• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권10호
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• pp.3617-3627
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• 2023

This study presents a method to solidify spent ion-exchange resin (IER) in a metakaolin-based geopolymer and shows results of mechanical strength, immersion, leaching, irradiation, and thermal cycling tests for waste acceptance criteria (WAC) to repository. The geopolymer waste form with 20 wt% of simulated spent IER met the WAC in South Korea (ROK), and the leaching tests of various sized-waste forms up to 15.0 × 30.0 cm and waste loadings up to 20 wt% for 1-5 d and 1-90 d achieved a leachability index, L_i > 6. In a leaching test for 5 d, the cumulative fraction leached (CFL) for Cs, which leached the most, was linearly correlated with the square root of leaching time for all waste forms, and L_i increased as the size of the waste form increased. The CFL was also correlated with elapsed time in the 90 d leaching test. The correlations among CFL, time, and volume-to-surface area ratio of waste forms used to estimate the L_i of Cs of a 200-L sized geopolymer with 15 wt% IER showed the L_i values as 14.73 (5 d) and 17.71 (90 d), respectively, indicating that the large-sized geopolymer waste form met the WAC.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권10호
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• pp.4696-4703
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• 2011

본 연구에서는 메리필드펩타이드 수지가 치환된 테트라아자거대고리 화합물인 1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane bonded Merrifield peptide resin(TDM)과 1,4,8,12-tetraazacyclopentadecane bonded Merrifield peptide resin(TPM)을 합성 하였다. 합성된 이온교환수지의 이온교환용량을 측정하였고, 또한 여러 농도의 염화암모늄용액에서 마그네슘이온의 분포계수를 측정하였다. 새롭게 합성한 테트라아자거대고리 화합물(TDM, TPM)을 가지고 컬럼크로마토그래피법을 이용하여 마그네슘 동위원소를 분리하고 그 효용성을 논의하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제6권4호
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• pp.225-228
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• 1985

The absorptions of Fe(Ⅲ), Tb(Ⅲ), Tl(Ⅰ), Ce(Ⅲ), Th(Ⅳ), and $UO_2^{2+}$ ions into the Dowex 50W-X2, 100-200 mesh resin were investigated by spectrophotometry to understand the abnormal strong absorption behavior of cations to cation exchange resins in concentrated HClO4. The distribution coefficients increase in the order : Tl(Ⅰ) < Fe(Ⅲ) < Tb(Ⅲ)∼Ce(Ⅲ) < $UO_2^{2+}$< Th(Ⅳ) and the order is interpreted in terms of the ratio of charge-to-ionic radius. The mole ratios of increment of $ClO_4^-$ ion absorption to metal ion absorption showed the same order as the distribution coefficients, which indicates that the electrostatic association between $ClO_4^-$ ion and metal ion plays a major role in the strong absorption.

• 폴리머
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• 제27권1호
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• pp.69-74
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• 2003

본 연구는 비드상 수지와 섬유이온교환체를 혼합한 이온교환 복합섬유의 지하수 중 질산이온의 선택흡착성능을 확인하였다. HIXF의 팽윤율은 4.45 g/g이었으며, 이온교환용량은 2.45 meq/g으로 IEC, IXF보다 높게 나타났다. 또한 NO$_{3}$$^{-}$/SO$_{3}$ $^{2-}$ 농도비가 1.0 이하에서 NO$_{3}$$^{-}$의 흡착은 100%로 이루어졌으며, 반면 SO$_{3}$$^{2-}$ 은 20%흡착되었다. 한편, NO$_{3}$$^{-}$기 흡착은 pH 3까지 크게 증가하였으며 그 이상에서는 증가하지 않는 경향을 나타내었다. HIXF의 비드와 섬유이온교환체의 혼합비가 0.5 이하에서 NO$_{3}$$^{-}$에 대한 선택흡착능은 우수하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제33권1호
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• pp.83-92
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• 2001

The properties of off-gas generated from vitrification process of ion-exchange resin were characterized. Theoretical composition and flow rate of the off-gas were calculated based on chemical composition of resin and it＇s burning condition inside CCM. The calculated off-gas flow rate was 67.9Nm$^3$/h at the burning rate of 40kg/h. And the composition of off-gas was avaluated as $CO_2$(41.4%), steam(40.0%), $O_2$(13.3%), NO(3.6%), and SO$_2$(1.6%) in order. Then, actual flow rate and composition of off-gas were measured during pilot-scale demonstration tests and the results were compared with theoretical values. The actual flow rate of off-gas was about 1.6 times higher than theoretical one. The difference between theoretical and actual flow rates was caused by the in-leakage of air to the system, and the in-leakage rate was evaluated as 36.3Nm$^3$/h. Because of continuous change in the combustion parameters inside CCM, during demonstration tests, the concentration of toxic gases showed wide fluctuation. However, the concentration of CO, a barometer of incompleteness of combustion inside CCM, was stabilized soon. The result showed quasi-equilibrium state was achieved two hours after feeding of resin.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.147-157
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• 2004

CANBU형 원전에서 $^{14}C$ 핵종은 감속재 계통, 냉각재, 환형기체 및 연료 계통에서 생성된다. 이4가지 계통 중 감속재 계통이 전체 $^{14}C$ 생성의 94.8%를 차지하고 있다. $^{14}C$ 핵종은 용액 내에서 PH에 따라 용존 이산화탄소$^{14}CO_2$), 중탄산 이온($H^{14}{CO_3}^-$), 탄산 이온($^{14}{CO_3}^{2-}$) 및 탄산($H_2^{14}CO_3$)의 형태로 존재하는데, 감속재 계통에서는 PH가 5이상으로서 주로 이산화탄소($^{14}CO_2$), 탄산($H_2^{14}CO_3$) 및 중탄산 이온($H^{14}{CO_3}^-$)으로 존재한다. 본 연구에서는 월성 원전 각 계통에서 사용되고 있는 이온교환수지 현황과 년도별 폐수지 발생현황을 조사하였다. 그리고 월성 원전에서 사용되고 있는 IRN 150 수지의 탄소화합물의 흡$\cdot$탈착 특성을 살펴보기 위해, 중성 pH에서 주로 존재하는 ${HCO_3}^-$ 이온을 IRN 150 수지와 반응시켜 포화시킨 뒤, $NaNO_3$ 와 $Na_3PO_4$ 및 HC1, NaOH의 탈착용액을 선정하여 ${HCO_3}^-$ 이온의 탈착 가능성을 알아보았다. $Na^+$ 이온에 의한 $CO^{2+}$ 이온 및 $Cs^+$이온의 탈착은 거의 발생되지 않았으며, ${NO_3}^-$ 이온 및 ${PO_4}^{3-}$ 이온에 의한 ${HCO_3}^-$ 이온의 탈착은 서서히 진행되었다.

• 대한화학회지
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• 제5권1호
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• pp.56-59
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• 1961

Ion exchange procedure was studied for the separation of thorium from the acidic solution obtained by means of decomposition of monazite with alkali solution. Present cation exchange method consists of adsorption of cations from the sample solution (ca. 0.6N HCl acidic) onto Amberlite IR-120 resin, elution of all of the rare earth cations with 700 ml. of 2N Hydrochloric acid, and recovery of the thorium by elution with 200ml. of 6N sulfaric acid. Thorium recovery by the ion-exchange method mentioned above, was quantitative, and it is concluded that this ion-exchange method may be used not only for industrial separation of thorium from rare earths but also for quantitative determination of thorium with relative error, ${\pm}1.0.$.

• 전기화학회지
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• 제2권4호
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• pp.183-189
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• 1999

원자력 시설의 가동 및 유지보수 중에 중$\cdot$저준위 방사성폐기물로 다량 생성되는 폐 유기이온교환수지를 상온의 수용 상 내에서 분해 처리하는 공정을 개발할 목적으로, 전기화학적으로 생성되는 Ag(II)를 매개산화제로 사용하여 양이온 및 음이온교환수지의 분해 연구를 수행하였다. Ag(II) 매개산화 공정에서 제어 가능한 인자인 전류, 온도 및 전해질 농도가 이온교환수지의 분해거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 양이온교환수지는 거의 대부분 $CO_2$로 분해되었으며, 전류밀도가 감소할수록 전류효율이 증가됨을 보인 반면에 양극전해질로 사용된 질산의 농도 및 온도가 증가하더라도 분해거동에는 영향을 미치지 않았다. 양이온교환수지와는 달리 음이온교환수지의 분해시에는 온도와 무관하게 약 $10\%$ 정도가 CO로 분해되었고, $CO_2$로의 분해효율은 온도에 의존하는 경향을 보였으며, $60^{\circ}C$ 이상에서 효과적으로 분해가 가능하였다.

• 공업화학
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• 제28권5호
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• pp.539-546
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• 2017

본 연구는 산성유해가스 제거를 위한 고효율 음이온교환 복합 폼 화학필터를 제조하기 위하여 폴리우레탄(PU) foam에 다른 종류의 PSA를 사용하여 상용이온교환수지를 부착하여 제조, 이의 내수성, 내화학성, 접착신율, 농도와 유속에 따른 HCl과 HF의 흡착특성에 관하여 연구하였다. 그 결과 접착신율은 ATE-701은 900%, AT-4000C는 1,500%, HCA-1000는 2,400%이며, 내수성 및 내화학성평가에서 HCA-1000의 탈리율이 6% 미만으로 우수한 내구성을 가짐을 확인하였다. HCl, HF의 농도와 유속이 증가함에 따라 흡착이 빠르게 일어났으며 유속과 농도에 관계없이 110 min 이후 100% 흡착파과평형이 일어남을 확인할 수 있었다. 또한 SEM Morphology 관찰 결과 점착제가 고르게 분산되어 있고 이온교환수지의 다공구조가 유지되었으며, 흡-탈착 공정에서 성능저하가 없는 것으로 보아 내구성이 있음을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권3호
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• pp.451-456
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• 2007

Tetraazamacrocyclic ion exchangers tethered to Merrifield peptide resin (DTDM, TTTM) were prepared and the ion exchange capacity of these was characterized. The isotope separation of lithium was determined using breakthrough method of column chromatography. The isotope separation coefficient was strongly dependent on the ligand structure by Glueckauf's theory. We found that the isotope separation coefficients were increased as the values of distribution coefficients were increased. In this experiment the lighter isotope, 6Li was enriched in the resin phase, while the heavier isotope, 7Li in the solution phase. The ion radius of lighter isotope, 6Li was shorter than the heavier isotope, 7Li. The hydration number of lithium ion with the same charge became small as mass number was decreased. Because 6Li was more strongly retained in the resin than 7Li, the isotopes of lithium were separated with subsequent enrichment in the resin phase.