Yoon, Dalsung;Paek, Seungwoo;Lee, Sang-Kwon;Lee, Ju Ho;Lee, Chang Hwa
방사성폐기물학회지
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제20권2호
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pp.193-207
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2022
Thermodynamically, TRUOx, REOx, and SrOx can be chlorinated using ammonium chloride (NH4Cl) as a chlorinating agent, whereas uranium oxides (U3O8 and UO2) remain in the oxide form. In the preliminary experiments of this study, U3O8 and CeO2 are reacted separately with NH4Cl at 623 K in a sealed reactor. CeO2 is highly reactive with NH4Cl and becomes chlorinated into CeCl3. The chlorination yield ranges from 96% to 100%. By contrast, U3O8 remains as UO2 even after chlorination. We produced U/REOx- and U/SrOx-simulated fuels to understand the chlorination characteristics of the oxide compounds. Each simulated fuel is chlorinated with NH4Cl, and the products are dissolved in LiCl-KCl salt to separate the oxide compounds from the chloride salt. The oxide compounds precipitate at the bottom. The precipitate and salt phases are sampled and analyzed via X-ray diffraction, scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy, and inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy. The analysis results indicate that REOx and SrOx can be easily chlorinated from the simulated fuels; however, only a few of U oxide phases is chlorinated, particularly from the U/SrOx-simulated fuels.
사용후핵연료 파이로프로세싱에서 발생하는 방사성폐기물의 양을 최소화하기 위해서는 방사성 핵종 함유 염폐기물을 효과적으로 처리할 수 있는 기술개발이 필요하다. 이를 위해 탄산화물(Li2CO3, K2CO3)을 이용한 반응증류공정에서 LiCl-KCl 공융염 내 NdCl3의 분리특성을 관찰하였다. HSC-Chemistry 프로그램을 이용한 탄산화물과 NdCl3의 반응모델결과에서 NdCl3는 탄산화물의 주입조건 및 온도변화에 따라 산염화물(NdOCl) 또는 산화물(Nd2O3) 형태로 전환됨이 확인되었으며, 탄산화물의 주입조건에 따른 LiCl-KCl-NdCl3계의 반응증류시험에서 반응모델결과와 유사한 경향을 확인하였다. 이 결과들을 이용하여 LiCl-KCl 공융염 내 NdCl3를 고화가 용이한 산화물 형태로 분리하기 위한 공정조건을 도출하였다.
Nitrogen oxides (NOx; NO and NO2) are major air pollutants and can cause harmful effects on the human body. Electron Beam Flue Gas Treatment (EBFGT) is a technology that generates electrons with an energy of 0.5-1 MeV using electron accelerators and effectively processes exhaust gases. In this study, NOx was removed using an electron beam accelerator with spraying additives (NaOH and NH4OH). NO and NO2 were 100% and more than 94% removed, respectively, at an electron beam absorbed dose of 20 kGy and an additive concentration of 0.02 M (mol/L). In most cases, NOx was removed better with lower initial NOx concentrations and higher electron beam absorbed doses. As the irradiation strength (mA) of the electron beam increases, the probability of electron impact on the material accordingly rises, which may lead to increase removal efficiency. The results of the present study show that the continuous electron beam process using additives achieved more effective removal efficiency than either individual process (wet-scrubbing or EB irradiation only).
When evaluating energy balance and temperature in reduced-scale fire experiments, which are conducted as an alternative to full-scale fire experiments, it is important to consider the similarity in the scale among these experiments. In this paper, a method considering the similarity of energy balance is proposed for setting the conditions for reduced-scale experiments of mechanically ventilated compartment fires. A small-scale fire experiment consisting of various cases with different compartment geometries (aspect ratios between 0.2 and 4.7) and heights of vents and fire sources was conducted under mechanical ventilation, and the energy balance in the quasi-steady state was evaluated. The results indicate the following: (1) although the compartment geometry varies the energy balance in a mechanically ventilated compartment, the variation in the energy balance can be evaluated irrespective of the compartment size and geometry by considering scaling factor F (∝heffAwRT, where heff is the effective heat transfer coefficient, Aw is the total wall area, and RT is the ratio of the spatial mean gas temperature to the exhaust temperature); (2) the value of RT, which is a part of F, reflects the effects of the compartment geometry and corresponds to the distributions of the gas temperature and wall heat loss.
The earlier studies have analyzed theoretical links between nuclear energy and carbon dioxide (CO2) emissions concerning territorial (or production-based) emissions. Here using the latest available dataset, this study explores the impacts of nuclear energy on production-based and consumption-based CO2 emission in the era of globalization for the Organization for Economic Co-operation and Development (OECD) countries. The Driscoll-Kraay regression method reveals that nuclear energy is beneficial for the reduction of production-based CO2 emissions. However, it is revealed that nuclear energy does not reduce consumption-based CO2 emissions that are traded internationally and hence not comprised in conventional production-based emissions (territory) inventories. Globalization tends to reduce both production-based and demand-based carbon emissions. Finally, Environmental Kuznets Curve (EKC) is validated for both kinds of CO2 emissions. The findings may deliver practical policy implications related to nuclear energy and CO2 emissions for selected countries.
Urea oxidation reaction (UOR) via electrochemical oxidation process can replace oxygen evolution reaction (OER) for green hydrogen production since UOR has lower thermodynamic potential (0.37 VRHE) than that of OER (1.23 VRHE). However, in the case of UOR, 6 electrons are required for the entire UOR. For this reason, the reaction rate is slower than OER, which requires 4 electrons. In addition, it is an important challenge to develop catalysts in which both oxidation reactions (UOR and OER) are active since the active sites of OER and UOR are opposite to each other. We prove that among the NiFe2O4 nanoparticles synthesized by the hydrothermal method at various synthesis temperatures, NiFe2O4 nanoparticle with properly controlled particle size and crystallinity can actively operate OER and UOR at the same time.
Kim, Sung-Wook;Park, Sang-Yoon;Roh, Chang-Hyun;Shim, Ji-Hyung;Kim, Sun-Byeong
Nuclear Engineering and Technology
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제54권6호
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pp.2329-2333
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2022
Base metal corrosion forms a significant issue during the chemical decontamination of the primary coolant loop in nuclear power plants as it is directly related to the economic and safety viability of decommissioning. In this technical note, potentiodynamic evaluations of several base metals (304 stainless steel, SA106 Grade B carbon steel, and alloy 600) were performed to determine their corrosion behavior during the hydrazine (N2H4)-based reductive ion decontamination (HyBRID) process. The results suggested that N2H4 protected the surface of the base metals in the HyBRID solution, which is primarily composed of H2SO4. The corrosion resistance of the carbon steel was further improved through the addition of CuSO4 to the solution. The corrosion rate of carbon steel in the H2SO4-N2H4-CuSO4 solution was lower than that exhibited in an oxalic acid solution, a commonly used reaction medium during commercial decontamination processes. These results indicate the superiority of the HyBRID process with respect to the base metal stability.
The blue emitting fluorescence of $SrAl_{12}O_{19}:Ce_{0.09}{^{3+}}$, $Eu_{0.01}{^{2+}}$ phosphor includes two kinds of independent energy transfer mechanism through electric multipole interactions between donor and acceptor ions. The first energy transfer takes place between the $Ce^{3+}$ ion and the $Eu^{2+}$ion which strongly depends on the concentration $Eu^{2+}$ions. The second energy transfer occurs between the $Ce^{3+}$ ion and the $O_{Me}-Ce^{3+}$ complexes. Both energy transfer mechanisms of blue emitting peak at 410 nm were investigated by fitting of Gaussian functions. The result shows that the peak at 410 nm is two overlapping emissions originated by $Eu^{2+}$ions and $O_{Me}-Ce^{3+}$ complexes and as time elapses $Eu^{2+}$peak remains whereas $O_{Me}-Ce^{3+}$ related peak disappears.
This study estimates the greenhouse gases (GHGs) emissions from energy sector of Changwon city from 2012 to 2020 and scenario analysis of GHGs reductions pathways in the context of the goal of 2030 NDC and 2050 carbon neutral scenario in Korea. As a result, the GHG emissions as a reference year of carbon neutral in 2018 were estimated as 8,872,641 tonCO2eq accounting for 3,851,786 tonCO2eq (43.6%) of direct source (scope 1) and 4,975,855 tonCO2eq (56.4%) of indirect source (scope 2). Especially, among indirect sources as purchased electricity, manufacturing sector emitted the largest GHG accounting for 33.0%(2,915 thousands tonCO2eq) of the total emissions from all energy sectors, scenario analysis of GHG reductions potential from the energy was analyzed 8,473,614 tonCO2eq and the residual emissions were 354,027 tonCO2eq. Purchased electricity and industry sector reducted the largest GHG accounting for 58.7%(4,976 thousands tonCO2eq) and 42.1%(3,565 thousands tonCO2eq) of the total emissions from all energy sectors, respectively.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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