• 기술혁신학회지
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• 제14권4호
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• pp.965-982
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• 2011

21세기는 20세기와 마찬가지로 인구증가와 경제성장으로 인해 에너지의 수요가 증가할 것으로 예측된다. 제한된 자원, 자원의 편중, 생산과 소비지역의 분리, 화석연료의 소비억제 등이 전망되면서 최근 에너지안보가 보다 중요해졌다. 반면 한국과 같은 자원 빈국은 자원과 해외 에너지에 대한 의존이 심화되고 있다. 중국의 급격한 경제 발전은 자원과 에너지 소비의 균형을 깨뜨리고 있다. 이로 인해 국가 에너지 경제의 불확실성이 점차 확대되고 있다. 이와 같은 국제환경의 변화로 인해 국가 주요 에너지원으로서의 원자력에너지는 어느 때 보다 중요해졌다. 한국 전력생산의 40%를 차지하는 원자력발전은 이에 필요한 연료인 농축우라늄을 전량 외국에서 수입하여 사용하고 있다. 그렇기 때문에 한국은 안정적으로 원전연료를 확보할 수 있는 대책 및 정책을 준비하는 등 불안정한 국제에너지 정세의 변화에 적극적으로 대비할 필요가 있다. 이를 위해서는 기본적으로 농축우라늄의 시장현황, 기존 생산기술에 대한 정보, 기술개발의 동향에 대한 분석이 선행되어야 할 것이다. 본 논문은 농축우라늄의 기존 생산 공정에 비해 2~3배의 우수한 경제성을 가진 것으로 알려져 있고 현재 미국에서 상용화 단계에 진입한 차세대 레이저 기반 저농축우라늄 생산공정을 분석했다. 이는 국내 원전연료의 수급대책 마련에 주요한 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권7호
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• pp.2660-2669
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• 2022

The attractiveness for weapons usage of the proposed fuel cycle for the PT-SCWR was evaluated in this study using the Figure-of-Merit methodology. It was compared to the attractiveness of other fuel cycles namely, Low Enriched Uranium (LEU), U/Th, Re-enriched Reprocessed Uranium (RepU), and Pu/Th/U. The optimal content of natural uranium, which can be added to Pu/Th to render the produced U-233 unattractive, was found to be 9%. A ranking system to compare the attractiveness of the various fuel cycles is proposed. RepU was found to be the most proliferation resistant fuel cycle for the first 100 years,while, the least proliferation resistant fuel cycle was the originally proposed Pu/Th one. The reactivity feedback coefficients were calculated for all proposed fuel cycles. All studied reactivity coefficients have the same sign implying that all the fuel cycles will behave neutronically in a similar way. The Pu/Th/U fuel was found to have the most negative value of the Coolant Void Reactivity which will help to restore the core to a safe status faster in case of a loss-of-coolant accident. The fuel and moderator temperature coefficients did not show significant differences between the fuels studied.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권5호
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• pp.1909-1913
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• 2022

This work shows the technical feasibility to obtain uranium tetrafluoride through an electrochemical mercury cell. This technique represents a custom scaling-up methodology from our previous studies to obtain UF₄ using the dropping mercury electrode cell. The UF₄ products were obtained from natural UF₆ gas, which was hydrolyzed to obtain a 50 g/L UO₂F₂ solution. The electrolysis cell was made using a mercury reservoir, to reach UF₄ production rates of 1 Kg UF₄/day. This custom design allowed a stable UF₄ production thanks to the mercury cathode, which do not permit the accumulation of solid products in its surface. The cell was tested using current densities from 5.000 to 17.500 A/m² and temperatures from 25 to 65 ℃. The maximum current efficiency achieved under these conditions was 80%. The UF₄ powders possessed spherical morphology, with diameters between 20 and 80 ㎛. Compared to the SnCl₂ precipitation, this process did not allow preferential growth of the precipitates. This improved the compaction of the UF₄ - Mg powders mixtures, with densities between 3.0 and 3.5 g/cm³. The purity of the UF₄ products was over 98%.

• 자원환경지질
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• 제51권6호
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• pp.553-566
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• 2018

문경지역 지하수관정 40개공을 대상으로 지하수의 수리지화학 및 자연방사성물질인 우라늄과 라돈의 산출특성을 규명하였다. 연구지역 지하수의 EC는 최소 68에서 최대 $574{\mu}S/cm$의 범위를 나타내고 있으며, EC의 증가와 더불어 주요 용존 양이온과 음이온의 함량도 증가하는 경향을 나타낸다. 우라늄 함량은 $0.03{\sim}169{\mu}g/L$(중앙값 $0.82{\mu}g/L$)로 매우 넓은 분포를 보여주고 있으며, 라돈 함량은 70~30,700 pCi/L(중앙값 955 pCi/L)의 범위를 나타내고 있다. 우라늄 함량에서 미국 EPA MCL $30{\mu}g/L$를 초과한 곳은 1개소로 전체 시료수의 2.5%에 해당된다. 라돈의 경우, 미국 EPA AMCL 4,000 pCi/L를 초과한 곳은 8개소로 전체 시료수의 20%이며, 이중 핀란드의 음용 제안치인 8,100 pCi/L를 초과하는 시료는 4개소이다. 연구지역에서 지질별 지하수의 우라늄과 라돈 농도는 화강암지역의 지하수에서 가장 높다. 연구지역 지하수의 우라늄과 라돈 함량은 유사한 지질을 가지는 외국에 비하면 낮은 것으로 나타났다. 이는 우리나라 농촌지역 지하수 관정의 특성상 케이싱 및 그라우팅이 미비한 관정이 많으므로 천부 지하수의 공내 유입을 의심할 수 있다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 및 제8회 신소재 심포지엄 논문개요집
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• pp.189-189
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• 2005

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2005년도 춘계학술발표회
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• pp.203-204
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• 2005

• 지질공학
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• 제26권2호
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• pp.261-276
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• 2016

본 연구에서는 용인지역 ○○마을 지하수내 우라늄 및 라돈-222와 같은 자연방사성물질의 산출과 이와 관련된 수리지화학 특성 및 지질과의 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 위하여 지하수 19점, 지표수 5점을 2회에 걸쳐 채취하였다. 연구결과 지하수의 pH는 5.81~7.79의 범위를 보이며, 지하수의 화학적 유형은 Ca(Na)-HCO₃에서 Ca(Na)-NO₃(Cl)-HCO₃ 유형에 걸쳐 분포한다. 우라늄과 라돈-222의 함량은 각각 0.06~411 μg/L의 범위와 5.56~903 Bq/L의 범위를 보인다. 마을 공용음용수로 사용되었던 암반지하수 2점은 우라늄과 라돈-222의 함량이 미국 EPA 권고치를 초과하였으며, 마을 내 생활용수로 사용하는 지하수중 우라늄과 라돈-222가 각각 3점과 12점에서 미국 EPA 권고치를 초과하였다. 초과한 지하수의 분포지역 지질은 중생대 쥬라기의 편마암상 각섬석-흑운모화강암이다. 우라늄과 라돈의 고함량 산출의 상관성을 보인 지하수는 마을 음용수로 사용되어온 심부지하수 2점에 국한되며, 다른 지하수에서는 특별한 상관성을 보이지 않는다. 지하수내 고함량 우라늄의 영향 범위는 지하수공 주변 수십 m 이내로 한정되는 것으로 보이며, 불활성 기체인 라돈의 고함량 범위는 보다 넓은 범위이므로 우라늄과 기원이 서로 상이하거나, 만약 동일한 기원이라면 암반의 단열대 등을 통한 확산이 비교적 넓게 진행된 것으로 보아야 할 것이다. 지표방사능 세기와 우라늄의 산출의 상관성도 대체로 일치함을 보여, 주변 최대 200 m 정도까지 고함량 우라늄의 영향범위로 추정된다. 암석 내 우라늄과 토륨은 토라이트와 모나자이트 광물에서 높은 검출을 보인다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권5호
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• pp.1652-1657
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• 2021

Nuclear materials can be utilized not only for peaceful uses, but also for military purposes; hence, the international community has devoted itself to the control, management and safeguarding of nuclear materials. Nuclear materials are of varying degrees of usability for development of nuclear weapons. Thus, several methods for assessing the attractiveness of nuclear materials for nuclear weapons purposes have been proposed. When these methods are applied to unirradiated depleted, natural, and low-enriched uranium (DU, NU, and LEU), they are certainly classified as non-attractive nuclear materials. However, when nuclear material attractiveness is to be evaluated for potential radiological dispersal device (RDD) uses, it is required to develop a different method for the different aspects and factors. In the present study, we derived a novel method for evaluating nuclear material attractiveness for use in RDD development. To this end, the specific activity and dose coefficient were identified as the two sub-factors, and, in consideration of those, the mass causing detrimental health effects was determined to be the main factor impacting on nuclear materials attractiveness. Based on this factor, the attractiveness of unirradiated DU, NU, and LEU for RDD use was qualitatively compared with that of ¹³⁷Cs.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권12호
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• pp.2760-2770
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• 2020

A model for calculation of fuel temperature profile using binary gas mixture of Helium and Xenon for gap gas conductance is proposed here. In this model, the temperature profile of a fuel pencil from fuel centreline to fuel surface has been calculated by taking into account the dilution of Helium gas filled during fuel manufacturing due to accumulation of fission gas Xenon. In this model an explicit calculation of gap gas conductance of binary gas mixture of Helium and Xenon has been carried out. A computer code Fuel Characteristics Calculator (FCCAL) is developed for the model. The phenomena modelled by FCCAL takes into account heat conduction through the fuel pellet, heat transfer from pellet surface to the cladding through the gap gas and heat transfer from cladding to coolant. The binary noble gas mixture model used in FCCAL is an improvement over the parametric model of Lassmann and Pazdera. The results obtained from the code FCCAL is used for fuel temperature calculation in 3-D neutron diffusion solver for the coolant outlet temperature of the core at steady operation at full power. It is found that there is an improvement in calculation time without compromising accuracy with FCCAL.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제11권1호
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• pp.44-50
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• 1986

천연우라늄의 생체내 흡수 및 분포의 역학적 정보와 반응을 알기 위하여 질산우라늄을 투여하여 변동되는 조직분포 및 혈중 BUN, Creatinine, SGPT 및 SGOT의 활성도를 측정하였다. 조직중의 우라늄 함량은 방사화분석법을 이용하여 방출되는 ${\gamma}$ 에너지의 강도를 측정함으로써 조사 하였다. 이때 시간이 경과함에 따른 질산우라늄의 조직분포의 양상은 특히 폐가 다른 장기에 비하여 현저하게 축적되는 것을 관찰하였다. 한편 25 mg/kg의 질산우라늄 투여시 비효소계인 질소대사의 임상적 지표인 BUN 및 Creatinine값은 예민한 반응을 나타냈으나 효소계의 SGPT 및 SGOT의 활성도에는 큰 변화가 없었다. 1 mg/kg의 질산우라늄 투여에 의한 SGPT 및 SGOT의 활성도의 변화는 복강투여후 90분에 최고치를 나타내다가 회복되었다. 우라늄 흡수의 조직분포의 실험결과 간장 및 신장의 축적이 흡수초기에 최고치를 나타내다 다시 감소되는 결과로 미루어 보아 우라늄의 독성을 가장 크게 나타나는 결정장기(critical organ)는 신장이나 간장이 아니고 폐장임을 알 수 있었다.