크로웨이브 질산용출결과(고액비; 10%, 용출온도; 90℃, 용출시간; 20분), 금속의 용출율은 As>Pb>Cu>Fe>Zn 순으로 높게 나타났으며, 용출잔사 내 Au의 함량은 33.77 g/ton에서 60.02 g/ton으로 증가하였다. 염화물 용매제를 이용한 비교용출실험 결과, Au의 용출율은 T1(61.10%)>T3(53.30%)>T2(17.30%)순으로 높게 나타났다. 따라서, 해수를 이용하여 제조 가능하고 용출과정에서 발생되는 염소 가스를 포집하여 재이용 가능한 염화물은 Au용출을 위한 최적의 용매제로 예상된다. 또한 마이크로웨이브를 적용함으로써 시간, 효율 및 에너지 측면에서 효과적일 것으로 판단되어진다.

• 한국광물학회지
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• 제15권3호
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• pp.221-230
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• 2002

화강암질 편마암의 풍화단면에서 풍화초기에 흑운모-질석-캐올리나이트로의 변질과정을 보여 주었으나, 지표층으로 가면서 질석 중간 상이 거의 인지되지 않고 흑운모-캐올리나이트 변질과정을 나타낸다. 흑운모의 풍화작용에 의해 생성된 1:1 규산염 층상광물은 캐올리나이트와 할로이사이트이며, 다른 메커니즘에 의해 형성되어 각기 다른 풍화조직을 보여준다. 캐올리나이트화작용은 입자의 가장자리로부터 내부로 진행되었다. 변질과정에서 $10\AA$의 흑운모 다층과 $7\AA$의 캐올리나이트 다층이 교호하고 있고, 두 상의 c-축이 일치한다. 변질된 캐올리나이트의 가상은 흑운모 입자의 외곽선에 기준하여 부피의 변화 없이 일정하고, 많은 공극이 벽개면을 따라 발달해 있어 판상의 캐올리나이트는 흑운모와의 1:1의 엽층 대 엽층 교대작용에 의해 형성된 것으로 보인다. 할로이사이트화작용은 흑운모의 엽편들은 보다 얇게 분리되어 벽개면에 수직방향으로 휘어져 렌즈상의 공극을 형성하고, 할로이사이트는 그 가장자리에서 외곽 방향으로 부채모양으로 발달하여 할로이사이트의 가상은 흑운모 입자의 현저한 부피 증가를 초래했다. 관상의 할로이사이트는 사장석의 용해작용에 의한 외부용액으로부터 Si와 Al을 공급받아 흑운모의 표면에 침전되어 성장되었다 이렇게 형성된 할로이사이트는 비정상적으로 높은 Fe(~11%)를 함유하고 있다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권10호
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• pp.756-765
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• 2004

Colemanite($Ca_2B_6O_{11}{\cdot}5H_2O$)원광을 황산과 반응시켜 붕산을 추출하는 방법과 그 반응 기구에 대하여 연구하였다. colemanite에 황산을 첨가하고 가열하여 colemanite의 칼슘 성분을 황산칼슘으로 분리하고 붕산을 추출할 때, 첨가하는 황산 첨가량 은 colemanite에 존재하는 Ca 성분을 분리할 때 필요한 화학 양론적인 양보다 많아야 되며, 또한 초기 pH가 5 미만이어야 대부분의 colemanite가 분해되었다. 붕산으로 추출 시 영향을 주는 인자로는 분해온도, 분해시간, 황산 첨가량, 황산암모늄 첨가량, pH. 농축 정도 및 건조온도와 시간이었다. 황산 첨가 시 colemanite에 포함되어 있는 불순물 중 CaO와 MgO는 황산과 반응하여 침전을 형성하고, $SiO_2$는 불용 성분으로 황산칼슘과 함께 분리되고, $Al_2O_3,\;Fe_2O_3,\;TiO_2,\;Na_2O$ 등은 황산과 반응하여 액상 상태로 존재하였다. 이 액상에 암모니아를 첨가하여 존재하는 나머지 불순물을 수산화물 형태로 분리, 석출하였으며, pH 조정과 산성화, 농축, 재결정화 과정을 통하여 붕산을 제조하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권2호
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• pp.3-15
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• 2008

다양한 독성 폐기물이 주변 환경에 배출되면 궁극적으로 모든 생명체의 생존에 위협이 된다. 박테리아 및 곰팡이종의 반응을 이용한 미생물침출 및 미생물복원을 포함하는 바이오 습식제련은 환경문제를 극복하는데 적합한 경제성이 있는 잠재기술이다. 미생물침출은 Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans, Laptospirillum ferrooxidans와 같이 금속과 반응을 일으키는 박테리아를 이용하여 다양한 광물 및 폐기물로부터 금속 성분을 용해하는 것을 말한다. 일반적으로 미생물 침출반응은 직접 및 간접반응으로 나누어진다. 직접반응에서 박테리아는 성장 및 물질대사를 위하여 침출 기질로부터 전자를 받아 황산을 생산하므로써 황화광물을 산화시킨다. 반면 간접반응에서는 철산화 박테리아에 의해 생성된 $Fe^{3+}$가 황화광물을 산화시킨다. 이러한 침출기구를 통하여 저품위 광물 및 정광, 슬러지, 광미, 플라이 애쉬, 슬래그, 전자 스크랩, 폐밧데리 및 폐촉매 등으로부터 금속을 회수할 수 있다. 생물학적 방법은 폐기물의 매립을 극복할 수 있는 대체기술로서 건강하고 깨끗한 환경 보존에 기여할 수 있다.