• 방사성폐기물학회지
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• 제5권2호
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• pp.103-108
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• 2007

질산, 불산 및 과염소산을 사용하여 플루토늄 옥사이드 $(PuO_2)$을 녹여 Pu 기준용액을 제조한후 UV-Visible-Near IR 분광기를 이용하여 Pu 흡수 스펙트럼 특성을 관찰하였다. 산성, 중성 및 알칼리 매질에서 Pu(III), Pu(IV) 및 Pu(VI)에 대한 분광학적 특성을 조사하였다. 또한 알칼리 및 산 농도 증가에 따른 Pu(VI) 흡수 스펙트럼에 대한 특성 피크 세기 및 위치를 관찰하였다. 염산 및 수산화나트륨 매질에서 환원제 첨가에 따른 Pu(VI) 산화수 변화를 측정하였다.

• 분석과학
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• 제14권1호
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• pp.28-33
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• 2001

자연수에 존재할 가능성이 있는 $Pu^{3+}$, $Pu^{4+}$, $PuO_2{^+}$, $PuO_2{^{2+}}$ 상태의 플루토늄을 이온크로마토그래피로 분리하는 방법을 연구하였다. 각각 $SiO^-$, SiO-$SO_3{^-}$작용기를 가진 이온교환체를 충전한 두 컬럼을 이용하는 방법과, Dionex사 AG11컬럼에 oxalate/$HNO_3$ 용리액을 사용하여 IC로 분리하는 두 가지 방법을 시도하였다. 예비실험으로서 플루토늄과 화학적 성질이 유사하며 산화수가 안정한 $Eu^{3+}$, $Th^{4+}$, $NpO_2{^+}$, $UO_2{^{2+}}$을 사용하여 분리조건을 얻었다. 이 분리조건을 플루토늄에 적용시켰을 때, $SiO^-$, SiO-$SO_3{^-}$ 이온교환체를 이용한 방법은 산화수별 플루토늄을 성공적으로 분리할 수 있었다. 그러나 IC를 사용한 방법은 oxalate 용액에서 $Pu^{3+}$가 쉽게 $Pu^{4+}$로 산화되며, $PuO_2{^{2+}}$도 $PuO_2{^+}$로 환원되어 분리가 곤란하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권1호
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• pp.1-7
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• 2006

염산매질에서 산화/환원제를 사용하여 Pu 산화수를 조절한 후, UV-Visible-Near IR 분광기를 이용하여 Pu(III, IV, V, VI) 산화수에 대한 흡수스펙트럼을 측정하여 그 분광학적 특성을 고찰하였다. Pu(III)으로 조절하기 위하여 환원제인 $NH_2OH$ HCl를 사용하였으며, Pu(IV)와 Pu(VI)로 조절하기 위하여 산화제인 $NaNO_2$ 및 $HClO_4$를 각각 사용하였다. 또한 Pu(VI)로 조절된 용액에 환원제인 $NH_2OH$ HCl를 사용하여 Pu(V)로 조절하였다. Pu(III)와 Pu(IV)의 대표적인 흡수피크는 470 nm 및 600 nm에서 각각 관찰되었고, Pu(VI)와 Pu(V)의 특성피크는 830 nm 및 1135nm에서 각각 관찰되었다. Pu(III, IV, VI) 산화상태의 시간 경과에 따른 흡수스펙트럼 변화는 관찰되지 않았으나 Pu(V)의 경우 매우 불안정하여 생성되자 마자 Pu(III)로 변화되었다.

• 대한화학회지
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• 제43권3호
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• pp.280-285
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• 1999

이온크로마토그래피를 이용하여 Pu 화학종의 분리방법을 검토하였다. 환원제(KI, $NaNO_2$) 또는 산화제(KBrO_3$)를 사용하여 Pu의 산화수를 조절한 후 1-octanesulfonate 와 ${\alpha}$-HiBA 용리액을 사용하는 동적계에서 $PuO_2^{2+},\; PC^{4+}$ 및 $Pu^{3+}$의 화학종을 각각 안정하게 개별분리하였다. Iodide와 nitrite를 동시에 사용하여 Pu 화학종들을 $Pu^{3+}$까지 환원한 다음 이온크로마토그래피로 안정하게 분리하였다.

• 세라미스트
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• 제1권2호
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• pp.63-73
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• 1998

현재 원자력발전에 사용되는 핵연료는 산화물 핵연료가 그 주종을 이루고 있다. 특히, 고속증식로용 핵연료로는 최근까지 혼합산화물 핵연료가 개발, 사용되어 왔다. 그러나 이 산화물 핵연료 못지 않게 경제성 및 안전성 관점에서 이를 능가할 수 있는 핵연료 재료로서 탄화물 및 질화물 등의 비산화물 세라믹 핵연료도 그 동안 꾸준히 연구되어 왔으며, 최근 들어서는 새로운 개념의 Pu 혹은 Minor Actinide burning용 핵연료 후보재료로도 각광을 받고 있다. 이들 비산화물 세라믹 핵연료는 산화물 핵연료에 비해 증식능력이 좋아, 특히 8~12년의 증배시간을 갖는 고속증식로 개발의 가능성을 보여준다. 이는 그 특성이 산화물 핵연료의 경우에 비해 더 높은 중금속(Heavy Metal) 밀도와 열전도도를 갖는 장점 때문이며, 이로 인해 높은 선출력(linear power)을 낼 수 있어 소형 노심의 설계가 가능하다. 본 고에서는 고속증식로 뿐만 아니라 다른 형태의 원자로에의 사용에서도 그 응용가치와 개발의 여지가 충분히 있는 비산화물 세라믹 핵연료의 기초특성, 제조기술, 그리고 그 성능에 대하여 비교, 분석함으로써 앞으로의 핵연료 개발연구에 보다 효율적이고 다양한 방향을 제시하고자 하였다.

• 공업화학
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• 제17권3호
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• pp.296-302
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• 2006

산소농도에 따른 폐폴리우레탄의 열적 산화분해에 관한 속도론적 연구를 $10{\sim}50^{\circ}C/min$ 사이의 여러 가열속도에서 비등온 질량감소 기술을 이용하여 수행하였다. 폐폴리우레탄의 열적 산화분해를 묘사하기 위하여 Arrhenius식에 근거한 미분법과 적분법을 이용하여 산소농도에 대한 영향을 고려할 수 있는 속도론 모델을 제시하였으며 활성화 에너지 및 반응차수 그리고 pre-exponential 인자와 같은 속도 상수들에 대한 정보를 얻기 위하여 본 연구에서 제시한 속도론 해석 방법을 이용하여 질량감소 곡선 및 그 미분값을 해석하였다. 본 연구로부터 산소농도에 대한 반응차수는 모두 음의 값을 나타내었으며 활성화 에너지는 산소농도가 증가함에 따라 감소함을 확인할 수 있었다. 또한 단일 가열속도에서의 실험값을 이용하는 적분법의 경우 가열속도에 따라 반응속도 상수의 값이 변화함을 알 수 있었다. 따라서 여러 가열속도에서의 실험값을 이용하는 미분법이 폐폴리우레탄의 열적 산화분해 반응을 보다 효율적으로 나타내고 있는 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.847-870
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• 2023

고준위 방사성폐기물을 심지층에 안전하게 처분하기 위해서는 방사성 핵종의 장기적 지구화학 거동에 대한 정확한 예측이 요구된다. 이와 관련하여 본 연구에서는 국내 심부 지하수를 대표하는 다섯가지 지화학 환경 조건에서 지화학 모델링을 수행하여 일부 방사성 핵종의 지화학 거동을 예측하였다. 다섯가지 국내 심부 지하수의 지화학 환경은 다음과 같다: 고 TDS 염지하수(G1), 산성 pH의 CO₂가 풍부한 지하수(G2), 고 pH 알칼리성 지하수(G3), 황산염이 풍부한 지하수(G4), 묽은(담수) 지하수(G5). 3~12의 pH 범위와 ±0.2V의 산화-환원전위(Eh) 조건에서 일부 방사성 핵종(우라늄, 플루토늄, 팔라듐)의 국내 심부 지하수 내에서의 용해도와 화학종(존재형태)을 예측하였다. 모델링 결과, 용존 상태의 우라늄은 주로 U(IV)로서 중성~알칼리성의 넓은 pH 환경에서 높은 용해도를 보였으며, Eh가 -0.2V인 환원 환경에서도 알칼리 pH 조건에서 높은 용해도를 보였다. 이러한 높은 용해도는 주로 Ca-U-CO₃ 착물의 형성에 의한 것으로 예측되는데, 이 착물의 활동도(activity)는 국내 심부 지하수 중 주요 단층대를 따라 산출되는 G2와 화강암반에 위치하는 G3에서 높다. 한편, 플루토늄(Pu)의 용해도는 pH에 따라 달라지며, 특히 중성~알칼리성 조건에서 가장 낮은 용해도가 나타난다. 주요 화학종은 Pu(IV)와 Pu(III)이며, 이들은 주로 흡착을 통해 제거될 것으로 추정된다. 그러나 콜로이드에 의한 이동을 고려하면, 이온강도가 낮은 심부 지하수인 G3와 G5 유형에서 콜로이드 형성 및 이동 촉진에 따라 이동성이 증가할 것으로 예상된다. 팔라듐(Pd)은 환원 환경에서는 황화물 침전 반응으로 인해 낮은 용해도를 나타내며, 산화 환경에서는 주로 금속(수)산화물에의 흡착을 통해 Pd(OH)₃^-, PdCl₃(OH)₂^-, PdCl₄^2- 및 Pd(CO₃)₂^2-와 같은 음이온 착물이 제거될 것으로 판단된다. 본 연구는 한국의 심부 지하수 환경에서 방사성 핵종의 운명과 이동에 대한 이해를 높이고, 고준위 방사성 폐기물의 안전한 처분을 위한 전략 개발에 기여할 것으로 기대된다.