• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3650-3659
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• 2022

We proposed a modification of a double cascade scheme to enrich reprocessed uranium. Such a cascade scheme represents a combination of one cascade with "broadening" of the flow and an ordinary three-flow cascade. A calculation and optimization method has been developed for the proposed scheme according to various efficiency criteria. It is shown that the proposed scheme makes it possible to obtain low-enriched uranium of commercial quality using reprocessed uranium of different initial compositions. For example, the enrichment of reprocessed uranium, which had gone through five consequent recycles, was considered. The proposed scheme allowed to enrich it with simultaneous fulfillment of restrictions on isotopes ²³²U, ²³⁴U, and ²³⁶U. Such results indicate the scheme's applicability under conditions of multiple recycling of uranium in reactor fuel. Computational experiments have shown that in the proposed modification, a noticeable saving of natural uranium in the cycle (~18%) can be achieved, provided that the additional consumption of separative work does not exceed 10%, compared with the case of enrichment of natural uranium to obtain LEU of equivalent quality.

• 자원환경지질
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• 제56권5호
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• pp.565-580
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• 2023

본 연구에서는 고준위방사성폐기물 처분안전성 입증 및 신뢰성 향상을 위한 처분자연유사연구의 역할과 중요성을 개괄적으로 조사하였다. 아울러 지하 처분환경에서 복잡하고 다양한 핵종거동을 규명하고 해석하기 위한 우라늄광상을 이용한 국내외 자연유사연구 동향을 고찰하였다. 또한 국내 옥천변성대 우라늄광상을 포함하는 우라늄광상 지하수와 암석에서의 우라늄의 거동특성과 지질환경에서의 우라늄의 생지화학적 상호작용을 조사하였다. 비록 우라늄광상에서 획득한 우라늄 거동 특성 자료들은 처분안전성평가에 직접적으로 활용하는 데는 많은 제약과 불확실성을 내포하고 있지만, 우라늄광상을 통해 획득한 자료와 정보들은 처분안전성평가와 Safety Case 구축에 정성적으로 또는 일부 정량적으로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.407-417
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• 2004

본 연구는 우라늄변환시설의 해체과정에서 발생되는 콘크리트 및 구성부품에 대한 알파분광과 감마분광에 대한 방사선계측방법의 타당성을 입증하고자 한다. 우라늄변환시설내의 구성부품 및 내부벽면은 천연우라늄 물질로 오염되어있다. 스테인레스 스틸 파이프와 벽면의 콘크리트의 일부에 대하여 시료를 채취하고 알파분석과 감마분석을 수행하였다. 천연우라늄 시료(AUC)의 측정에서 0.01 Bq/g 이상에서는 알파선 측정결과와 감마선 측정결과가 잘 일치하지만, 0.005 Bq/g의 낮은 농도에서는 감마선 측정결과가 상대적으로 높게 평가된다. 변환공정의 천연우라늄인 $^{238}U$은 $^{214}Pb$, $^{214}Bi$ 와 $^{234}Th$, $^{234m}Pa$을 비교 측정하여 그 농도를 구할 수 있다. 우라늄변환시설의 벽면은 대부분 우라늄으로 오염되어있다. 우라늄변환시설 해체과정에서 발생되는 배경방사능 준위의 폐기물을 감마분광법을 이용하여 계측하여 보수적인 평가 자료로 활용할 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제56권5호
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• pp.547-555
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• 2023

분석 기기의 발달과 더불어 자연 우라늄 동위원소 비(²³⁸U/²³⁵U)와 분별작용에 대한 연구가 점차 증가하고 있다. MC-ICP-MS을 이용한 우라늄 동위원소의 정밀한 분석이 가능해지면서 137.88의 고정된 값으로 여겨졌던 자연 물질의 ²³⁸U/²³⁵U 비가 우라늄 동위원소 분별작용에 의해 최대 수 퍼밀까지 변화할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 본 고찰에서는 우라늄 동위원소의 분석과 표기에 대해 간략하게 설명한 후, 지구 상 주요 물질들의 우라늄 동위원소 값(δ²³⁸U)의 변화와 지구화학적 특징을 살펴본다. 특히, 우라늄 광상의 유형과 특징에 따른 우라늄 동위원소 조성 연구 사례를 소개하고, 상대적으로 큰 δ²³⁸U 범위를 야기하는 우라늄 동위원소 분별작용에 대해 논의한다. 이를 바탕으로 고준위 방사성 폐기물 처분장의 모의 실험을 위한 자연 유사 모델로서 우라늄 광상이 갖는 연구 의의에 대해 고찰한다.

• Advances in materials Research
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• 제4권1호
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• pp.23-30
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• 2015

Energy absorption and exposure buildup factor have been computed for natural uranium in the energy range of 0.05-15MeV up to penetration depth of 40 mfp. Five-parameter geometric progression (G-P) fitting method has been used to compute buildup factors of uranium. The variation of energy absorption and exposure buildup factors with, penetration depth and incident photon energies for the uranium has been studied. It has been concluded that the values of energy absorption and exposure buildup factors are very large at 0.15 MeV.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권4호
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• pp.1476-1484
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• 2023

Laboratory experiments and point monitoring of reservoir sediments have proven that stable sulfate reduction (SSR) can lower the concentrations of toxic metals and sulfate in acidic groundwater for a long time. Here, we hypothesize that SSR occurred during in situ leaching after uranium mining, which can impact the fate of acid groundwater in an entire region. To test this, we applied a sulfur isotope fractionation method to analyze the mechanism for natural attenuation of contaminated groundwater produced by acid in situ leaching of uranium (Xinjiang, China). The results showed that δ³⁴S increased over time after the cessation of uranium mining, and natural attenuation caused considerable, area-scale immobilization of sulfur corresponding to retention levels of 5.3%-48.3% while simultaneously decreasing the concentration of uranium. Isotopic evidence for SSR in the area, together with evidence for changes of pollutant concentrations, suggest that area-scale SSR is most likely also important at other acid mining sites for uranium, where retention of acid groundwater may be strengthened through natural attenuation. To recapitulate, the sulfur isotope fractionation method constitutes a relatively accurate tool for quantification of spatiotemporal trends for groundwater during migration and transformation resulting from acid in situ leaching of uranium in northern China.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제30권6호
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• pp.518-530
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• 1998

A natural analogue study has been performed for the Koongarra uranium ore deposit in Australia as an international agreement of the Analogue Studies in the Alligator Rivers Region (ASARR). Rocks obtained from the Koongarra deposit, Northern Territory of Australia, were examined in order to understand uranium migration processes of primary and secondary ore-body in both weathered and unweathered zones. Total alpha activities of rock samples were measured to compare the relative amount of uranium in the sample. Uranium distributions have been investigated by means of both the alpha-autoradiography and the fission track registration technique after irradiation in a flux of thermal neutrons (~10$\times$$10^{13}$nㆍ$cm^{-2}$ㆍs$^{-1}$) for 2 minutes. The mineral phases corresponding to the registered alpha-tracks and fission tracks were identified by petrological observation with optical microscope as well as X-ray diffraction and electron microprobe analysis (EPMA). Uranium was found mostly inside of the fracture of the quartzite and its mineral phase was identified as sklodowskite. The mineral phase associated with high uranium concentration was found as illeminite by petrological observation with optical microscope as well as EPMA.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권5호
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• pp.794-800
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• 2018

The proliferation resistance (PR) of Th/U and Th/Pu fuels used in CANada Deuterium Uranium for the deep geological repository was assessed by combining the multiattribute utility analysis proposed by Chirayath et al., 2015 with the transport model of radionuclides in the repository and comparing with that of the used natural U fuel case. It was found that there was no significant advantage for Th/U and Th/Pu fuels from the viewpoint of the PR in the repository. It was also found that the PR values for used nuclear fuels in the repository of Th/U, Th/Pu, and natural U was comparable with those for enrichment and reprocessing facilities in the pressurized water reactor (PWR) nuclear fuel cycle. On the other hand, the PR values considering the transport of radionuclides in the repository were found to be slightly smaller than those without their transport after the used nuclear fuels started dissolving after 1,000 years.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.235-242
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• 2014

우라늄은 자연적 원인과 인위적 원인에 의해 오염이 가능하지만 국내 지하수 토양환경에서는 자연적 원인에 의한 오염 가능성이 높다. 우라늄은 방사성 독성과 화학적 독성을 동시에 갖고 있어 먹는 물에 포함될 경우 그 위해성이 매우 높다. 본 연구에서는 경북지역의 마을상수도 및 소규모 급수시설, 지하수, 샘물 및 먹는 샘물, 먹는 물 공동시설, 지하수 측정망, 민방위비상급수 등의 시료를 대상으로 우라늄 농도를 측정하였으며 국내외 수질 기준과 비교하여 오염 정도를 평가하였다. 총 803개의 시료 중 미국의 먹는 물 권고기준 또는 우리나라의 권고기준인 $30{\mu}g/{\ell}$를 초과하는 시료의 수는 6개이며 전체시료에서 차지하는 비율은 0.7%이다. 모암의 특성에 따른 우라늄의 농도는 흑운모화강섬록암, 흑운모화강암, 편마상화강암 등과 같은 화강암질 암석이 분포한 지역에서 비교적 높게 나타났다.

• 지질공학
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• 제27권4호
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• pp.501-511
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• 2017

이 연구에서는 전라남도 지역의 지하수 170개 소를 대상으로 자연방사성물질인 우라늄, 라돈을 분석하였으며, 지질별로 구분하여 이들의 함량특성을 지구화학적, 통계적으로 고찰하였다. 또한 우라늄과 라돈의 함량을 지질도에 표기하여 이들의 함량분포도를 작성하였다. 우라늄과 라돈의 함량범위는 넓지만 일부 시료를 제외하면 낮은 값을 보인다. 요인분석 결과에 의하면 전남지역의 지하수에서 우라늄과 라돈간의 상관계수는 낮아서, 이 두 성분은 서로 다른 거동특성을 가지는 것으로 판단된다. 서로 거의 무관한 거동특성을 보여주는 이러한 결과는 국내 대부분의 지하수중 우라늄, 라돈 연구결과와도 일치한다. 이들을 제외하면 주요 수질항목들 간에는 높은 상관계수가 나타나는데, 이들은 일반적인 물-암석반응의 결과임을 지시한다.