중수로형(PHWR) 원자력발전소는 감속재와 냉각재로 중수를 사용하고 있어 방사성 수소동위원소인 삼중수소 생성량이 경수로에 비해 크며 계통내 삼중수소 축적량은 운전년수에 따라 증가하게 된다. 중수로형 원전에서 삼중수소 저감화를 위한 장기 대책으로 Tritium Removal Facility를 적용하는 경우, 우선적으로 괴려하여야 할 사항은 적절한 TRF의 용량을 결정하는 것이다. 이는 초기 시설 투자비뿐만 아니라 설비 및 운전의 신뢰도와 이용율에도 영향을 미치므로 연속운전이 가능하도록 용량을 결정하는 것이 중요하다. 이를 위해 감속재를 대상으로 삼중수소 농도 목표치, 삼중수소 농도 목표치 도달기간, 탈 삼중수소율, TRF 적용시점이 TRF 처리량과 촉매탑 높이에 미치는 영향을 분석하였다. 삼중수소 농도 목표치는 5~15Ci/kg, 도달기간은 3~8년, 탈 삼중수소율은 0.05~0.4, TRF 적용시점은 가동 후 10~20년이 적절한 것으로 확인되었다.
방사선장해를 예방할 수 있는 특성을 지닌 티오인산 이수소 S-2-(${\omega}$-아미노알킬아미노)에틸들의 간편한 합성법을 연구하였다. 중간체인 3-(2-프탈이미도에틸)-2-옥사졸리디논을 프탈이미드 칼륨염과 3-(2-브로모에틸)-2-옥사졸리디논을 반응시켜 만들었으며, 이 브로모에틸의 옥사졸리디논 유도체는 디에탄올아민으로부터 만들어진 2,2-디브로모 디에틸아민과 탄산염 혼합물의 알카리성 고리닫기 반응으로 합성할 수 있었다. 이 중간체는 30% 브롬화수소(가스)-초산용액으로 반응시켜 브롬화수소 N-(2-(2-브로모에틸아미노)에틸)프탈이미드로 유도되었고 이것을 다시 브롬화수소-초산용액으로 반응시켜 이브롬화수소 N-(2-브롬화에틸)-1,2-에탄디아민을 얻을 수 있었다. 1,3-디아미노프로판과 2-클로로에탄올로부터 2-(3-아미노프로필아미노)에탄올을 합성하고 이것을 Cortese씨법으로 처리하여 이브롬화수소 N-(2-브로모에틸)-1,3-프로판아민을 얻었다. 이들 이브롬화수소들을 DMF 용매에서 티오인산 나트륨으로 처리하여 티오인산 이수소 S-2-(${\omega}$-아미노알킬아미노) 에틸들을 합성하였다. 각각의 합성과정의 특징을 반응조건 및 총수율과 관련시켜 논의하였으며 티오인산 유도체를 합성하는 각편한 방법을 제의하였다.
바나나, 오렌지 및 파인애플을 대상으로 시안화수소 처리후 잔류 특성을 평가하여 과실류에 대한 메틸브로마이드 대체 훈증제 개발 가능성을 조사하였다. 메틸브로마이드 훈증소독시 3일차에서 잔류량이 오렌지와 바나나에서는 1 mg/kg 미만 수준으로 나타났고, 파인애플의 경우에도 1 mg/kg을 조금 상회하는 수준으로 잔류허용 기준치 50 mg/kg을 훨씬 하회하고 있어 메틸브로마이드 잔류로 인한 독성문제는 우려할 수준이 아닌 것으로 평가되었다. 시안화수소 훈증소독의 경우 3일차에서 오렌지 50-60%, 바나나 70-80% 그리고 파인애플 50% 정도 분해 소실된 것으로 나타나, 잔류허용 기준치 5 mg/kg을 하회하는 1 mg/kg 미만 수준으로 나타났다. 이는 향후 메틸브로마이드 대체 훈증제로서 시안화수소의 사용이 가능함을 뒷받침하는 유용한 결과로 판단된다.
탄소는 비표면적이 매우 크고 우수한 화학적 안정성을 지녀 촉매 지지체로 사용한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 탄소를 지지체로 사용하는데 있어 전처리 과정은 필수적이다. 전처리를 통해 금속 입자의 성장을 제어해 안정화하고 지지체와 금속 입자 간 결합력을 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 표면 개질을 위해 탄소의 전처리를 실시하였으며 이를 촉매 지지체로 사용해 5 wt% Pd/C 촉매를 합성하였다. 제조된 촉매의 활성은 페놀 수소화 반응을 통해 평가되었다. 탄소 전처리 시 일반적으로 사용되는 질산과 비교하고자 유기산을 사용해 탄소 전처리를 진행하였고 이를 지지체로 사용해 촉매를 제조하였다. 글루콘산으로 처리된 촉매는 94.93%의 전환율과 92.76%의 사이클로헥사논 선택도를 나타내 질산으로 처리된 촉매보다 우수한 활성을 나타냈다. 따라서 유기산을 이용한 탄소의 전처리가 무기산 처리의 단점을 개선하는 것뿐만 아니라 촉매 성능 개선에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구에서는 PV에 아나베나세포를 흡착법에 의하여 고정화하였다. 진탕배양하면서 고정화한 겨웅에 비하여 반응기속에 배양액을 trickling 시키면서 배양하고 고정한 경우 높은 세포밀도를 보였다. PV에 고정화한 세포들의 생리적 활성을 조사한 결과 광합성능이 암처보관시에 free cell에 비하여 안정됨을 보였고, msx처리시의 암모니아의 방출도 증가하였다. 뿐만 아니라 고정화한 세포에서 광합성활성의 온도에 대한 내성이 증가하였으며 nitrogenase 효소 활성도 free cell에 비하여 크게 증가하였다. nitrogenase효소에 의한 연속적인 광수소발생을 조사한 결과 혐기적 조건하에서 연속적으로 수소가 생성됨을 볼 수 있었는데 그 발생양은 4mg의 엽록소에 해당하는 아나베나를 충진한 trickling-medium 반응기에서 6일동안 1.6ml의수소가 생성되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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