• 방사성폐기물학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.313-319
• /
• 2019

A-KRS는 한국원자력연구원에서 개발한 파이로프로세싱 처리된 폐기물을 처분하는 개념이다. 고준위 방사성폐기물은 파이로프로세싱에 의하여 최소화되며, 최종 발생된 고준위 방사성폐기물은 모나자이트 세라믹 폐기물 형태로 제조된다. 모나자이트 세라믹 폐기물은 처분공에 영구 처분되어 열을 발생시킨다. 발생된 열은 폐기물을 보호하는 캐니스터 및 완충재의 온도를 상승시켜 설계 기준을 초과 시킬 수 있다. 온도는 처분공 간의 거리로 조절 가능하며 한국원자력연구원에서 해석한 바 있다. 한국원자력연구원에서 해석한 경계조건은 완벽 접촉을 가정한 것이기 때문에, 최초 처분 시에 발생하는 간격에 의해 발생하는 열 저항에 의한 온도 분포는 알 수 없다. 이를 보완하기 위하여, 본 논문에서는 최초 처분 시 존재하는 간격에 의한 열 전달 해석을 수행하였다. 또한 발열체와 캐니스터 간의 공극을 추가하여 온도 분포 해석을 수행하였다. COMSOL 전산해석 소프트웨어를 이용하여 열전달 해석을 수행하였다.

• 자원환경지질
• /
• 제53권6호
• /
• pp.743-753
• /
• 2020

본 연구는 폐석탄광산인 옥동탄광 하류에 위치한 밭토양과 논토양을 대상으로 중금속함량, 광물조성, 분광특성을 고찰하였다. X선 형광분석 결과 밭토양과 논토양 모두 비소가 토양환경오염 우려기준을 초과하여 검출되었으며 밭토양이 논토양보다 중금속오염지수가 상대적으로 높은 것을 확인하였다. X선 회절분석 결과 밭토양과 논토양 모두에서 석영, 방해석, 고령토, 일라이트, 스멕타이트, 자철석 그리고 적철석 광물이 검출되었다. 또한 유기물 분석을 실시한 결과 밭토양의 유기물 함량 변이가 더 큰 것으로 나타났다. 분광분석 결과 밭토양과 논토양의 전체적인 반사도 곡선의 양상과 흡광특성은 유사하게 발현됨을 확인하였다. 490nm 부근과 900nm 부근에서 토양 내 산화철에 의해, 1410nm, 1910nm 부근과 2200nm 부근에서 점토광물인 고령토와 스멕타이트군에 의한 흡광특성이 두드러지게 나타났으며 유기물의 함량이 많을수록 반사도가 감소하였다. 흡광 깊이는 밭토양과 논토양 모두 흡광특성이 발현되는 곳에서 오염 지수가 높아짐에 따라 흡광깊이는 얕아졌으며, 유기물 함량이 증가함에 따라 490nm 부근과 1916nm 부근의 흡광깊이가 얕아지는 경향을 보였다.

• 광물과 암석
• /
• 제35권4호
• /
• pp.457-467
• /
• 2022

전자현미분석기를 이용한 규산염 유리의 정량화학조성 분석 시 알칼리 원소, 특히 Na이 전자빔에 의해 분석 영역 밖으로 이동(migration)하면서 X선 측정 세기가 시간에 따라 감소하는 현상은 오래 전부터 알려져 왔다. EPMA로 규산염 유리의 Na 함량을 정확하게 측정하기 위해서는 전자빔에 의한 Na 이동을 최소화하는 분석방법을 적용하거나 Na 이동에 따른 X선 측정 세기의 감소 효과를 보정해 주어야 한다. 본 연구에서는 X선 세기의 시계열 변화 곡선을 이용해 Na 이동에 의한 X선 감소를 보정할 수 있는 Probe for EPMA 소프트웨어의 Time Dependent Intensity(TDI) 보정 기능을 이용해 규산염 유리 표준시료 8종의 Na을 분석하였다. 일반적인 지질시료 분석 조건인 15 kV 가속전압, 20 nA 전류 세기 하에서 TDI 보정의 정확도를 검증하였다. 연구 결과 20 ㎛ 크기의 큰 전자빔을 사용했을 때는 Na 감소가 거의 일어나지 않아 보정 없이도 Na의 함량을 정확하게 측정할 수 있었다. 빔의 크기가 10 ㎛ 이하일 때는 Na 감소가 일어나 최대 -55%에 달하는 큰 오차가 발생하는데 TDI 보정을 적용해 이 오차를 ±10% 이내로 줄일 수 있다. Na X선 시계열 변화의 초기 측정값에 가중치를 주고 변화 추세를 선형적으로 가정하는 방법을 사용하면 상대오차를 ±6% 이내로 더 줄여 정확한 Na₂O 함량을 얻을 수 있었다. 따라서 알칼리 원소가 많이 포함된 유리질 시료에서 분석 영역이 충분히 크지 못해 작은 전자빔을 사용해야만 한다면 적절한 TDI 보정을 반드시 해주어야 정확한 조성을 얻을 수 있다.

• 광물과 암석
• /
• 제35권4호
• /
• pp.507-520
• /
• 2022

지질과학 분야에서 암석의 생성 시기, 지각과 맨틀 진화연구의 기초자료로 활용되는 Sr 동위원소비는 열이온화 질량분석기(thermal ionization mass spectrometry, TIMS) 혹은 다검출기 유도결합 플라즈마 질량분석기(multi-collector plasma ionization mass spectrometry, MC-ICP-MS)와 같은 질량분석기를 이용하여 측정할 수 있다. 이 기술보고에서는, Sr 동위원소비 측정시, 원소의 불완전한 화학적 분리가 Sr 동위원소비의 참값 (true value)에 어떤 영향을 미치는지를 비교하였다. 실험에는 상업용 레진, NBS987(NIST SRM987) Sr 동위 원소 표준물질 그리고 일본지질조사소의 암석표준시료 JG1a, JB3, JA1를 이용하였다. 비교실험 결과, NBS987 Sr 동위원소 표준시료, 일본지질조사소의 암석표준시료 JG1a, JB3, JA1 모두 불완전한 분리에 의해 Rb이 남아있는 경우 ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr의 측정값이 변하는 것이 명확하게 관찰된다. 이는 질량분석기 특히 MC-ICP-MS로 동위 원소비를 측정하고자 하는 경우, 동종동위원소의 간섭에 대한 보정에도 불구하고 측정값은 참값에서 벗어나므로 완전한 분리가 중요한 인자임을 지시해준다. 그러므로 MC-ICP-MS를 이용한 Sr 동위원소비 측정결과를 보고할 때는, 동종동위원소에 의한 영향을 판단할 수 있도록 Sr의 동위원소 전체의 측정강도와 더불어 ⁸⁵Rb의 측정강도도 함께 보고돼야 할 것이다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제56권3호
• /
• pp.196-212
• /
• 2023

이 연구는 정조대왕 초장지에서 출토된 석물(박석과 난간석)의 암석광물학적 분석을 통해 채석산지를 해석하고 건릉 석물과의 관계를 과학적으로 검토한 것이다. 정조대왕 초장지에서 출토된 석물은 모두 담회색 세립질 흑운모화강암이고, 석영, 장석, 흑운모를 주성분광물로 함유한다. 이들의 전암대자율은 5.55~12.10(평균 7.00)(SI unit)에 분포한다. 고문헌에 채석산지는 앵봉과 여기산(수원시 고등동)으로 기록되었고, 지표 지질조사에서 앵봉(현 영광아파트) 뒤 노두에서 석물과 유사한 세립질 흑운모화강암을 확인하였다. 노두암석의 대자율은 5.15~7.24(SI unit)이고 암석광물학적 및 지구화학적 특성이 초장지 출토 석물 및 건릉 석물과 동일하였다. 기록상 초장지의 석물은 대부분 건릉 천릉 시 재사용된 것으로 확인되었으나, 박석과 난간석은 다시 사용되지 않고 초장지에 그대로 폐기된 것으로 보인다. 이는 효의왕후(정조 비) 승하 후 합장릉 조성 시 봉분의 크기가 커지면서 초장지의 난간석이 크기에 맞지 않아 재사용이 어려웠기 때문으로 추정된다. 연구결과를 통해 18세기 능묘 석물조성에 대한 문헌기록과 과학적 분석 결과를 비교검토할 수 있었으며 관련 연구분야에 기초자료로 활용될 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
• /
• 제52권6호
• /
• pp.541-554
• /
• 2019

옥천대 태백산지역은 한반도의 지각 진화 과정 동안 중첩된 다변형 조산운동의 증거를 보존하고 있는 주요 습곡-단층대 가운데 하나로, 북서부의 평창-정선지역을 중심으로 서쪽의 주천지역 및 남쪽의 영월지역이 각각 단층 경계로 구분되며, 층서 및 지질구조에 있어서 차이를 보인다. 본 논문에서는 북서부 태백산지역에 분포하는 고생대 지층들의 이러한 지역적 차이와 지구조 운동과의 연관성을 이해하기 위해 구조기하학적 형태 해석 연구를 수행하였다. 이를 위해 우선, 기 발간된 평창지역 지질도들에서 지질연대가 상이하게 제안된 시대미상 퇴적암체에 대한 연대분석을 실시하였고, 그 결과 해당 암체가 후기 고생대 평안누층군에 대비되는 지층임을 확인하였다. 이러한 연대 결과와 야외조사를 통해 획득한 구조요소 자료를 종합하여 북서부 태백산지역에 보존되어 있는 지질구조들의 기하학적 형태를 해석하였다. 이 지역의 가장 주된 지질구조는 북동-남서 방향의 힌지를 가지는 광역 규모의 정선대향사로, 지동리배사, 남병산향사 및 임하리배사 등과 같은 이차습곡구조들을 수반한다. 하반구 투영 및 하향 투영 단면 해석 결과, 정선대향사는 힌지가 남부에서는 남쪽으로, 북부에서는 북쪽으로 완만하게 침강하는 향사형 극융 형태의 이중 침강 구조를 가진다. 그러므로 지질도 상에서 연구지역 남부와 북부의 지질구조의 특성이 상이하게 나타나 복잡하게 보이는 것은 침강하는 힌지로 인해 지질도 상에 노출되는 이차습곡들의 구조적 높이가 달랐기 때문으로 해석된다. 평창지역과 정선지역 고생대 지층의 분포를 규제하는 지질구조가 광역 규모의 정선대향사이고, 동익부인 정선지역에서만 보고된 행매층 및 회동리층이 서익부인 평창지역에서도 확인됨을 고려할 때, 향후 평창지역의 행매층 및 회동리층에 대한 상세 연구를 통해 습곡 등과 같은 구조 운동에 의한 이들의 대칭 반복 가능성에 대해 추가 연구가 이루어지길 제언한다.

• 한국해양학회지
• /
• 제24권3호
• /
• pp.132-147
• /
• 1989

제주도 서남해역의 83개 정점의 표면퇴적물 시료와 55개 정점의 해수시료의 입도분석, 지화학적분석, 광물분석 및 총부유물질 분석을 각각 실시하였다. 연구해역의 북부지역은 소량의 역을 함유한 조립질과 니 점토질인 세립질 퇴적물이 혼합된 분포를 하고, 중남부지역에는 비교적 세립질인 사 니질형이 넓은 지역에 걸쳐 분포하며, 특히, 조사지역 남동부 끝 및 북부해역 일부 지역에는 소규모의 점토대도 존재한다. 해수 중의 총부유물질의 분포 양상은 제주도 연안 및 서쪽 외해에서는 비교적 낮은 함량을 포함하나, 서북쪽 외해와 남서쪽 외해로 향함에 따라 점차 증가하는 경향을 보인다. 분석된 14종의 지화학적 원소성분 중 Mn, Al, Zn, Cr, Cu, Sn은 남부지역 세립질 형이 분포하는 곳에서 그리고 Ca, Mg, Ag은 북부에서 높으며, 그 외 Ni, Na, Co, Fe, Pb은 비교적 균일하게 분포한다. 경광물은 소흑산도와 제주도 및 소코트라 암초(Socotra Rock) 부근에서는 Na-Ca 장석이 K-장석보다 많고, 암편의 양도 타지역에 비해 많으며, 추자도 주변해역에서는 K-장석이 높은 함량치를 보여 이곳 퇴적물 중의 일부는 인접 육지에서 운반 퇴적된 것으로 보여진다. 추자도 주변 및 제주도 북부해역의 니질퇴적물은 X-선 회절 분석 결과, 방해석 피크 강도가 약하고 녹니석과 고령토 함량이 다소 높아 이는 인접 육지지역의 지질을 잘 반영하며 한편, 소흑산도 주변 및 조사지역 남동쪽 끝 니와 점토대에서는 뚜렷한 방해석 피크가 존재하여 이 지역 세립질 퇴적물 중의 일부는 황하기원인 것으로 추정된다. 특히 소흑산도 주변, 제주도 북부 및 소코트라 암초 동부 시료에서 스멕타이트 함량이 다소 높은 경향을 보이는데 이는 인접 육지 지역의 화산활동과 관계가 있는 것으로 사료된다.

• 암석학회지
• /
• 제24권1호
• /
• pp.25-54
• /
• 2015

섬장암은 대륙지각의 주요 구성 성분인 화강암질 암석과는 달리 그 산출에 있어서 희귀성이 인정된다. 이 연구의 목적은 산청 일원의 섬장암에 대한 산상과 기재적 특성을 밝히고 지화학적 연구를 통해 섬장암질 마그마의 성인을 알아보는 것이다. 산청섬장암의 주구성 광물은 알칼리장석(정장석, 미사장석), 사장석, 각섬석, 흑운모, 석영 등이다. 각섬석과 흑운모는 장석과 석영 사이를 채우는 타형의 결정이 관찰되는데, 이는 함수광물이 후기에 정출되었음을 보여주며, 마그마에서 결정화작용 시 초기에는 물이 부족하였음을 나타낸다. 광물성분 분석에 의하면 섬장암의 각섬석은 대부분 페로 에데나이트에 해당하며, 각섬석 지압계를 이용하여 계산한 각섬석의 생성 압력은 3.3~4.9 kb로, 11.9~17.3 km 범위의 정치심도를 나타낸다. 흑운모는 애나이트가 풍부한 영역에 도시되고, 휘석은 헤덴버자이트의 영역에 도시된다. 섬장암은 알칼리계열, 중알루미나형, I-type에 해당한다. 섬장암에 대한 희토류원소와 거미도표에서 관찰되는 패턴은 섬록암 및 화강암과는 차이를 보인다. 연구지역의 섬장암은 하커 변화도에서 공간적으로 인접하고 있는 반려암-섬록암 및 화강암과 다른 변화 경향을 보여준다. 이는 각 암상이 다른 근원 마그마로부터 생성되었을 가능성을 시사한다. 실험적 자료를 근거로 (1) 압력이 높거나 물이 불포화된 조건에서의 부분용융에 의해, (2) 상승하는 마그마에서 잔류멜트의 분리 이동으로 초기정출광물이 잔류할 때, (3) 마그마의 기원물질 또는 기원 장소에서 플루오린(F) 성분이 풍부할 때 섬장암질 마그마를 형성할 수 있다. 이들 중 암석기재적 특징에 근거하여 물이 불포화된 조건에서 부분용융에 의해 산청 섬장암질 마그마를 형성하였을 가능성이 가장 높다고 판단된다.

• 지질공학
• /
• 제19권2호
• /
• pp.235-250
• /
• 2009

경북 영천 북안면 일대 지하수의 수질화학적 특정과 붕소, 브롬, 스트론튬 성인에 대하여 연구하였다. pH는 7.37${\sim}$8.39 범위로서 중성 내지 약알칼리성이다. B는 0.41${\sim}$4.62mg/L범위로 평균 1.74mg/L 함유된다. Br은 0${\sim}$3.24mg/L 범위, 평균 2.22mg/L 함유되어 있다. Sr은 0.93${\sim}$8.64mg/L 범위, 평균 2.76mg/L 함유되어 있다. 지하수의 수질유형은 $Ca-HCO_3$가 가장 흔하다. EC에 가장 크게 기여하는 주요 성분들은 Na, $SO_4$, Cl 등인데, 이들의 결정계수는 각각 0.85, 0.70, 0.90이다. 염소이온에 대한 Na, K, $SO_4$는 결정계수가 각각 0.54, 0.68, 0.53으로서 서로 비례함을 나타낸다. 특히 B-Sr와 $Sr-SO_4$간의 결정계수는 각각 0.65, 0.64로 상관성이 높다. 지하수의 경우 Cl/Br 비는 5.21${\sim}$30.70 범위인데 이는 염소가 상당히 결핍되어 있음을 지시한다. $SO_4/Cl$의 비는 1.32${\sim}$27.24 평균 5.92범위인데, 이는 지하수에 다량의 $SO_4$ 이온이 유입되거나, 염소결핍 현상으로 해석된다. 화학종의 존재형태를 계산결과 B는 대부분 $H_3BO_3$형을 가지며, 일부는 $H_2BO_3$로서 존재한다. Br은 $Br^-$ 이온으로서만 존재한다. Sr은 대부분 $Sr^{2+}$로서 존재하며, 일부는 $SrSO_4$로 존재한다. 포화지수를 계산한 결과 중정석, 카올리나이트, 일라이트, K-운모, 스멕타이트와 같은 점토광물군은 과포화상태이며, 실리카 광물, 석고, 경석고, 활석, 녹니석, 크리소타일, 장석 등은 거의 포화상태에 근접한다. 셀레스타이트의 포화지수는 -2.23${\sim}$-0.13 범위로서 여전히 불포화상태이다. halite의 경우 상당한 불포화상태에 있다. B, Sr의 경우 본 역에 널리 분포하는 백악기말-신생대초의 유천층군 화산활동과 관련되었을 가능성이 가장 높다. 본 지역에서의 Br은 주로 지질과 관련되나 외부 오염물의 유입에 의한 특징도 있다고 볼 수 있다.

• 자원환경지질
• /
• 제50권2호
• /
• pp.171-180
• /
• 2017

본 연구에서는 2015년 7월부터 2016년 8월까지 백두산 주롱 온천 지역에서 화산가스 및 온천수를 채취하여 분석을 실시하였다. 또한 이전 연구(Lee et al. 2014)에서 보고된 온천수의 측정값 중 $HCO_3{^-}$ 농도에 오류가 있음을 확인하고, 이를 개선하고자 했다. 온천수의 용존 $CO_2$는 이전 연구에서는 가스 크로마토그래프를 이용하여 분석하였지만, 이를 개선하여 2015년부터 TOC-IC를 이용하여 분석을 실시했다. 또한, 여러 농도의 $Na_2CO_3$ 표준 시료를 GC로 분석하여, 실제 농도와 표준시료 사이의 상관관계를 확인하였다. 그리고 이를 토대로 2014년 온천수의 용존 $CO_2$ 농도를 추정하고자 했지만, 실제 주롱(Julong) 온천 주변의 물을 채취하여 GC로 분석했을 때는 이 상관관계가 잘 적용되지 않아서 2014년 온천수의 용존 $CO_2$ 농도를 추정할 수가 없었다. 연구기간 동안 화산가스 내 $CO_2/CH_4$의 농도는 꾸준히 감소하였는데, 이에 대하여 두 가지 해석이 가능하다. 첫 번째는 화산체 내부의 환경이 조금 더 환원환경에 가까워져 상대적으로 화산가스 내 탄소가 $CO_2$ 보다는 $CH_4$ 또는 CO로 분배되기 유리해 진 것이다. 두 번째 가능성은 화산가스와 물의 상호작용이 강화되어 물에 대한 용해도가 훨씬 높은 $CO_2$의 농도가 상대적으로 감소한 것이다. 일반적으로 화산가스가 물에 희석되는 현상(scrubbing)의 영향은 화산활동이 활발한 시기보다는 잠잠한 시기에 강화된다. 한편, 온천수의 분석은 화산가스 연구에서 중요한 산성기체 성분의 음이온들과 주요 양이온, 그리고 Cd, Re, As에 대해 이루어졌다.