초임계 $CO_2$유체를 이용하여 미강 중 표면활성물질을 추출하고 추출물의 표면활성능을 최적화하는 추출 조건을 반응표면분석법을 통해 조사하고자 하였다. 추출수율은 독립변수인 압력, 온도, 보조용매량이 많을수록 높았으며, 보조용매량이 추출수율에 가장 큰 영향을 주었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건은 추출압력 330 bar, 추출온도 $65^{\circ}C$, 보조용매량 250 g이었다. 표면활성능 지표인 계면장력은 추출압력과 추출온도가 증가할수록 그리고 보조용매량이 높을수록 낮았으며, 추출수율과 마찬가지로 보조용매량이 계면장력에 가장 큰 영향을 주었지만 추출압력과 추출온도 등의 변수에 의한 영향은 비교적 적었다. 회귀분석을 통해서 얻은 최적 추출 조건(낮은 계면장력)은 추출압력 350 bar, 추출온도 $65^{\circ}C$, 보조용매량 50 g이었다. 또한 D-optimal design을 통해 얻은 실험 결과를 바탕으로 회귀분석을 하였을 때 예측모델식은 실제 측정값과 비교해 높은 유의성을 나타내는 것으로 판단되었다. 보조용매량이 많을수록 극성 물질이 더 많이 추출되어 낮은 계면장력 값을 예상하였지만 실제 측정 결과 보조용매량이 가장 낮은 조건인 50 g에서 계면장력은 가장 낮게 측정되었다. 이의 규명을 위하여 TLC 및 HPLC 분석을 통한 추출물에 대한 성분 조사, 추출물을 이용한 유화액 제조, 유화액 특성 평가 등 추가 실험이 필요한 것으로 사료되었다.
본 연구는 탄산화 메커니즘을 통해 공극을 채우는 방법으로, 온실가스인 CO2를 영구히 고정화시키는 동시에, 탄산화 반응에 의해 순환골재 내부에 존재하는 균열 및 공극을 메워, 순환골재의 활용가능성을 높이기 위한 목적으로 진행되었다. 이를 위해 밀폐된 공간에 기체상의 CO2와 scCO2를 사용하여 순환잔골재를 반응시켰고, 겉보기 밀도 및 흡수율, 진밀도, pH, FE-SEM 측정 등을 활용해 탄산화 전 후 순환잔골재의 물성을 비교 분석하였다. 이후 탄산화 반응이 진행된 순환잔골재로 모르타르 시편을 제작하여 압축강도 실험을 수행하였다. 실험 결과에 따르면, 고온·고압으로 진행된 scCO2와의 반응이 기체상의 CO2와의 반응에 비해, 겉보기 밀도 및 진밀도의 증가폭이 높은 것으로 나타났다. 또한 용출수의 pH는 기체상의 CO2보다 초기에 감소하는 폭이 큰 것으로 나타났고, 탄산칼슘 결정의 생성량과 결정형태가 기체상의 CO2와 반응하는 것에 비해 큰 것으로 나타났다. 압축강도의 상승 폭 또한 scCO2와 반응한 순환잔골재를 활용한 모르타르에서 가장 크게 나타나, 기체상의 CO2보다 scCO2에 의한 품질개선 가능성이 더욱 큰 것을 확인하였다.
남조류독소, 마이크로시스틴을 초임계유체추출을 이용하여 추출하는 새로운 분석법이 개발되었다. 이 연구에서 사용된 마이크로시스틴들은 초임계 유체 CO$_2$에는 거의 녹지 않지만 90% CO$_2$, 9.0% 메탄올, 1.0% 물로 된 혼합유체를 사용한 결과 성공적으로 추출할 수 있었다. 이 연구에서 사용된 초임계 유체 추출법은 고체상추출법보다 많은 장점들을 가지고 있다. 우선 시료처리단계가 줄어들고, 시료의 손실이 적으며, 분석시간을 단축시킬 수 있다는 장점들이 있다. 또한 전처리 단계가 생략된다는 장점도 있다. ODS 카트리지를 사용하는 고체상 추출법에서 ODS 카트리지가 마이크로시스턴에 대한 흡착력이 떨어지기 때문에 좀 더 극성이 있는 CN 카트리지에 주입시켰다. CN 카트리지는 물 5mL, 0.5 M 아세트산 5mL, 5% 아세트니트릴 5mL로 빗은 후 70% 아세트니릴로 최종용리시킨 후 HPLC로 분리하였다. CN 카트리지를 사용하였을 때 ODS 카트리지보다 더 좋은 회수율과 크로마토그램을 보여주었다.
본 연구에서는 물과 이산화탄소의 상호 용해력을 높이기 위한 방법의 하나로, 계면활성제를 이용하여 물과 이산화탄소의 마이크로에멀션 형성하는 조건을 관찰하였다. 물과 이산화탄소의 마이크로에멀션을 형성시키기 위하여 계면활성제 2,2,3,3,3-Pentafluoro-1-propanol를 첨가하였다. 초임계 이산화탄소에 물과 계면활성제인 2,2,3,3,3-Pentafluoro-1-propanol 일정량을 첨가하여 이에 따른 마이크로에멀션의 구름점(cloud point) 변화와 경향을 살펴보았다. 계면활성제+이산화탄소 계의 경우 상전이 조건은 313.2 ~ 353.2 K 온도범위에서 8.35 ~ 12.69 MPa이였으며, 물+계면활성제+이산화탄소 계의 경우 온도범위 318.2 ~ 338.2 K에서 7.83 ~ 17.28 MPa에 이르는 압력 범위에서 구름점를 보였다.
Corrosion science faces new challenges in various nuclear environments. Three main areas may be identified where increases of knowledge and understanding have been done and are still needed to face the technical needs: (i) the extension of the service time of nuclear power plants from 40 years, as initially planned, to 60 years and probably more as expected now, (ii) the prediction of long term behaviour of metallic materials in nuclear waste disposal where the corrosion processes have to be predicted over large periods of time, some thousands years and more, (iii) the choice of materials for use at very high temperatures as expected in Generation IV power plants in environments like gas (helium), supercritical water, liquid metals or salts. Service time extension, deep geological waste repositories and high temperature reactors sustain researches and developments to model corrosion phenomena at various scales, from atoms to components.
The once-through heat recovery steam generator is ideally matched to very high temperature and pressure, well into the supercritical range. Moreover this type of boiler is structurally simpler than drum type boiler. In drum type boiler, each tube play a well-defined role: water preheating, vaporization, superheating. Empirical equations are available to predict the average heat transfer coefficient for each regime. For once-through heat recovery steam generator, this is no more the case and mathematical models have to be adapted to account for the disappearance of drum type economizer, boiler, superheater. General equations have to be used for each tube of boiler, and actual heat transfer condition in each tube has to be identified.
Kim, Taek-Kyum;Joo, Hyung-Kook;Jung, Hyung-Guk;Kim, Young-Jin
한국원자력학회:학술대회논문집
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한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(1)
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pp.15-20
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1997
We present the results HELIOS verification against VENUS PWR critical experiments loaded with high plutonium content mixed oxides fuels. The effective multiplication factors are calculated to be slightly supercritical within an acceptable error bound. In the prediction of power shape, HELIOS results are in close agreement with the measured values. The RMS errors of re-normalized calculated fission rate distribution are less than 1.4 % with either explicit or implicit models or micro tubes/rods in each fuel assembly for both ALL-MOX and GD-MOX mock-up cores.
The paper presents the heat transfer characteristics during cooling process of carbon dioxide($CO_2$) in a helically coiled tube. The main components of the apparatus consist of a receiver, a variable speed pump, a mass flowmeter, a pre-heater, a gas cooler(test section) and an isothermal tank. The test section with the inner diameter 4.55 [mm] is a tube in tube type heat exchanger with refrigerant flowing in the inner tube and water flowing in the annulus. The main results were summarized as follows : The heat transfer coefficient increases with respect to the decrease of the gas cooler pressure in a supercritical region and the increase of the refrigerant mass flux. The pressure drop decreases in increases of the gas cooler pressure and increases with respect to increases the refrigerant mass flux.
An integrated R&D program is being conducted to study, qualify, and in some cases, develop materials with required properties for the reactor systems being developed as part the U.S. Department of Energy's Generation IV Reactor Program. The goal of the program is to ensure that the materials research and development (R&D) needed to support Gen IV applications will comprise a comprehensive and integrated effort to identify and provide the materials data and its interpretation needed for the design and construction of the selected advanced reactor concepts. The major materials issues for the five primary systems that have been considered within the U.S. Gen IV Reactor Program-very high temperature gas-cooled, supercritical water-cooled, gas-cooled fast spectrum, lead-cooled fast spectrum, and sodium-cooled fast spectrum reactors-are described along with the R&D that has been identified to address them.
원자력분야에서 방사성폐기물 처리 및 처분은 해결해야 할 중요한 문제가 된다. 보다 청정한 방법을 사용한 제염법이 요구되고 있다. 이산화탄소를 이용한 제염법은 두가지로 나눠지는데-킬레이트제를 이용한 방법과 에멀젼을 이용한 방법이다. 킬레이트제 방법은 시너지효과를 낼 수 있는 방안이 중요하다. 마이크로 에멀젼을 사용한 방법은 에멀젼 코어속에 산을 넣어 금속표면이나 토양에서 오염물질을 직접 꺼내는 방법이다. 표면제거율을 QCM을 사용하여 측정하였다. 에멀젼을 만드는데 사용된 계면활성제의 회수 방법에 대하여 아울러 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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