• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권2호
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• pp.313-317
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• 2018

Licenses for the storage of spent nuclear fuel (SNF) and vitrified highly active waste in casks under dry conditions are limited to 40 years and have to be renewed for prolonged storage periods. If such a license renewal has to be expected since as in accordance with the new site selection procedure a final repository for spent fuel in Germany will not be available before the year 2050. For transport and possible unloading and loading in new casks for final storage, the integrity and the maintenance of the geometry of the cask's inventory is essential because the SNF rod cladding and the cladding of the vitrified highly active waste are stipulated as a barrier in the storage concept. For SNF, the cladding integrity is ensured currently by limiting the hoop stress and hoop strain as well as the maximum temperature to certain values for a 40-year storage period. For a prolonged storage period, other cladding degradation mechanisms such as inner and outer oxide layer formation, hydrogen pick up, irradiation damages in cladding material crystal structure, helium production from alpha decay, and long-term fission gas release may become leading effects driving degradation mechanisms that have to be discussed.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권4호
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• pp.437-445
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• 2019

고리1호기의 영구정지 이후 해체공정에 대해 관심이 집중되고 있다. 방사선관리구역 내부 방사화구조물의 해체는 2026년 이후 본격적으로 진행될 예정이다. 원자로와 내부구조물은 원자력발전소의 구조물 중 가장 높은 수준의 방사능을 갖고 있으며 1차측의 대표적인 중량물로, 절단해체 과정에서 방사선학적 측면과 산업안전 측면에서 주의가 요구된다. 효율적인 해체 폐기물 관리를 달성하기 위해 원자로와 내부구조물의 절단해체공정에 대한 연구가 수행되었다. 방사화 평가결과 내부구조물의 노심 측면부와 상/하부의 일부는 중준위 폐기물로 평가되었고 이외의 구성품은 저준위로 평가되었다. 상대적으로 방사화가 많이 되고 복잡한 형상을 갖는 내부구조물의 경우 작업자의 피폭을 저감하기 위해 수중에서 다양한 절단방법을 통해 원격절단하는 방안이 제안되었고, 절단물은 약 19개의 극저준위/저준위 포장용기와 9개의 중준위 포장용기에 적재될 것으로 예상되었다. 방사화 평가결과 원자로의 노심 측면부는 저준위 폐기물로 평가되었고 이외의 부분은 극저준위 또는 자체처분수준의 폐기물로 확인되었다. 상대적으로 방사화가 적게 된 원자로의 경우 열적절단 방법을 사용해 현재위치에서 인양하며 공기중에서 원격절단하는 방안이 제안되었고, 절단물은 약 42개의 극저준위/저준위 포장용기에 적재될 것으로 예상되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제11권3호
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• pp.203-212
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• 1979

Magnox 핵연료 재처리에서 발생되는 모의고준위 방사성폐액의 열분해와 이 폐액의 유리화를 위한 첨가제가 함유된 HARVEST 공급스러리 (SN과 SG)의 열분에 관하여 연구되었다. 폐액과 스러리는 500-55$0^{\circ}C$ 범위에서 거의 완전히 가소 처리된다. 90$0^{\circ}C$ 이하에서 스러리로부터 얻어지는 고화물들은 유사한 색체를 띄지만, 이 이상에서 대단히 짙은 색으로 변한다. 스러리는 90$0^{\circ}C$에서 유리화하기 시작하여 1000-105$0^{\circ}C$에서 완전히 유리화 된다. 한편, SN 스러리내에 불순물로 존재하는 황화물은 75$0^{\circ}C$ 이상에서 황색반점을 분리시키는 영향이 있다. 650-$700^{\circ}C$ 이하에서 얻어지는 고화물의 밀도는 대단히 낮고 700-80$0^{\circ}C$에서는 밀도가 2g/㎤로 급증됨으로서 650-$700^{\circ}C$에서 용융되기 시작하는 것같다. 50$0^{\circ}C$까지 온도가 상승함에 따라 고화물의 강도가 감소하고, 그 이상에서는 고화물의 소질현상으로 인하여 강도가 증가하게 된다. 50$0^{\circ}C$ 이하의 SN 고곡물은 SG 고화물에 비하여 강도가 훨씬 크고, 불순물로 존재하는 황화물은 silica의 반응도를높여 준다는 것을 암시하고 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제9권4호
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• pp.211-222
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• 1977

고준위 방사성 폐액의 고화처리 방법들 중 하나인 Vitrification Process의 연구로서 핵연료 재처리 과정에서 유출되는 가상적인 비활성폐액 중에 함유되어 있는 분열 및 부식 생성물들의 질산화물과 유리화시키기 위해 사용되는 첨가제의 열분해에 관하여 연구 조사되었다. 결정수를 갖고 있는 화합물들의 열분해시점은 75$^{\circ}C$이하였지만, 무수화합물들은 비교적 높은 분포를 보였다. 110$0^{\circ}C$까지 가열하여 얻어진 질량손실율을 이론치와 비교하였을 때, 대부분의 화합물은 릴치하거나 근사하였지만, Sodium, Cesium, Lithium, Ruthenium 등의 질산화물의 질량손실율은 이론치 보다 훨씬 높았다. 여기서 얻어진 결과는 고준위 폐액의 가소처리과정 또는 조사된 화합물들의 혼합에 따른 열분해를 분석하는데도 이용될 수 있을 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권2호
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• pp.211-218
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• 2013

Large quantities of irradiated graphite waste from graphite-moderated nuclear reactors exist and are expected to increase in the case of High Temperature Reactor (HTR) deployment [1,2]. This situation indicates the need for a graphite waste management strategy. Of greatest concern for long-term disposal of irradiated graphite is carbon-14 ($^{14}C$), with a half-life of 5730 years. Fachinger et al. [2] have demonstrated that thermal treatment of irradiated graphite removes a significant fraction of the $^{14}C$, which tends to be concentrated on the graphite surface. During thermal treatment, graphite surface carbon atoms interact with naturally adsorbed oxygen complexes to create $CO_x$ gases, i.e. "gasify" graphite. The effectiveness of this process is highly dependent on the availability of adsorbed oxygen compounds. The quantity and form of adsorbed oxygen complexes in pre- and post-irradiated graphite were studied using Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry (ToF-SIMS) and Xray Photoelectron Spectroscopy (XPS) in an effort to better understand the gasification process and to apply that understanding to process optimization. Adsorbed oxygen fragments were detected on both irradiated and unirradiated graphite; however, carbon-oxygen bonds were identified only on the irradiated material. This difference is likely due to a large number of carbon active sites associated with the higher lattice disorder resulting from irradiation. Results of XPS analysis also indicated the potential bonding structures of the oxygen fragments removed during surface impingement. Ester- and carboxyl-like structures were predominant among the identified oxygen-containing fragments. The indicated structures are consistent with those characterized by Fanning and Vannice [3] and later incorporated into an oxidation kinetics model by El-Genk and Tournier [4]. Based on the predicted desorption mechanisms of carbon oxides from the identified compounds, it is expected that a majority of the graphite should gasify as carbon monoxide (CO) rather than carbon dioxide ($CO_2$). Therefore, to optimize the efficiency of thermal treatment the graphite should be heated to temperatures above the surface decomposition temperature increasing the evolution of CO [4].

• 분석과학
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• 제37권2호
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• pp.123-129
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• 2024

We present a rapid method for the determination of Cs, Sr, and Ba, heat generators found in highly active liquid wastes, by gas-pressurized extraction chromatography (GPEC) using a column containing a cation-exchange resin. GPEC is a microscale column chromatographic technique that uses a constant flow rate of solvent (0.07 mL/min) with pressurized nitrogen gas supplied through a valve. In particular, because this method uses a small sample volume (a few hundred microliters), it produces less chemical waste and allows for faster separation compared to traditional column chromatography. In this study, we evaluated the separation of Cs, Sr, and Ba using GPEC. The eluate from the column (GPEC or conventional column chromatography) was quantitatively analyzed using inductively coupled plasma-mass spectrometry to measure the column recovery and precision. The column reproducibility of the proposed GPEC system (RSDs of recoveries) ranged from 2.7 to 4.1 %, and the column recoveries for the three elements ranged from 72 to 98% when aqueous HCl was used as the eluent. The GPEC results are slightly different in efficiency and separation resolution compared to those of conventional column chromatography because of the differences in the eluent flow rate as well as the internal diameter and length of the column. However, the two methods had similar recoveries for Cs and Sr, and the precision of GPEC was improved by two-fold. Remarkably, the solvent volume required for GPEC analysis was five times lower than that of the conventional method, and the total analysis time was 11 times shorter.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.2367-2374
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• 2011

오늘날의 디지털 방송은 DVB-SI 표준을 기반으로 한 양방향 방송을 서비스하고 있다. 하지만 전력을 사용하는 셋톱박스의 경우 사용자가 사용하지 않는 시간대에 소비되는 대기전력의 낭비가 매우 심각해지고 있다. 이에 따라 국내외 모두 에너지 절감을 위한 녹색 정책을 적극적으로 추진하고 있지만, 고기능성 셋톱박스의 경우 내부 소프트웨어를 자동으로 업데이트 하기위해 적절한 스케줄링 기술이 나와 있지 않으며, 전력사용량 또한 기준치에 부합되지 못하고 있다. 따라서 본 논문에서는 현재 셋톱박스에 대한 기술 및 문제점을 분석하고, 전력사용 기준치에 합당한 셋톱박스 설계 방안과 자동 소프트웨어 설치 운영방법을 제시한다.

• 유기물자원화
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• 제8권3호
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• pp.81-88
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• 2000

음식쓰레기, 슬러지 등과 같이 C/N비가 낮은 폐기물을 호기성으로 퇴비화하는 경우 질소 성분이 많이 손실될 수 있으며, 이는 비료성분의 손실, 악취를 비롯한 환경오염 발생 등을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 퇴비화 공정에서 질소성 물질의 보존방법을 도출하기 위한 기초 연구로 음식쓰레기를 실험실 규모로 퇴비화하면서 일반적인 호기성 퇴비화 공정에서 일어나는 질소의 거동을 분석하였다. 음식쓰레기는 종이나 나무조각과 혼합하여 퇴비화하였으며, 질소성 물질의 거동을 평가하기 위해 퇴비시료에 포함된 암모니아, 산화성 질소, 유기성 질소를 측정하였다. 배가스로 손실되는 질소도 황산으로 흡수시켜 정량하였다. 퇴비화 반응의 활성화 여부가 유기성 질소의 무기화에 큰 영향을 미치는 것으로 조사되었다. 활성이 좋은 퇴비를 식종한 경우 반응 초기부터 유기성 질소의 무기화가 활발히 진행되어 많은 양의 질소가 손실된 반면 초기의 낮은 pH 기간이 길어지면 유기성 질소의 분해가 지연되는 것으로 나타났다. 암모니아 손실량은 주입된 공기량의 영향이 큰 것으로 판단되며, 암모니아 손실이 증가하면 퇴비의 암모니아 함량이 크게 감소하였다. 질소에 대한 물질수지 분석을 통하여 초기 질소의 28~38%가 암모니아로 전환되었으며, 전환된 암모니아의 77~94%가 가스로 손실된 것으로 나타났다.

• 한국환경보건학회지
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• 제38권3호
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• pp.261-268
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• 2012

Objectives: The photocatalytic degradation of toluene in a batch mode photoreactor for the purpose of the hazardous waste treatment was investigated. Methods: Kinetic experiments using a low pressure mercury lamp (Lambda Scientific Pty Ltd, 50 Watt) emitting both UV and visible light were performed at $31^{\circ}C$ over toluene concentrations ranging from 10 to 50 mg/l in water with $50%TiO_2/6%WO_3$ (TW) concentration of 1 g/l at a pH of 6. Results: Kinetic studies showed that $50%TiO_2/6%WO_3$ (TW) photocatalyst was highly active in toluene degradation; we observed that 99% of the pollutant was degraded after six hours under visible irradiation; furthermore, we observed that adsorption onto TW catalyst was responsible for the decrease of toluene with pseudo-first order kinetics. It was also found that oxygen as a radical source in the sol medium played a significant role in affecting the photodegradation of toluene, especially with a two-fold elevation. This increase was achieved by a more than four-fold elevation of the photodegradation of toluene in the presence of acetone than without, presumably via an energy transfer mechanism. Conclusions: We concluded that photodegradation in acetone and oxygen molecules along with TW was an effective method for the removal of toluene from wastewater.

• 생명과학회지
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• 제21권12호
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• pp.1716-1720
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• 2011

섬유소를 비롯한 단백질, 지질, 녹말을 분해할 수 있는 세균을 된장으로부터 분리하여 동정한 결과 Bacillus subtilis로 분류되었으며, Bacillus subtilis CK-2로 명명하였다. 분리균주는 $40\sim45^{\circ}C$의 비교적 넓은 온도 범위와 pH 6~9의 넓은 pH 범위, 그리고 NaCl 0~3% 범위에서 잘 자랐으며, 높은 자가분해효소 활성을 갖는 것을 알 수 있었다. B. subtilis CK-2가 분비하는 가수분해효소들은 대부분 세균의 생장과 거의 비례적으로 세포외 활성을 나타내는 1차 대사산물로 확인되었다. 이상의 결과로부터 B. subtilis CK-2는 농수임산물 폐기물이나 음식물 폐기물의 퇴비화, 사료 생산 등에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 생각한다.