• Title/Summary/Keyword: 산화 거동

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Study on uranium metalization yield of spent pressurized water reactor fuels and oxidation behavior of fission products in uranium metals (사용후핵연료의 우라늄 금속 전환율 측정 및 전환체 내 핵분열생성물의 산화거동 연구)

  • Choi, Ke Chon;Lee, Chang Heon;Kim, Won Ho
    • Analytical Science and Technology
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    • v.16 no.6
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    • pp.431-437
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    • 2003
  • Metalization yield of uranium oxide to uranium metal from lithium reduction process of spent pressurized water reactor (PWR) fuels was measured using thermogravimetric analyzer. A reduced metal produced in the process was divided into a solid and a powder part, and each metalization yield was measured. Metalization yield of the solid part was 90.7~95.9 wt%, and the powder being 77.8~71.5 wt% individually. Oxidation behaviour of the quartemary alloy was investigated to take data on the thermal oxidation stability necessary for the study on dry storage of the reduced metal. At $600{\sim}700^{\circ}C$, weight increments of alloy of Mo, Ru, Rh and Pd was 0.40~0.55 wt%. Phase change on the surface of the alloy was started at $750^{\circ}C$. In particular, Mo was rapidly oxidized and then the alloy lost 0.76~25.22 wt% in weight.

Evaluation of the Corrosion Behavior of the Aluminum Cladding in the KMRR Fuel (KMRR 핵연료 알루미늄 피복재의 부식 거동 평가)

  • Lee, Chan-Bock;Sohn, Dong-Seong
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.26 no.4
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    • pp.526-535
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    • 1994
  • For the evaluation of the corrosion behavior of the aluminum cladding in the KMRR(Korea Multipurpose Research Reactor) fuel, a modified Griess correlation was derived by introducing a heat flux factor derived from the comparison of the measured in-reactor corrosion data with the prediction of the Griess correlation. As a design criterion on the corrosion to maintain the KMRR fuel integrity, prevention of the oxide spallation was conservatively selected, which is conservatively assumed to occur when the temperature difference across the oxide layer exceeds 114$^{\circ}C$. A bounding power history of the KMRR fuel was determined by examining all the power histories of the KMRR fuel from cycle 1 to equilibrium cycle, and used to predict the maximum possible corrosion. Results of the corrosion prediction of the KMRR fuel with the bounding power history showed that the maximum local thickness of the oxide layer would be below 50$\mu$m and the design criterion on the oxide spallation would be satisfied with a factor of two margin. Therefore, it can be said that corrosion of the cladding will not impair the integrity of the KMRR fuel. Nevertheless, the applicability of the modified Griess correlation to the KMRR needs to be further verified through the KMRR fuel corrosion surveillance.

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A Study on the Behaviour of High Temperature Corrosion of Fe-22Cr-5Al-X(X=Zr,Y) (Fe-22Cr-5Al-X(X=Zr,Y)합금의 고온 부식거동에 관한 연구)

  • Lee, Byeong-U;Park, Heung-Il;Kim, Jung-Seon;Lee, Gwang-Hak;Kim, Heung-Sik
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.7 no.10
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    • pp.898-907
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    • 1997
  • Fe-22Cr-5AI-X(X=Zr, Y)합금을 1143K, 고온 황화(P$s_{2}$=1.11x$10^{-7}$atm, P$O_{s}$ =3.11x$10^{-20atm}$) 및 황화/산화 (P$s_{2}$=8.31x$10^{-8}$atm, P$O_{s}$ =3.31x$10^{-18atm}$) 환경의 복합가스 분위기에서 1-30시간동안 노출하여 합금표면에 형성된 부식층을 관찰하여 SEM/EDS로 분석하였다. Fe-22Cr-5AI합금은 고온 부식환경에서 부식 생성물의 성장은 포물선법칙을 따르고 주요 성분은 결함이 많고 다공질인 철과 크롬의 황화물[(Fe, Cr)Sx]이므로 고온 내식성이 감소하였다. Zr을 1wt%첨가한 Fe-22Cr-5AI합금의 고온 부식거동은 Y을 1wt%첨가한 합금과 비슷한 거동을 나타내었다. 황화환경에서는 Cr의 선택 황화에 의한 크롬 황화물(CrS)이 생성되고 노출시간의 경과에 따라 (Fe, Cr)Sx나 (Cr, Fe)Sx 등의 황화물의 성장으로 고온 내식성이 감소하였다. 그러나 황화/산화환경에서는 초기에는 알루미늄산화물(A $I_{2}$ $O_{3}$)및 지르코늄산화물(Zr $O_{2}$)등이 생성되어 보호적이었으나 15시간이후 부터 (Fe, Cr)Sx나 (Cr, Fe)Sx 의 황화물의 성장으로 고온 내식성이 감소하였다.

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Environmental Fate and Effect of ZnO Nanoparticles (산화아연 나노입자의 환경 거동 및 영향 연구)

  • Ha, Ji Yeon;Jang, Min Hee;Hwang, Yu Sik
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.39 no.7
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    • pp.418-425
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    • 2017
  • ZnO nanoparticles (ZnO NPs) are mainly used in semiconductors, solar cells, biosensors, and cosmetics (sunscreen). In this study, we investigated the behavior of ZnO NPs in aquatic and soil environments and their effects on plants (Artemisia annua L.) in hydroponic cultivation. It was confirmed that the ZnO NPs size increased and their dissolution decreased with increasing in pH. Leaching distance of ZnO NPs was less than 2.5 cm, indicating that ZnO NPs had a little potential to leach into deeper soil layers. When ZnO NPs were exposed to plant, the total weights of plants decreased. The effects on the length of root and shoot were not observed. In addition large amount of ZnO NPs were adsorbed on the surface of plant root and didn't translocate into shoot. These results suggest that ZnO NPs block the pores of the root cell wall and decrease the bioavailability of plant nutrients. Therefore it can be speculated that the particles increase in size and settle down in the water environment and may adversely affect the plant growth by firmly adhering to the root surface when the ZnO NPs are exposed to the environment.

Oxygen reduction and control of surface oxide on titanium by calcium reductant (칼슘과의 반응에 의한 타이타늄 분말 표면의 산화층 제어 및 산소 저감)

  • Im, Jae-Won;Im, No-Un;Hong, Cheon-Il;O, Jeong-Min
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.115-115
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    • 2017
  • 티타늄에 있어서 주요 침입형 원소인 산소는 결함을 일으키는 원인으로 산소함량을 줄이는 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 가장 많이 이용되는 탈산 방법은 칼슘 및 칼슘염화물의 높은 산소 친화력을 이용하는 것이다. 칼슘염화물 플럭스를 사용하여 칼슘을 용해하고, 티타늄과 반응한 탈산생성물인 칼슘산화물을 플럭스 내에 용해시키는 방법이다. 이러한 방법으로 티타늄 와이어 및 시트 내 산소를 저감한 연구가 보고되었다. 티타늄 탈산의 제일 큰 구동력은 티타늄 내 산소원자의 확산이다. 티타늄의 탈산온도가 1,155K 이상으로 증가하면 hcp에서 bcc 구조로 변태되는데 이러한 구조에서 산소의 확산은 더 활발해진다. 실제로 티타늄의 변태온도 이전에서는 확산속도가 낮아서 큰 변화가 없지만, 1,273K 고온의 bcc 구조에서는 확산속도가 빨라서 그 이전에 비해 100배 이상 빠르게 원자 이동이 일어나는 것으로 알려져 있다. 하지만 이러한 탈산 방법은 티타늄 원재료가 벌크 형태에서 주로 연구되었으며 티타늄 분말에 대한 탈산 연구는 보고된 바가 많지 않다. 이는 높은 탈산온도에서 칼슘의 용해로 인한 분말의 건전한 회수가 어렵기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구진은 칼슘 증기를 이용한 비접촉식 탈산 용기를 제작하여 티타늄 분말을 변태온도 이상에서 탈산하여 1,000ppm 이하 저산소 티타늄 분말을 회수하였다. 칼슘을 이용한 티타늄 내 산소의 제거 메커니즘을 깁스자유에너지와 각각의 분압에 의해 설명하고 있다. 가장 일반적인 설명은 티타늄 내 산소가 탈산온도에 따라 확산하게 되며 이러한 산소는 티타늄의 표면에서 티타늄 산화층을 형성한다. 이때 탈산제인 칼슘의 높은 산소 친화력으로 티타늄 산화층은 분해되어 칼슘산화물을 형성한다. 이러한 과정으로 티타늄 내 산소가 제거되는 것으로 알려져 있다. 하지만 많은 탈산 연구에도 불구하고 대부분의 연구 보고에서는 탈산 전후의 산소 농도 변화만 측정하였으며, 실제적으로 티타늄 탈산 전후의 표면산화층의 변화, 티타늄 내부의 산소농도 변화 및 격자 변형에 대한 연구는 보고된 바 없다. 따라서 본 연구는 1,000 ppm 이하 저산소 티타늄 분말 제조에 있어서 탈산 전후 표면 산화층 및 내부 산소 농도 등을 분석하여 탈산 거동에 대해 관찰하였다. 본 연구에서 비접촉식 탈산용기를 이용하여 칼슘 증기에 의한 탈산에 의하여 1,000 ppm 이하 저산소 티타늄 분말 제조하였고, 탈산된 분말을 티타늄 원재료와 비교하여 표면 산화층, 격자 변형, 내부 산소 농도 등을 분석하여 탈산에 따른 산소 거동을 살펴보았다. 탈산된 티타늄 분말의 표면 산화층은 원재료 대비 73% 제거되어 약 3nm로 줄었음을 확인하였고, 또한 표면 산화층 감소뿐만 아니라 티타늄 분말 내부에서도 원재료보다 산소 농도가 감소하였음을 확인하였다.

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Pyro-Electrochemical Reduction of a Mixture of Rare Earth Oxides and NiO in LiCl molten Salt (LiCl 용융염에서 NiO를 혼합한 희토류 산화물의 파이로 전해환원 특성)

  • Lee, Min-Woo;Jeong, Sang Mun
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.55 no.3
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    • pp.379-384
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    • 2017
  • An electrochemical reduction of a mixture of NiO and rare earth oxides has been conducted to increase the reduction degree of rare earth oxides. Cyclic voltammetry (CV) measurement was carried out to determine the electrochemical reduction behavior of the mixed oxide in molten LiCl medium. Constant voltage electrolysis was performed with various supplied charges to understand the mechanism of electrochemical reduction of the mixed oxide as a working electrode. After completion of the electrochemical reduction, crystal structure of the reaction intermediates was characterized by using an X-ray diffraction method. The results clearly demonstrate that the rare earth oxide was converted to RE-Ni intermetallics via co-reduction with NiO.

Formation of Oxidative Cleavage Products from Lycopene (Lycopene으로부터 산화개열산물의 생성)

  • Kim, Seon-Jae
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • v.32 no.6
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    • pp.1227-1233
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    • 2000
  • Lycopene was subjected to ozonolysis in ice-cold dichloromethane. The ozonolysis products were fractionated with a silica column and the carbonyl fraction was analyzed by ODS-HPLC with a photodiode array detector and by LC-MS. UV-vis spectra and $[M+H]^+$ of the carbonyl compound peaks showed clearly that acycloretinal, apo-14'-lycopenal, apo-12'-lycopenal, apo-10'-lycopenal, apo-8'-lycopenal and apo-6'-lycopenal were formed by ozonolysis of lycopene. Lycopene was solubilized in toluene and aqueous Tween 40, and then oxidized by incubating at $37^{\circ}C$ under atmospheric oxygen. Carbonyl compounds were produced. In comparison with autoxidation and ozonolysis, each compound showed the same retention time and UV-vis spectra are identical to the reference cleavage products prepared by ozonolysis of lycopene. Thus, eccentric cleavage of lycopene was confirmed to occur in vitro under oxidation condition.

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Plasma Electrolytic Oxidation Treatment of Al Alloys (알루미늄 합금의 플라즈마전해산화 처리)

  • Kim, Ju-Seok;Mun, Seong-Mo
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.191.1-191.1
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    • 2016
  • 본 연구에서는 알루미늄 합금의 PEO(Plasma Electrolytic Oxidation) 피막 형성 거동을 PEO 처리 용액 조성, 온도 및 합금 성분에 따른 전압-시간 곡선을 관찰하여 분석하였다. 알루미늄 합금의 PEO 피막 형성거동은 NaOH 농도, 전해질 온도, 인가 전류밀도 및 합금성분에 따라 다양하게 나타났다. 본 연구에서는 직류 정전류법을 이용하여 Al1050, Al5052, Al6061 합금 표면에 PEO 피막을 형성시켰으며, PEO 피막의 형성이 시작되는 전압 및 발생된 아크의 크기 및 모양을 관찰하여 PEO 피막 형성 거동을 연구하였다. 연구결과 PEO 처리 중의 전해액의 온도가 낮고 전류밀도가 높을수록 시편 표면에서 짧은 시간 내에 아크가 발생하였으며, 전압-시간 곡선은 빠른 속도로 PEO 피막생성 전압에 도달하여 유지되는 거동을 보였다. 동일한 용액조성, 용액온도, 용액 교반속도 및 인가전류밀도에서 관찰된 PEO 피막 형성 거동은 동일시편을 PEO코팅 후 에칭하여 반복 실험할 경우에도 큰 편차를 보였으며, 이로부터 시편의 조성이나 불순물의 존재 등이 크게 영향을 주는 것을 알 수 있었다.

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