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조강형 혼화제에 의한 플라이애시 다량 치환 콘크리트의 품질 향상 (Quality Improvement of High Volume Fly Ash Concrete due to Early Strength Gain Admixture)

  • 한천구;박종호;이정아
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제4권4호
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    • pp.117-124
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    • 2009
  • 본 연구에서는 FA 다량 치환 콘크리트의 품질 개선 및 기타 품질 향상을 목적으로 선행 연구에서 개발된 조강형 혼화제(GA)로 FA 다량 치환 콘크리트의 품질 향상 가능성을 평가하였다. 실험은 우선 FA 15%를 치환한 배합에 나프탈렌계 혼화제(이하 NA)를 사용한 것을 Plain으로 하였고, FA 20, 25% 및 30%를 치환한 경우, GA를 사용하여 콘크리트의 제반특성을 Plain과 비교 실험 하였다. 굳지 않은 콘크리트 특성으로 유동성은 GA를 사용할 경우 저하하므로 그 사용량을 증가시켜주어야 하는데, 단 W/B 60%의 경우는 Plain 보다 슬럼프 로스가 약 35~70 mm 감소하여 유리한 것으로 나타났다. 공기량은 FA 사용량 증가에 따라 FA에 포함된 미연소탄분의 AE제 흡착작용에 기인하여 감소함으로서 AE제 사용을 비례적으로 증가시켜 주어야함을 알 수 있었다. 블리딩은 FA 20%에서 블리딩 발생량이 가장 적게 나타나 블리딩 저감 효과를 기대할 수 있었다. 경화 콘크리트의 특성으로 응결시간은 GA를 사용한 경우 Plain과 동등한 수준으로 나타나, 응결 지연현상을 줄일 수 있는 것으로 판단된다. 압축강도는 W/B 및 양생온도와 관계없이 GA를 사용한 경우 Plain과 동등한 강도 발현을 확인 할 수 있었으나, FA 30% 치환한 경우는 사용상에 주의가 필요할 것으로 사료된다. 동결융해 저항성은 Plain보다 초기 값이 작게 나타났으나, 전반적으로 큰 차이가 아니기 때문에 내동해성 문제가 없을 것으로 판단된다. 촉진 중성화는 GA를 사용함에 따라, FA를 다량 사용할 경우 단점으로 지적되는 중성화 취약에 대한 문제는 어느 정도 해결 할 수 있을 것으로 분석되었다.

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사물탕을 첨가한 식빵의 품질 특성 (A Study on the Quality Characteristics of the Bread with Samultang)

  • 오현경;신말식;임현숙
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.643-650
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    • 2007
  • 본 실험에서는 한방 재료를 이용한 건강 기능성 식빵의 제조 가능성을 알아보고자, 우선 보혈제의 기본 처방인 사물탕을 첨가하는 경우 식빵의 품질에 어떤 영향을 끼치는 지 검토고자 하였다. 사물탕은 당귀, 백작약, 숙지황 및 천궁을 각각 4.68 g씩 혼합하여 $120^{\circ}C$에서 3시간 동안 탕재하였다. 식빵 반죽 시 첨가하는 물의 25%(S-I), 50%(S-II), 75%(S-III) 또는 100%(S-IV)를 사물탕으로 대체하여 4종의 사물탕 첨가 식빵을 제조하였다. 본 실험 결과, 식빵 반죽의 pH는 사물탕 첨가로 유의하게 낮아졌는바, 식빵 반죽의 발효에 보다 적합한 환경을 제공한 것으로 판단된다. 식빵 반죽의 젖은 글루텐 함량은 사물탕 첨가로 유의하게 높아져 역시 식빵 적성을 개선하는 효과를 보였다. 식빵 반죽의 색도에 있어, 명도는 사물탕 첨가로 점차 유의하게 낮아진 반면에 적색도와 황색도는 유의하게 높아졌다. 식빵 반죽의 무게와 식빵의 무게는 사물탕 첨가에 따른 유의한 영향을 받지 않았으며 따라서 식빵의 굽기 손실율도 영향을 받지 않았다. 식빵의 모양 및 부피와 비용적 등 식빵의 형태적 특성은 사물탕 첨가로 유의성 있는 차이를 보이지 않았다. 식빵의 수분함량은 사물탕 첨가로 유의한 차이를 보이지 않았으나, 단백질과 회분함량은 유의하게 높아졌다. 사물탕 첨가는 반죽의 색도뿐만 아니라, 식빵의 속 색도에도 유의한 영향을 끼쳤다. 즉, 사물탕 첨가로 식빵 속의 명도는 낮아졌고 황색도와 적색도는 높아졌다. 텍스쳐 측정 결과, 사물탕 첨가는 식빵의 경도를 증가시켰으나 부착성, 탄력성 및 응집성에는 영향을 끼치지 않았다. 저장 3일과 5일에 식빵의 수분함량은 유의성은 없었으나, 사물탕 첨가 식빵은 감소 정도가 작았다. 식빵의 X-선 회절도는 사물탕의 첨가에 따른 영향을 보이지 않았다. 관능평가 결과 사물탕 첨가는 식빵의 대칭성, 맛, 경도 및 기공성에는 영향을 끼치지 않았으나, 식빵의 겉과 속의 색을 어둡게 하였고, 이취를 높였으며, 부피감과 점착성을 유의성있게 증가시켰다. 그러나 부피감과 점착성의 향상은 물론 어두운 색과 이취는 긍정적으로 평가되어 전체적인 기호도는 물의 50%를 사물탕으로 대체한 식빵이 가장 높았다. 본 연구결과는 물 대신 사물탕을 사용해 식빵을 제조하는 경우 제빵 적성 및 식빵의 품질을 개선시킬 수 있고 기호성을 향상시킬 수 있음을 시사한다. 따라서 혈액순환과 조혈기능을 촉진하는 건강 기능성 식빵으로서의 개발 가능성이 있다고 판단된다.

구조분해분석을 통한 국내 산업별 에너지 소비 변화요인 연구 (Structural Decomposition Analysis on Changes in Industrial Energy Use in Korea, 1980~2000)

  • 김진수;허은녕
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제14권2호
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    • pp.257-290
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    • 2005
  • 1980년~2000년의 기간 동안 우리나라의 산업부문 최종에너지 소비량은 수송 가정 상업 기타부문의 최종에너지 소비량에 비해 더욱 가파르게 상승하였으며 외환위기의 영향도 다른 에너지 소비부문에 비해 적게 받고 있는 것으로 나타나고 있다. 본 연구는 꾸준한 증가추세로 나타난 국내 산업부문의 에너지 소비량의 변화 요인 및 산업계의 에너지 저소비형 산업구조 구축을 위한 노력 여부를 산업별로 분석하기 위하여 Chen and Rose(1990)의 two-tier KLEM모형형 구조분해분석(Structural Decomposition Analysis)모형을 확장하여 총 17가지 요인으로 1980년~2000년의 기간 동안의 국내에너지 소비량의 변화를 분석하였다. 본 연구에서 사용한 산업 분류는 2000년도 산업연관표에서 석탄과 석탄제품, 연료유, 전력, 도시가스의 에너지 부문과 대분류를 기준으로 한 28개 산업부문으로 분류하였으며 개별 산업별로 분석함으로써 산업별 에너지소비구조 변화 요인을 확인하고 의미있는 소비구조 변화가 있었던 전기 전자 제조업, 건설업, 제1차금속 제조업을 대상으로 비교분석을 하였다. 분석결과 에너지를 많이 사용하는 산업인 제1차금속제품 제조업, 화학제품 제조업, 비금속광물제품 제조업 등이 1980년~2000년의 20년간 에너지 소비구조를 개선하기 위한 노력을 가장 많이 했다는 결과를 얻을 수 있었다. 이들 산업은 에너지, 재료의 생산성이나 중간수요 수입, 에너지간 대체, 재료간 대체 효과 등에서 고루 에너지 저소비구조로의 개선 노력이 보이고 있으므로 산업의 특성상 에너지 사용량이 많기는 하지만 에너지를 최대한 효율적으로 사용하기 위한 노력을 기울여 왔다고 할 수 있다. 또한 산업별로 에너지 소비량 변화요인의 패턴이 다르게 나타났으며 전기전자산업과 1차금속산업, 건설산업을 비교했을 경우 전기전자산업은 생산성을, 건설산업은 투입 구조를 에너지 저소비구조로 개선하기 위한 노력이 필요한 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 에너지 다소비산업이 에너지 소비구조를 개선하기 위하여 에너지 생산성과 에너지원 대체 요인을 중심으로 상당한 노력을 하였음을 알 수 있으며 산업별로 에너지 소비량 변화요인의 패턴이 다르므로 에너지소비절약을 위한 정책 역시 산업별로 이루어져야 함을 확인할 수 있다.

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고양이의 담낭근 수축에 있어서 세포내 기전 (Cellular Pathways in Agonist-induced Gallbladder Muscle Contraction in the Cat)

  • 임병용;김치대;김동헌
    • 대한약리학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.67-74
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    • 1996
  • 고양이 담낭근에서 효소학적으로 분리한 평활근 세포는 cholecystokinin octapeptide (CCK-8), acetylcholine (ACh) 및 KCl에 의하여 용량에 의존하여 수축하였다. 이들 효현제 (CCK-5, ACh 및 KCl)에 의한 평활근 세포의 최대수축은 각각$10^{-9}M$, $10^{-5}M$ 및 20mM 농도에서 야기되었다. CCK-8에 의하여 야기되는 이들 평활근 세포의 수축은 HEPES 완충액에 $Ca^{2+}$을 제거시킴에 의하여 영향을 받지 아니하였으나, $Ca^{2+}$ 대신에 strontium을 첨가시켰을때 수축반응이 완전하게 억제되었다 (p<0.001). 이와는 반대로 KCl에 의한 수축반응은 strontium 치환에 의하여 영향을 받지 아니하고 HEPES 완충액에 $Ca^{2+}$을 제거시킴에 의하여 억제되었다 (p<0.01). ACh에 의하여 야기되는 수축반응은 세포 외액의 $Ca^{2+}$을 제거시킴에 의하여 중등도의 억제반응이 야기되었으나 (p<0.05) strontium에 의하여 영향을 받지 아니하였다. Saponin으로 세포 투과성 변동을 야기시킨 근세포에서 inositol 1,4,5-trisphosphate $(IP_3)$와 CCK-8은 수축반응을 일으켰고, 이러한 수축반응은 calmodulin 길항제인 CGS 9343B에 의하여 차단되었으며 (p<0.001), heparin은 CCK-8 및 $IP_3$의 작용을 완전하게 봉쇄하였다 (p<0.001). 그러나 이러한 수축반응에 있어서 protein kinase C 길항제인 H7은 아무런 작용을 나타내지 못하였다. 이러한 결과로 볼 때 CCK-8에 의하여 야기된 고양이 담낭근 세포의 수축반응은 $IP_3$에 의하여 세포내 저장소로부터 유리된 $Ca^{2+}$과 calmodulin에 의존적인 과정에 의하여 매개되어 지는 것으로 생각된다. 또한 ACh는 세포외액의 $Ca^{2+}$ 뿐만 아니라 세포내 저장소의 $Ca^{2+}$ 모두를 이용하며, KCl은 전적으로 세포외액의 $Ca^{2+}$에 의존적인 형태로 calmodulin과는 무관하게 고양이 담낭근 세포의 수축반응을 야기시키는 것으로 사료된다.

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Electronic Portal Imaging Device(EPID)의 유용성 평가 (The evaluation of usefulness of Electronic Portal Imaging Device(EPID))

  • 이양훈;김보겸;정치훈;이제희;박흥득
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.19-31
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    • 2005
  • 목적 : 방사선치료 시 자세 및 치료부위의 재현성을 유지하기 위해 Port film을 통한 정도관리가 이루어져 왔으며 Mega Voltage Imaging (MVI) System(mvis)이 출현한 이후로 많은 발전을 이루어 현재는 필름과 Electronic portal Image Device(EPID)를 통한 정도관리가 함께 이루어지고 있다. 이에 본 논문에서는 현재 사용하고 있는 EPID 시스템의 소개와 amorphous silicon (aSi) type EPID가 Intersity Modulated Radiation Therapu(IMRT)에서 film dosimetry를 대체할 수 있는지에 대한 가능성을 분석하였다. 대상 및 방법 : Varian 21EX의 aSi type EPID와 Varian 6EX의 LC type EPID를 통해 FDD, Gantry 회전에 따른 재현성 분석과 EPID 출/입시 FDD에 따른 시간분석을 하였으며 Alderson Rando phantom을 이용하여 Couch & Gantry rotation에 따른 영상획득 가능범위를 분석하였다. aSi type EPID를 대상으로 Las Vegas phantom과 물팬텀으로 공간분해능과 대조도 분해능을 비교하였으며 Dynamic Multileaf collimator(DMLC)영상에 대해 저감도 측정용 필름과 EPID로 분석하여 IMRT의 정도관리 적용가능성을 시험하였다. 결과 : aSi type EPID와 LC type EPID 재현성은 출/입시 1mm 이내로 우수하게 나타났으나 Gantry 회전에 따른 재현성은 각각 ${\pm}3\;mm,\;{\pm}2\;mm$였으며 EPID의 출/입시 focus detector distance(FDD)에 따른 시간분석은 14초에서 17초로 측정되었다. Las Vegas phantom을 이용한 공간분해능과 대조도분해능 비교 시 표면과 물 팬텀 10, 20 cm 깊이에서 측정해 보았을 때 EPID가 선량율과 영상획득시간, 영상획득방법, frame수에 따라 달라짐을 확인할 수 있었으며, EPID로 영상획득 가능 범위를 분석해보면 film보다 손쉬운 측정이 가능한 것으로 나타났다. 저감도측정용 필름과 EPID를 통해 DMLC측정을 통한 IMRT 정도관리 결과 필름과 같은 값을 나타내었다. 결론 : EPID에 관한 여러 가지 평가를 통한 적절한 정보제공을 통해 EPID 사용, 관리 시 필요한 정보를 획득 할 수 있었으며 EPID를 통해 얻은 영상이 digital data라는 점에 착안해 적절한 정도관리가 어려운 IMRT의 분야에서 필름을 통한 주기적 점검의 대체수단으로 사용가능성이 있음을 알 수 있었다. 특히 point-dose 측정시 사용하는 diode나 전리조(lonization chamber)를 통해 평가하기 어려운 IMRT의 sliding window영상에 대한 적절한 평가와 MLC에서 leaf사이의 누설선량과 소조사면에서의 DMLC 움직임에 대한 정확한 평가가 기대된다.

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넓은 광자선 조사면($40{\times}40cm^2$ 이상)의 선량분포 특성 (The characteristics on dose distribution of a large field)

  • 이상록;정덕양;이병구;권영호
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.19-27
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    • 2003
  • I. 목적 Total Body Irradiation(TBI)와 Half Body Irradiation(HBI), Non-Hodgkin's lymphoma, E-Wing's sarcoma, lymphosarcoma, neuroblastoma 등의 특수한 경우에 넓은 광자선 조사면($40{\times}40cm2$ 이상)이 임상적으로 사용될 수 있다. 넓은 광자선 조사면의 선량분포는 매번 실제 측정 대신 좁은 광자선 조사면 (표준 SSD 100cm, 조사면의 크기 $40{\times}40cm2$ 미만)에서 얻은 측정결과를 이용하여 보정할 수 있으나, 단 순한 계산에 의한 방법만으로는 산란 방사선의 여러 가지 요인에 의한 실제 신체 각 부위의 선량 및 그 균일성을 알기는 힘들다. 본 연구에서는 치료거리 증가에 따른 넓은 광자선 조사면의 기본 parameter(PDD, TMR, Output, Sc, Sp)를 측정하고, 좁은 광자선 조사면에서 얻은 측정결과와 비교하여 그 차이를 확인해 보고 실제 적용여부를 알아보고자 한다. II. 대상 및 방법 표준 SSD 100cm에서 Multidata water phantom을 이용하여 조사면의 크기 변화에 따라 기본parameter(PDD, TMR, Output, Sc, Sp)를 측정하였다. 먼저 SSD 180cm에서(phantom이 치료실 바닥으로 수직방향) 조사면 증가에 따른 기본 parameter를 측정하였고, SSD 350cm에서(phantom이 치료실 벽면으로 수평방향이고 horizotal beam의 측정이 가능한 mylar를 가진 small water phantom을 이용) 같은 방법으로 측정하여 서로 비교해보았다. III. 결과 및 결론 SSD 180cm과 350cm에서 측정한 parameter들이 표준 선량측정 자료와 비교해서 오차범위가 실험적 오차에 있을 정도로 큰 차이가 없었음을 알 수 있었다. 정확한 자료를 얻기 위해 anthropomorphous phantom에서 선량측정을 하거나 이런 목적을 위해 특별히 고안된 unlimited phantom을 이용한 절대값을 얻을 수 있는 선량 측정이 요구된다. 부가적으로 작은 부피의 ionization chamber 사용과 넓은 조사면에 의한 cable과 stem effect를 고려해야 할 필요가 있다.

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Benzimidazole계 살균제에 대한 배 검은별무늬병균 Venturia nashicola 의 저항성과 β-Tubulin 유전자 돌연변이와의 관계 (Relationship of Resistance to Benzimidazole Fungicides with Mutation of β-Tubulin Gene in Venturia nashicola)

  • 곽연수;민지영;송장훈;김명수;이한찬;김흥태
    • 식물병연구
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    • 제23권2호
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    • pp.150-158
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    • 2017
  • Benzimidazole계 살균제 저항성을 모니터링하면서, 저항성과 ${\beta}$-tubulin 유전자의 198번째 코돈의 돌연변이와의 관계를 조사하였다. Venturia nashicola의 benzimidazole계 살균제에 대한 반응은 $0.16{\mu}g/ml$ carbendazim 배지에서 전혀 생장하지 못하는 감수성과 $4.0{\mu}g/ml$ 배지에서 생장이 안 되는 저저항성, $100{\mu}g/ml$에서조차 생장이 가능한 고저항성으로 구분할 수 있었다. 국내 3개 지역의 과원에서 채집한 30균주의 V. nashicola는 carbendazim에 대해서 모두 고저항성이었다. V. nashicola의 ${\beta}$-tubulin 유전자의 염기서열을 분석한 결과 저저항성 균주에서는 감수성 균주와 염기서열에 차이가 없었지만, 고저항성 균주는 GAG인 glutamic acid가 GCG인 alanine으로 치환되어 있었다. 옥천의 과원에서 분리한 10균주 중에서 5균주는 GGG인 glycine으로 치환되어 있었다. 특히 glycine으로 치환될 경우 carbendazim에 대해서 저항성이 되면서 carbendazim과 diethofencarb 혼합제에 대해서는 감수성이 더 커졌다. 결국 ${\beta}$-tubulin의 198번째 코돈의 돌연변이 E198A와 E198G는 V. nashicola가 benzimidazole계 살균제에 대해서 저항성이 되는 중요한 기작임을 알 수 있었다.

동남광산에서 발견된 신종광물 Zn­란시아이트(치무석) (Chimooite, a New Mineral from Dongnam Mine, Korea)

  • 최헌수;김수진
    • 한국광물학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.333-339
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    • 2003
  • 강원도 정선군의 동남광산에서 란시아이트(rancieite)의 Zn­단종인 신종광물이 발견되어 이 광물에 대하여 '치무석'(Chimooite)으로 명명하고 그 광물학적 특성을 보고하고자 한다. 치무석은 캄브리아기의 풍촌석회암층을 남북 내지는 북동 방향으로 관입한 능망간석과 황화광물로 형성된 열수광맥의 표층산화대의 산화망간 광물 중에서 발견되었다. 주로 미립의 판상 또는 침상 결정의 집합체로 산출되며, 큰 것은 약 0.2 mm까지 달하나 대부분 0.05 mm이하의 미세 결정체로 산출된다. 한 입자 내에서 중심부의 치무석에서 외각부의 란시아이트로 화학조성이 점이적으로 변한다. 치무석은 푸른빛을 띠는 흑색의 구상 또는 괴상의 집합체로 무광이며 흑갈색의 조흔색을 보인다. 한 방향의 뚜렷한 벽개를 가지며, 경도는 2.5∼4이다. 반사현미경 하에서 치무석은 이방성이며 복굴절을 보여 적갈색의 내부반사색을 보인다. 치무석의 전자현미분석 시 분석위치에 따라 다양한 CaO와 ZnO의 분석값을 보이는데 이로 미루어 치무석과 란시아이트는 양이온 치환에 의한 완전고용체임을 알 수 있다. 치무석의 실험식은 7 $\AA$ 층상구조형 산화망간광물의 일반식인 $R_2_{x}$ $_Mn^{4+}$ $_{9­x}$ $O_{18}$ $.$n$H_2O$(x=0.81∼1.28, 평균 1.0)에 따라 계산하면(Z $n_{0.78}$$Na_{0.15}$C $a_{0.08}$M $g_{0.01}$ $K_{0.01}$)($Mn^{4+}$ $_{3.98}$F $e^{3+}$ $_{0.02}$)$_{4.00}$ $O_{9}$ $.$3.85$H_2O$가 되며, 이상적으로는(Zn,Ca)$Mn^{4+}$ $_4$ $O_{9}$ $.$3.85$H_2O$로 나타낼 수 있다. 이는 통상적인 스토이키오메트리 조성식인 $_Mn_4^{4+}$ $O_{9}$ $.$4$H_2O$와 잘 일치함을 알 수 있다. 치무석은 육방정계이고 단위포는 a=2.840 $\AA$, c=7.486 $\AA$이며 a:c = 1:2.636이다. 시차열분석에 의하면 65, 180, 690 and 102$0^{\circ}C$에서 흡열반응을 보인다. 적외선 흡수분광분석에 의하면 445, 500, 1630 and 3400 $cm^{1}$의 파장에서 흡수대가 나타난다.다.서 흡수대가 나타난다.다.다.

고준위 방사성폐기물의 고정화를 위한 Fe­석류석 합성 연구 (Synthesis of Fe­Garnet for tile Immobilization of High Level Radioactive Waste)

  • 채수천;장영남;배인국
    • 한국광물학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.307-320
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    • 2003
  • Fe­석류석인 경우, 사면체 배위를 하는 Fe의 이온반경이 Si보다 크기 때문에 고준위 방사성 폐기물에 다량 함유되어 있는 악티나이드 원소들을 고정화시킬 수 있는 매트릭스로 고려되고 있다. 따라서 본 연구에서는 $Ca_{2,5}$C $e_{0.5}$Z $r_2$F $e_3$ $O_{12}$$Ca_2$CeZrFeF $e_3$ $O_{12}$인 조성을 가진 석류석을 합성하여 이들의 상평형 관계 및 특성을 연구하였다. 혼합된 시료는 200∼400 kg/$\textrm{cm}^2$의 압력으로 성형한 후, 1100∼140$0^{\circ}C$ 범위에서 온도 및 분위기를 변화시키면서 소결하였으며 합성된 시료는 XRD, SEM/EDS를 사용하여 상분석과 정량분석을 실시하였다. 실험결과, 이들 조성을 가진 석류석들은 130$0^{\circ}C$로 가열하였을 때, 최적 합성상을 얻을 수 있었지만 소량의 페롭스카이트 등 부수상이 공존하였다. $Ca_{2,5}$C $e_{0.5}$Z $r_2$F $e_3$ $O_{12}$$Ca_2$CeZrFeF $e_3$ $O_{12}$인 조성으로부터 합성된 Fe­석류석의 조성이 각각 $Ca_{2.5­3.2}$C $e_{0.3­0.7}$Z $r_{1.8­2.8}$F $e_{1.9­3.2}$ $O_{12}$$Ca_{2.2­2.5}$C $e_{0.8­1.0}$Z $r_{1.3­1.6}$F $e_{0.4­.07}$ F $e_{3­3.2}$ $O_{12}$였다. 특히 화학양론적 조성과 비교시, 합성된 석류석의 8배위 자리를 점하고 있는 Ca이 초과된 양상을 보였고, Ce의 함량은 초과 또는 결핍된 양상을 보였다. 이는 8배위 자리에서의 Ca과 Ce의 이온반경의 상대적인 차이 및 전하보상적 차원에서 비롯된 것으로 해석된다.에서 비롯된 것으로 해석된다.

AsO4로 치환된 슈베르트마나이트의 중금속 흡착 특성 (Heavy Metal Adsorpton on AsO4-Substituted Schwertmannite)

  • 김병기;김영규
    • 한국광물학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.85-94
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    • 2012
  • 산성광산배수에 존재하는 $AsO_4$는 슈베르트마나이트의 $SO_4$를 치환하여 강하게 흡착되고 이로 인하여 슈베르트마나이트가 쉽게 침철석으로 전이되지 않게 해준다. 이러한 슈베르트마나이트에 대하여 주요 중금속 흡착에 대한 연구는 일부 이루어져 있으나 실제 $AsO_4$로 치환된 슈베르트마나이트에 대한 흡착 특성에 대해서는 기존에 연구된 바가 없다. 본 연구에서는 $AsO_4$로 치환된 슈베르트마나이트에 대하여 Cu, Pb, Zn 등의 대표적인 중금속 세 종류에 대하여 각 중금속의 농도가 3, 10, 30, 100 mg/L에 대하여 pH 4와 6의 두 범위에서 시간에 따른 흡착 실험을 실시하였다. 흡착 실험 결과 모든 중금속에 대하여 pH 6인 경우 pH 4에 비하여 흡착량이 큰 범위로 증가하였다. 전체적인 흡착량에 있어서 두 pH 범위에서 모두 Pb가 가장 큰 흡착량은 보였으며 Cu와 Zn의 흡착량은 비슷하였다. 시간에 따른 흡착속도는 전체적으로 모든 농도에 대하여 시간이 증가하면서 흡착량은 증가하였으나 Zn의 경우 대부분의 흡착이 초기에 일어나 시간이 지나면서 뚜렷한 흡착의 증가는 일어나지 않았다. 이러한 흡착량 증가는 특히 고농도의 용액인 100 mg/L에서 그 증가하는 양상이 뚜렷하였다. 다양한 흡착속도 모델을 적용한 결과 $AsO_4$로 치환된 슈베르트마나이트에서 일어나는 중금속의 흡착속도는 아마도 확산에 의하여 주로 좌우되는 것으로 나타났다. 기존의 연구에서 순수한 슈베르트마나이트가 pH 6에서 세 중금속에 대하여 거의 비슷한 흡착량을 보이고 pH 4에서는 Cu와 Pb가 비슷하게 Zn보다 높은 흡착량을 보이는 것을 고려하면 본 연구 결과 $AsO_4$ 슈베르트마나이트는 확연하게 다른 흡착 경향을 보이고 이는 $AsO_4$가 슈베르트마나이트의 $SO_4$를 치환됨으로 인하여 슈베르트마나이트의 표면 및 흡착특성이 달라짐을 지시한다. 이는 산성광산배수에서 $AsO_4$의 흡착이 슈베르트마나이트의 안정성뿐만 아니라 각 중금속의 거동에도 큰 영향을 줄 수 있음을 보여준다.