• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 Proceedings of The 6th korea-china joint workshop on nuclear waste management
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• pp.329-337
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• 2005

Synroc which comprises hollandite-rich ($Ba_{1-x}Cs_{2x}\;(Al_yTi_{2-y})\;Ti_{6}O_{16},\;75wt\%$), perovskite ($Ca_{1-x}Sr_xTiO_3,\;15wt\%$) and rutile ($TiO_2,\;10wt\%$) is devised for the immobilization of Sr/Cs (1:3, wt$\%$) separated from HLW liquid. Especially, hollandite-rich Synroc with different contents of Al element is fabricated, and its mineral phase assemblage and microstructure are determined by using XRD and SEM/EDS. The durability test is carried out by using MCC-1 method, leachate is analyzed by using ICP/MS and ICP/ AES. The results indicate that hollandite-rich Synroc variants is a suitable host for Immobilization of Sr/Cs separated from HLW liquid.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 Proceedings of the 4th Korea-China Joint Workshop on Nuclear Waste Management
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• pp.73-82
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• 2004

This paper studies the leaching behaviors of pyrochlore-rich synroc incorporated 46.8wt% simulated actinides waste under the five simulated geological disposal media, which included the bentonite, granite, granite ＋ ferroferric oxide, granite ＋ cement, bentonite ＋ ferroferric oxide, respectively. The mass loss rates reached to equilibrium after 182 day and was 10-7 g/$\textrm{mm}^2{\cdot}d$. That suggests the mass loss rate of pyrochlore-rich synroc, loaded 46.8wt% actinides waste, was very low. The surfaces of the leached specimens were analyzed by XRD, SEM/EDS. The experimental results show that the pyrochlore-rich synroc samples in the systems, which contained bentonite and cement, have two new phases formed on the leached specimens surface at $90^{\circ}C$ for 728d; The bentonite and cement can retard the elements leaching; $Fe_3O_4$ can speed the elements leaching; Expect for Ti ion depleted on the sample surface, other ion, such as U, Zr, AI, Ca, were in equable states and Ba ion was enriched during test time, which indicated the simulated disposal media have good ability to retard the leaching behavior of the pyrochlore-rich synroc.

• 한국재료학회지
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• 제33권10호
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• pp.385-392
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• 2023

A solution combustion process for the synthesis of hollandite (BaAl₂Ti₆O₁₆) powders is described. SYNROC (synthetic rock) consists of four main titanate phases: perovskite, zirconolite, hollandite and rutile. Hollandite is one of the crystalline host matrices used for the disposal of high-level radioactive wastes because it immobilizes Sr and Lns elements by forming solid solutions. The solution combustion synthesis, which is a self-sustaining oxi-reduction reaction between a nitrate and organic fuel, generates an exothermic reaction and that heat converts the precursors into their corresponding oxide products in air. The process has high energy efficiency, fast heating rates, short reaction times, and high compositional homogeneity. To confirm the combustion synthesis reaction, FT-IR analysis was conducted using glycine with a carboxyl group and an amine as fuel to observe its bonding with metal element in the nitrate. TG-DTA, X-ray diffraction analysis, SEM and EDS were performed to confirm the formed phases and morphology. Powders with an uncontrolled shape were obtained through a general oxide-route process, confirming hollandite powders with micro-sized soft agglomerates consisting of nano-sized primary particles can be prepared using these methods.

• 자원환경지질
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• 제37권4호
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• pp.375-381
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• 2004

장주기 방사성 폐기물인 악티나이드 원소들을 고정화시킬 수 있는 파이로클로어 (pyrochlore; CaCeH$f_xTi_{2-x}O_7$=0.2, 0.6, 1.0, 1.4, 1.8, 2.0)를 합성하여 상평형 관계 및 특성을 연구하였다. 혼합된 시료는 상온에서 400kg/$cm^2$의 압력으로 성형한 후, 산소분위기에서 1200∼1$600^{\circ}C$ 범위로 소결온도를 변화시키면서 소성하였다. 합성된 시료는 XRD를 사용하여 상분석을 실시하였다. 실험결과, 파이로클로어의 최적 합성조건은 산소분위기 하에서, 각각의 조성에 따라, 1300∼150$0^{\circ}C$로 매우 다양하였다. 합성시 생성된 상으로는 페롭스카이트, 파이로클로어 및 $A_{2}BO_{5}$산화물 등이 있으며, 본 계의 특성은 Hf의 함량증가에 따라 페롭스카이트 및 파이로클로어의 격자상수가 증가한다는 점이다. 이같은 현상은 육배위 자리를 차지하고 있는 Hf와 Ti의 이온반경의 차이에서 비롯된 것이다.

• 자원환경지질
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• 제39권2호
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• pp.173-180
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• 2006

석류석과 스피넬의 혼합성분$(Gd_3Fe_5O_{12}+(Ni_xMn_{1-x})(Fe_yCr_{1-y})_2O_4)$으로부터 고준위 방사성 폐기물의 고정화를 위한 다상 고화체를 $1200{\sim}1400^{\circ}C$에서 합성하였다. 이들 화학조성에서는 석류석, 페롭스카이트 및 스피넬이 관찰되었으며, 특히 석류석은 Fe의 함량이 가장 높았던 조성에서만 관찰되는 특성을 보임으로써 Fe의 함량이 석류석의 형성과 밀접한 관계를 지시하고 있다. 석류석의 성분은 Gd와 Fe가 각각 초과 및 결핍된 양상을 보였다. 이같은 석류석의 비화학 양론적인 조성은 상들과 원소간의 선호적 배분관계에 기인된 것으로 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제37권6호
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• pp.603-612
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• 2004

고준위 폐기물 내에 함유된 핵종을 고정화시킬 수 있는 매트릭스로써 파이로클로어$(pyrochlore;\;CaCeZr_xTi_{2-x}O_7,\;x=0.2\~2.0)$를 합성하여 상평형 관계 및 특성을 연구하였다. 합성방법은 CPS법이었으며, $1100\~1600^{\circ}C$에서 20시간 동안 가열하였다. 실험결과, 최적 합성조건은 각각의 조성에 따라 $1300\~1600^{\circ}C$로 다양하였다. 최적 합성조건에서 파이로클로어 또는 형석구조를 나타내는 산화물(이하 '형석'으로 기재)은 소량의 페롭스카이트와 더불어 $CeO_2$ 또는 $Ce_{0.75}Zr_{0.25}O_2$와 공존하였다. 또한 원조성인 $CaCeZr_xTi_{2-x}O_7$중 $x\leq0.6$인 경우 파이로클로어 구조가, 그리고 $x\geq0.6$에서는 형석구조가 안정한 것을 확인하였다. 특히 x값의 증가에 따라, Ca 및 Ti 성분이 결핍되었으며, 이와는 대조적으로 Zr과 Ce가 초과됨으로써 비화학양론적 조성을 나타내었다. 이러한 특성은 팔배위와 육배위를 차지하고 있는 원소들의 거동에 의한 것으로, 파이로클로어 또는 형석이 단일상이 아니라 페롭스카이트, $CeO_2$ 및 $Ce_{0.75}Zr_{0.25}O_2$와 공존하는 원인이 된 것으로 사료된다.