• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.627-636
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• 2022

In nuclear power plants and other nuclear facilities the removal of cobalt from radioactive liquid waste is needed to reduce the radioactivity concentration in effluents. In liquid wastes containing strong organic complexing agents such as EDTA cobalt removal can be problematic due to the high stability of the Co-EDTA complex. In this study, the removal of cobalt from NaNO₃ solutions using antimony oxide (Sb₂O₃) synthesized from potassium hexahydroxoantimonate was investigated in the absence and presence of EDTA. The uptake studies on the ion exchange material were conducted both in the dark (absence of UV-light) and under UV-C irradiation. Ca²⁺ or Ni²⁺ were included in the experiments as competing cations to test the selectivity of the ion exchanger. Results show that UV-C irradiation noticeably enhances the cobalt sorption efficiency on the antimony oxide. It was shown that nickel decreased the sorption of cobalt to a higher extent than calcium. Finally, the sorption data collected for Co²⁺ on antimony oxide was modeled using six different isotherm models. The Sips model was found to be the most suitable model to describe the sorption process. The Dubinin-Radushkevich model was further used to calculate the adsorption energy, which was found to be 6.2 kJ mol^-1.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권10호
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• pp.3631-3640
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• 2022

Uranium mill tailing ponds (UMTPs) are risk source of debris flow and a critical source of environmental U and Rn pollution. The technology of microbial induced calcium carbonate precipitation (MICP) has been extensively studied on reinforcement of UMTs, while little attention has been paid to the effects of MICP on U & Rn release, especially when incorporation of metakaolin and bacillus subtilis (MBS). In this study, the reinforcement and U & Rn immobilization role of MBS -MICP solidification in different grouting cycle for uranium mill tailings (UMTs) was comprehensively investigated. The results showed that under the action of about 166.7 g/L metakaolin and ~50% bacillus subtilis, the solidification cycle of MICP was shortened by 50%, the solidified bodies became brittle, and the axial stress increased by up to 7.9%, and U immobilization rates and Rn exhalation rates decrease by 12.6% and 0.8%, respectively. Therefore, the incorporation of MBS can enhance the triaxial compressive strength and improve the immobilization capacity of U and Rn of the UMTs bodies solidified during MICP, due to the reduction of pore volume and surface area, the formation of more crystals general gypsum and gismondine, as well as the enhancing of coprecipitation and encapsulation capacity.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.397-410
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• 2022

불연속면 분포, 수정 암질 지수 KURT, 적용성 평가방사성폐기물처분장은 장기간에 걸쳐 그 안전성이 보장되어야 하며, 따라서 정밀한 수준의 안정성 평가가 수행되어야 한다. 처분장 부지의 불연속면 특성 평가는 공학적방벽과 천연방벽을 포함한 처분장의 안전한 설계에 있어 매우 중요한 요소이다. 암반 불연속면은 역학적으로는 연약면으로 작용하며 수리적으로는 지하수 유동의 통로가 되기 때문에 그 분포와 특성에 대한 정밀한 조사가 요구된다. 다양한 불연속면 특성화 방안 중 암질지수(RQD)는 그 편이성으로 인해 널리 적용되어왔으나, 방향성이 있고, 측정 기준 길이의 영향을 받는 등 적용상의 한계가 있기 때문에, 이를 보완한 형태의 수정 암질지수들이 제안되어왔다. 본 논문은 KURT 주변 암반의 불연속면 정보를 활용하여 수정 암질지수들의 적용성을 평가하고, 동시에 해당 암반의 불연속면 특성을 평가하여 향후 연구에 활용할 수 있는 기반자료를 생성하기 위해 작성되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권1호
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• pp.1-9
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• 2023

The unconfined compression strength (UCS) of soils is commonly used either before or during the construction of geo-structures. In the pre-design stage, UCS as a mechanical property is obtained through a laboratory test that requires cumbersome procedures and high costs from in-situ sampling and sample preparation. As an alternative way, the empirical model established from limited testing cases is used to economically estimate the UCS. However, many parameters affecting the 1D soil compression response hinder employing the traditional statistical analysis. In this study, gene expression programming (GEP) is adopted to develop a prediction model of UCS with common affecting soil properties. A total of 79 undisturbed soil samples are collected, of which 54 samples are utilized for the generation of a predictive model and 25 samples are used to validate the proposed model. Experimental studies are conducted to measure the unconfined compression strength and basic soil index properties. A performance assessment of the prediction model is carried out using statistical checks including the correlation coefficient (R), the root mean square error (RMSE), the mean absolute error (MAE), the relatively squared error (RSE), and external criteria checks. The prediction model has achieved excellent accuracy with values of R, RMSE, MAE, and RSE of 0.98, 10.01, 7.94, and 0.03, respectively for the training data and 0.92, 19.82, 14.56, and 0.15, respectively for the testing data. From the sensitivity analysis and parametric study, the liquid limit and fine content are found to be the most sensitive parameters whereas the sand content is the least critical parameter.

• 산업과 과학
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• 제2권3호
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• pp.1-7
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• 2023

최근 방사능 노출에 대한 염려에 대한 이슈가 높아지고 있다. 토양, 물, 공기, 작물등에 영향을 주며 장기적으로 환경오염 및 식량오염이 발생하며 나아가 사회적인 혼란 및 경제적 타격을 초래할 것으로 여겨진다. 방사능 노출로 질병을 일으키기도 하지만, 질병진단을 위한 방법으로, X선촬영, CT, PET-CT등 핵의학 검사를 실시하고, 암치료 목적으로 방사선 동위원소에 노출시키기도 한다. 후쿠시마 방사능 폐기물 방류소식으로 물, 특히 식수에 포함되는 방사선에 대한 헝가리의 사례 연구 및 남극 대륙의 Larsemann Hills 지역 검사에서 세계 보건 기구에서 권장하는 음용수의 규정된 방사능 한계 내에 있었다. DNA손상, 세포 및 장기손상, 암에 관련된 내용을 중심으로 방사선 보호제를 살펴보고, 또한 복구물질중 ACE억제제, 항산화제, 천연물질등에 관하여 여러 문헌을 조사하였다. 일상에서 방사능에 노출되지만 안전할 수 있는 이유는 아마도 방사선보호물질, 방사능 피폭에 대한 복구 물질이 있을 것으로 여겨, 가능한 물질들을 찾아보고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.17-17
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• 2023

국내의 부지특성 및 감시 관련 규정은 원자력 안전위원회 고시 제2021-16호 제4조(세부지침)와 원자력 안전위원회 고시 제2021-17호 제16조에 의거하고, 국외는 국제원자력기구(IAEA: International Atomic Energy Agency)에서 안전기준을 제시하고 있다(IAEA, 2011). 따라서 국내 중·저준위 방사성폐기물 처분시설은 2006년부터 광역 지질을 포함한 부지 지질/지형, 기상, 수문, 수리지질, 인문사회 등을 망라한 조사를 시행하여 부지 현황에 대한 분석 및 안정성 평가를 수행한다. 부지감시의 수문·지구화학 분야에서는 현장 수질 측정 6항목과 실내 분석 26항목을 감시하고 있으나, 본 연구는 이 중 9개 항목(EC, Na, K, Ca, Mg, SiO₂, Cl, SO₄, HCO₃)을 선정하여 분석하였다. 연구 목적은 물시료 분석자료의 주성분-다중선형회귀-군집 분석과 Piper Diagram 분석결과로부터 해수와 담수(지하수)와의 특성분석 및 해수 영향을 분석하는 것이다. 현장 부지내 지하수 7개 관정(GM-1, 2, 4, 5, 6, 7, 8)과 해수 2개 지점(Sea-1, 2)을 대상으로 통계학적 주성분 분석결과, 대부분의 지하수는2개~4개의 요인으로 구분되고, 해수와의 유사성을 해석하기 위해 확인한 관정은 GM-5, GM-6, GM-1 지점으로 분류되었다. 상기와 같이 해수의 영향을 확인하기 위해 해수 2개 지점과 동일한 군집으로 분류되는 지하수는 GM-5 관정으로 확인되었고, 해안선에서 가까운 GM-5 관정과 같이 유사한 거리에 분포한 지하수 GM-1, 2, 4 관정은 2개 혹은 3개의 최적 군집으로 분류하였을 때도 GM-5와는 다른 특성을 보여주었다. 이는 해안과 인접하더라도 수질은 다른 지질학적 특성(지형, 기상, 단열대 등)에 따라 영향받았음을 지시한다.

• 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.

• 분석과학
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• 제21권5호
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• pp.403-411
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• 2008

방사성 액체폐기물의 용매추출 공정에서 발생되는 방사선 분해현상을 연구하기 위하여 추출제로 사용되는 dimethyldibutyltetradecylmalonamide (DMDBTDMA)를 합성하고, 합성된 DMDBTDMA를 $^{60}Co$ 감마 방사선으로 조사시킬 때 생성되는 방사선 분해산물을 정량 분석하였다. 방사선 조사된 DMDBTDMA에 대한 FT-IR 스펙트럼과 EI-질량스텍트럼 및 GC/MS-SIM 방법으로 측정한 결과를 바탕으로 n-methylbutylamine, tetradecane, 1-tetradecanol 3종의 방사선 분해산물의 존재를 확인하였다. 3종의 방사선 분해산물 농도는 이들 표준물질과 n-dodecane을 내부표준물질(ISTD)로 사용하여 GC/MS-SIM 방법으로 정량 분석하였다. 방사선 분해산물에 대한 총 이온 크로마토그램에서 나타난 머무름 거동, 분리도와 해상도 측면에서 만족스런 결과를 얻었으며, 총 이온 크로마토그램에서 n-methylbutylamine, n-dodecane, tetradecane 및 1-tetradecanol 각각의 성분에 대한 피크 검출시간은 각각 2.35분, 8.83분, 10.68분 및 12.75분 이었다. 그리고 tetradecane은 방사선 분해산물의 농도가 DMDBTDMA의 방사선 흡수선량과 비례하는 상관관계를 확인하였다.

• 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.

• 지질공학
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• 제22권1호
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• pp.27-37
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• 2012

미고결대수층에서 우물 굴착 시 대수층 교란이 수리특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 우물굴착 이후의 우물개량 공법인 서지블록과 에어서징을 실시하였다. 그리고 우물 굴착 및 개량의 대수층 변화를 비교 분석하기, 위하여 단계 및 장기 양수시험을 수행하였다. 그 결과 우물 굴착 및 개량 이후의 단계양수시험에서 동일 양수율 $700m^3/day$에 대한 수위강하와 비교하였을 때 수위강하는 각각 26.01 m, 21.62 m로 4.39 m정도 감소되었다. 이때 우물특성을 파악하기 위한 우물 굴착 및 개량 이후의 스킨계수는 7.92에서 5.04로 감소되어 우물상태가 개선된 것으로 나타났다. 우물 굴착 및 개량 이후의 장기양수시험에서 양수정을 중심으로 주변 MW-2, 3, 4호정의 투수량계수 범위는 각각 $1.684{\times}10^{-3}{\sim}4.490{\times}10^{-3}m^2/sec$, $4.002{\times}10^{-3}{\sim}4.939{\times}10^{-3}m^2/sec$ 범위로 우물개량 이후의 수리전도도 값이 조금 증가되었으며, MW-1호정은 $1.018{\times}10^{-2}m^2/sec$에서 $6.988{\times}10^{-3}m^2/sec$로 감소되었다. 이는 서징하는 동안 대수층의 공기 차단 및 폐색의 잠재적인 요인으로 인하여 MW-1호정 주변 대수층의 투수성이 미세하게 감소되는 효과로 나타났다. 따라서 미고결대수층에서 우물 굴착 시 미세입자가 양수정 주변의 수리특성에 영향을 미칠 수 있음을 반드시 유의해야 한다.