Kim, Chang-Kyu;Ji, Chul-Goo;Bae, Sang-Oh;Woo, Yoon-Myeoung;Kim, Jong-Goo;Ha, Yeong-Keong
Nuclear Engineering and Technology
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제43권4호
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pp.391-398
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2011
The U metal chips generated in developing nuclear fuel and a gamma radioisotope shield have been stored under immersion of water in KAERI. When the water of the storing vessels vaporizes or drains due to unexpected leaking, the U metal chips are able to open to air. A new oxidation treatment process was raised for a long time safe storage with concepts of drying under vacuum, evaporating the containing water and organic material with elevating temperature, and oxidizing the uranium metal chips at an appropriate high temperature under conditions of controlling the feeding rate of oxygen gas. In order to optimize the oxidation process the uranium metal chips were completely dried at higher temperature than $300^{\circ}C$ and tested for oxidation at various temperatures, which are $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, and $500^{\circ}C$. When the oxidation temperature was $400^{\circ}C$, the oxidized sample for 7 hours showed a temperature rise of $60^{\circ}C$ in the self-ignition test. But the oxidized sample for 14 hours revealed a slight temperature rise of $7^{\circ}C$ representing a stable behavior in the self-ignition test. When the temperature was $500^{\circ}C$, the shorter oxidation for 7 hours appeared to be enough because the self-ignition test represented no temperature rise. By using several chemical analyses such as carbon content determination, X-ray deflection (XRD), Infrared spectra (IR) and Thermal gravimetric analysis (TGA) on the oxidation treated samples, the results of self-ignition test of new oxidation treatment process for U metal chip were interpreted and supported.
Molten iron with 2 mass % carbon content was decarbonized at 1823 K~1923 K by bubbling $Ar+O_2$ gas through a submerged nozzle. The reaction rate was significantly influenced by the oxygen partial pressure and the gas flow rate. Little evolution of CO gas was observed in the initial 5 seconds of the oxidation; however, this was followed by a period of high evolution rate of CO gas. The partial pressure of CO gas decreased with further progress of the decarbonization. The overall reaction is decomposed to two elementary reactions: the decarbonization and the dissolution rate of oxygen. The assumptions were made that these reactions are at equilibrium and that the reaction rates are controlled by mass transfer rates within and around the gas bubble. The time variations of carbon and oxygen contents in the melt and the CO partial pressure in the off-gas under various bubbling conditions were well explained by the mathematical model. Based on the present model, it was explained that the decarbonization rate of molten iron was controlled by gas-phase mass transfer at the first stage of reaction, but the rate controlling step was transferred to liquid-phase mass transfer from one third of reaction time.
UV-catalytic oxidation technique was applied for the treatment of bio-refractory character of the leachate, which is generally present in the form of adsorbable organic halogens (AOX). Destruction of AOX was likely to be governed by pH adjustment, quantitative measurement of oxidants, and the selection of oxidation model type. Peroxide induced degradation ($UV/H_2O_2$) facilitated the chemical oxidation of organic halides in acidic medium, however, the system showed least AOX removal efficiency than the other two systems. Increased dosage of hydrogen peroxide (from 0.5 time to 1.0 time concentration) even did not contribute to a significant increase in the removal rate of AOX. In ozone induced degradation system ($UV/O_3$), alkaline medium (pH 10) favored the removal of AOX and the removal rate was found 11% higher than the rate at pH 3. Since efficiency of the $UV/O_3$ increases with the increase of pH, therefore, more OH-radicals were available for the destruction of organic halides. UV-light with the combination of both ozone and hydrogen peroxide ($UV/H_2O_2$ 0.5 time/$O_3$ 25 mg/min) showed the highest removal rate of AOX and the removal efficiency was found 26% higher than the removal efficiency of $UV/O_3$. The system $UV/H2O_2/O_3$ got the economic preference over the other two systems since lower dose of hydrogen peroxide and relatively shorter reaction time were found enough to get the highest AOX removal rate.
Lim, Yun Soo;Hwang, Seong Sik;Kim, Dong Jin;Lee, Jong Yeon
Nuclear Engineering and Technology
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제52권6호
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pp.1222-1230
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2020
The corrosion rates of the reactor pressure vessel materials of SA508 Grade 3 were measured using a weight loss method in aerated boric acid solutions to simulate the evaporation of leaked PWR primary water in an ambient environment. The corrosion behavior and products were examined using X-ray diffraction and electron microscopy. SA508 showed typical general corrosion characteristics. The corrosion rate increased steadily as the boron concentration was increased. As the immersion time elapsed, the corrosion rate slowly or rapidly decreased according to the oxidation reaction of iron. The corrosion rate showed a complicated pattern depending on the temperature; it increased gradually and then rapidly decreased again when reaching a certain transition temperature. The corrosion products of SA508 were found to be FeO(OH), Fe2O3, and Fe3O4. As the boron concentration decreased and the temperature was increased, the formation of Fe3O4 was more favorable as compared to the formation of FeO(OH) and Fe2O3. Consequently, the changes of the corrosion rate and behavior were closely related to the oxidation reaction of iron on the surface. The corrosive damage to SA508 appears to be most severe when the oxidation reaction is such that Fe2O3 forms as a corrosion product.
산업 현장에서 많이 사용되고 있는 반응성 염료인 remazol $black_5$를 연구 대상물로 선택하여 촉매습식 산화공법으로 처리하였다. 이때 반응성 염료성분의 분해효율, 촉매 첨가량 및 반응온도와 상호 관련하여 검토한 결과를 정리하였다. 이산화티탄 담체에 백금을 5.0wt% 담지한 촉매 1.5g/L, 6기압, $200^{\circ}C$ 이상에서 remazol $black_5$는 약 95% 이상 분해되었다. 반응온도 $250^{\circ}C$에서 240분 촉매산화를 하였을 때 uv 흡광 잔존율은 4%이고 반응온도가 $250^{\circ}C$, 120분 경과 후 색도 제거율은 약 95% 이상이었다.
경유자동차에서 배출되는 탄소 입자상 물질 연소 온도구간을 낮추는 것은 미세먼지 배출 저감과 내연기관 자동차의 고연비 저배출 성능 구현이라는 측면에서 매우 중요한 기술적 과제 중 하나이다. 본 논문에서는 탄소 입자상 물질의 산화를 위해 오존을 산화제로 이용하고 백금계 산화촉매를 동시에 적용했을 때 관찰되는 $150^{\circ}C$ 부근 저온영역에서의 탄소 입자상 물질 연소반응에 관하여 논했다. 백금계 산화촉매를 적용했을 때 오존에 의한 탄소 입자상 물질의 산화속도를 크게 개선시키지 못했지만 연소반응의 이산화탄소 선택도를 향상시켰으며, 탄소 입자상 물질의 선택적 산화를 위해 고려된 NO의 $NO_2$로의 사전 전환($NO_2$-rich 조건)은 $NO_2$와 오존의 상호 상승작용에 의해 $150^{\circ}C$ 부근 온도영역에서의 탄소상 입자물질 연소성능을 높이는데 효과가 있었다.
The oxidation behavior and the thermal stability of nanocrystalline Al-25Ti-8Mn intermetallic compound were investigated. $Al_3Ti$ intermetallic compound, which has a potential for high temperature structural material, was fabricated by mechanical alloying(MA) with $8at.\%$ Mn to enhance the thermal stability and ductility. And Al-25Ti-8Mn intermetallic compound was sintered by spark plasma sintering(SPS) at $700^{\circ}C$. After sintering process, cubic $Ll_2$ structure was maintained without phase transformation and the grain size was about 50nm. To investigate the oxidation behavior of the specimens, thermal gravimetric analysis(TGA) was performed at 700, 800, 900, and $1000^{\circ}C$ for 24 h in $O_2$. As the temperature increased from $700^{\circ}C\;to\;900^{\circ}C$ the weight gain of specimens increased. However at $1000^{\circ}C$, unlike the oxidation behavior of $700^{\circ}C\;to\;900^{\circ}C$, the weight gain of specimen decreased drastically and the transition from linear rate region to parabolic rate region occurred rapidly due to the dense $\alpha-Al_2O_3$.
[Purpose] While the anti-obesity effects of exercise and capsiate are well-observed individually, the effect of exercise with capsiate intake has not been systematically explored yet. Therefore, the purpose of this study is to investigate whether the anti-obesity effects of exercise training can be further enhanced by capsiate intake. [Methods] 8-week-old male mice were divided into 3 groups (n = 8 per group): sedentary group (SED; nontrained), exercise-trained group (EXE) and exercise-trained group with 10 mg/kg of capsiate intake (EXE+CAP). All mice were offered high-fat diet and water ad libitum. The mild-intensity treadmill training was conducted 5 times a week for 8 weeks. After 8 weeks, metabolism during exercise and abdominal fat weight were measured. [Results] Body weight and the rate of total abdominal fat were significantly less in EXE+CAP than in SED but not between EXE and SED. The average of respiratory exchange rate during exercise was significantly much lower in EXE+SED (p = 0.003) compared to the difference between EXE and SED (p = 0.025). Likewise, the fat oxidation during exercise was significantly much higher in EXE+SED (p = 0.016) compared to the difference between EXE and SED (p = 0.045). Then, the carbohydrate oxidation during exercise was significantly much lower in EXE+SED (p = 0.003) compared to the difference between EXE and SED (p = 0.028). [Conclusion] In conclusion, the anti-obesity functions of exercise training can be further enhanced by capsiate intake by increasing fat oxidation during exercise. Therefore, we suggest that capsiate could be a candidate supplement which can additively ameliorate obesity when combined with exercise.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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