• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2009.11a
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• pp.346-346
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• 2009

산화물 형태 사용후핵연료의 효율적 처분 혹은 재활용을 위한 연구 가운데, 고온의 LiCl 용융염 중에서 전해환원하여 금속으로 환원시킨 후, 환원된 금속을 고온의 LiCl-KCl 용융염에서 전해정련하는 연구가 국내외적으로 활발하게 진행되고 있다. 전해환원을 위해 일정 농도 $Li_2O$가 LiCl 용융염에 첨가되며 $Li_2O$ 농도가 높으면 반응 재질의 부식성이 크게 증가하므로 일반적으로 우라늄 산화물은 1wt% 이하의 $Li_2O$ 농도에서 전해환원 된다. 우라늄 산화물의 전해환원 전위는 $Li_2O$의 전해환원 전위 보다 표준 상태를 기준으로 공정온도인 650 $^{\circ}C$ 에서 약 70 mV 정도 낮기 때문에 전해환원 과정에서 $Li_2O$ 의 환원으로 Li 금속이 생성될 가능성이 있으며 우라늄 산화물은 대부분 직접 전해환원 되지만 일부 Li에 의해 화학적으로 환원되기도 한다. 전해환원 공정에서 환원되지 않은 희토류 산화물은 전해정련 공정에서 $UCl_3$와 반응하여 $UO_2$를 생성시켜 공정 효율을 떨어뜨린다. 따라서 전해환원 공정에서 가능하연 최대한 희토류 산화물을 금속으로 환원시키는 조건을 찾아내는 것이 바람직하고 이를 위해서 우선 전해환원 공정에서 희토류 산화물의 화학적 거동의 이해가 요구된다. 본 연구에서 열역학적 검토를 통하여 희토류 산화물의 환원 조건을 조사한 결과 희토류 산화물은 매운 낮은 $Li_2O$ 농도에서 Li에 의해 환원되고, 1wt% 이하의 $Li_2O$ 농도에서는 Sc와 Lu의 산화물이 $Li_2O$와 복합산화물을 형성하고 이들 복합산화물은 Li에 의해 환원되지 않는 것으로 나타났다. 또한 희토류 원소 별로 희토류 원소 산화물의 Li에 의한 환원 조건으로서 평형상태에서의 $Li_2O$ 농도 즉 환원 임계 $Li_2O$ 농도를 실험적으로 측정하였으며 1wt% $Li_2O$ 농도 이하에서 열역학적 해석과 동일하게 Sc와 Lu만이 복합산화물을 형성하여 Li에 의해 직접환원 되지 않는 것으로 관찰되었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.258-258
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• 2004

전해 가공은 공작물의 기계적 특성과 무관하게, 빠른 속도로 가공할 수 있는 장점이 있으나, 가공 간극이 비교적 넓어 초정밀 가공에는 널리 적용되지 못했다. 최근 Schuster는 초단 펄스를 이용한 전해 가공으로 가공 간극을 수 $\mu\textrm{m}$ 까지 줄일 수 있고 미세 3차원 구조물의 정밀가공에 초단 펄스를 적용할 수 있음을 보였다. 본 논문에서는 초단 펄스를 이용한 미세 흠의 와이어 전해 가공에 대하여 연구하였다. 전극으로는 지름 10$\mu\textrm{m}$ 백금 와이어를 사용하였으며 공작물은 스테인리스 스틸을 사용하였다.(중략)

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2009.06a
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• pp.296-296
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• 2009

산화물 사용후핵연료를 대상으로 하는 파이로 공정은 고온 용융염 매질에서 산화물을 금속으로 전환시키는 전해환원 공정으로부터 시작된다. 이후, 전해정련 공정이 도입되어 전해환원 공정에서 금속으로 환원된 생성물을 처리하게 된다. 전기화학적 공정인 이 두 공정에는 전류전달 매질인 전해질로 용융염이 사용된다. 그러나 전해환원 공정은 LiCl 염을 기반으로 하는 반면 전해정련은 LiCl-KCl 공융염 조건에서 운전하여 두 공정의 연계성 향상 및 공정 안정성 확보를 위해서는 전해환원 공정에서 생성되는 금속전환체에 존재하는 잔류염을 제거하는 공정의 도입이 두 공정사이에 고려되고 있다. 전해환원 공정에서 산화물이 금속으로 환원되는 동안 고체입자의 외형이 유지되며 따라서 제거된 산소에 의해 금속전환체에는 공극이 발생하게 된다. 또한, 전해환원에 도입되는 산화물의 물리적 형태가 분말 또는 펠렛 등 다양한 형태로 도입 가능하여 단위 입자들 사이에 많은 공극이 발생하게 된다. 이렇게 기존재하거나 또는 공정 운전에 의해 새롭게 생성된 공극에는 전해환원 매질인 LiCl 염이 침투하여 금속전환체는 염에 의해 젖게 되며 공정 종료시 고화되어 금속전환체에 포함된다. LiCl을 제거하기 위해서는 가열에 의한 증류가 연구되고 있다. 그러나 LiCl의 낮은 증기압에 의해 비교적 낮은 온도에서 증발시키기 위해서는 감압조건이 필수적으로 고려되어야 한다. 한국원자력연구원에서는 다공성 모의 금속전환체를 사용하여 LiCl에 의한 Wetting 후 적절한 증발 조건 결정을 목적으로 온도 및 압력 조건 설정을 위한 기초실험에 결과를 수행하였다. 본 연구의 기초 실험 결과 $700^{\circ}C$온도 조건과 감압조건이 잔류염 제거를 위한 공정조건임을 밝혔다. 또한 모의 금속전환체를 담고 있는 미세 다공성 Basket은 고온조건에서 공극의 변형에 의해 증발에 대한 저항으로 작용하여 증발 효율을 저하시키는 것으로 나타났다. 따라서 잔류염 제거를 위해서는 전해환원 Basket이 비교적 큰 공극을 지녀야 할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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• v.45 no.8
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• pp.1227-1232
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• 2016

Electrolyzed activated water (EAW) has been reported to exhibit strong bactericidal effects on foodborne microorganisms. However, the disinfection efficacy of EAW is affected by factors such as water source and hardness. This study investigated bactericidal effects of EAW against three gram-positive (Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, and Staphylococcus aureus) and three gram-negative (Cronobacter sakazakii, Escherichia coli O157:H7, and Salmonella Enteritidis) foodborne pathogens. Six strains were treated with EAW prepared at different water temperatures (4, 22, and $40^{\circ}C$) for 15 min, and D-values were generated. The results show that the lowest D-values for Lis. monocytogenes by EAW produced at $4^{\circ}C$ and $40^{\circ}C$ were 6.60 and 1.57 min, respectively. The lowest D-value for Sal. Enteritidis by EAW produced at $22^{\circ}C$ was 2.92 min. D-values of all strains treated by EAW produced at $40^{\circ}C$ decreased significantly compared to those treated by EAW produced at $4^{\circ}C$ (P<0.05). These results demonstrate that applying EAW produced at warm temperature is more effective for reducing foodborne pathogens for food safety.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2012.11a
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• pp.130-130
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• 2012

리튬이차전지의 음극재로 적용하기 위해, 텅스텐 산화물을 구리 기재 위에 전해 도금하였다. 이를 위해 텅스텐 산화물 염이 포함된 도금 조 내에서 다양한 도금 조건을 사용하여 산화물을 구리 기재 위에 박막 형태로 형성시켰다. 형성된 박막 산화물의 조성 및 구조적 특성을 분석하였고, 특히, 리튬 염을 포함하는 유기 용매 하에서 순환 전위 실험을 수행하여, 텅스텐 산화물 전해 도금 박막이 리튬이차전지의 음극재로서 리튬과 가역적으로 반응하는지 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.05a
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• pp.121-121
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• 2009

구리 전해정련 과정에서 전해액 중의 Arsenic과 같은 불순물 성분이 전기동의 전착에 미치는 영향을 확인하고, 전해액 중의 최대 허용 농도를 도출하고자 하였다. 전해정련 과정에서 분순물 성분이 전기동 전착에 미치는 영향을 주사전자현미경(SEM), X-선 회절(X-ray diffraction) 및 전기화학적 분석을 통해 수행하였다.

• Resources Recycling
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• v.25 no.4
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• pp.49-53
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• 2016

The electro-refining process was performed to purify the casted tin crude metal from waste tin in methanesulfonic acid. The surface morphologies of electrodeposited tin on cathode were observed, the dendrite and delamination were inhibited by glycol group of organic additive. The impurity concentrations of tin crude metal and deposited metal were analyzed using ICP-OES. Quantitative analysis on casted tin crude metal showed that it consists of tin with 97.280 wt.% and several impurity metals of Ag, Cu, Pb, Ni, and etc. After tin electro-refining, the purity of tin increased up to 99.956 wt.%. Reduction current by cyclic voltammetry seems to be closely related to behavior of impurity in tin electro-refining.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.8 no.1
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• pp.19-32
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• 2010

Electrolytic reduction technology is essential for the purpose of adopting pyroprocessing into spent oxide fuel as an alternative option in a back-end fuel cycle. Spent fuel consists of various metal oxides, and each metal oxide releases an oxygen element depending on its chemical characteristic during the electrolytic reduction process. In the present work, an electrolytic reduction behavior was estimated for voloxidized spent fuel based on the assumption that each metal-oxygen system is independent and behaves as an ideal solid solution. The electrolytic reduction was considered as a combination of a Li recovery and chemical reactions between the metal oxides such as uranium oxide and the produced Li metal. The calculated result revealed that most of the metal oxides were reduced by the process. It was evaluated that a reduced fraction of lanthanide oxides increased with a decreasing $Li_2O$ concentration. However, most of the lanthanides were expected to be stable in their oxide forms. In addition, a semi-empirical model for describing $U_3O_8$ electrolytic reduction behavior was proposed by considering Li diffusion and a chemical reaction between $U_3O_8$ and Li. Experimental data was used to determine model parameters and, then, the model was applied to calculate the reduction yield with time and to estimate the required time for a 99.9% reduction.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.16 no.3
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• pp.291-299
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• 2018

Under a pyro-processing concept, an electrolytic reduction process has been developed to reduce uranium oxide in molten salt by electrochemical means as a part of spent fuel treatment process development. Accordingly, a model based on electrochemical theory is required to design a reactor for the electrolytic reduction process. In this study, a 1D model based on the phase-field theory, which explains phase separation behaviors was developed to simulate electrolytic reduction of uranium oxide. By adopting parameters for diffusion of oxygen elements in a pellet and electrochemical reaction rate at the surface of the pellet, the model described the behavior of inward reduction well and revealed that the current depends on the internal diffusion of the oxygen element. The model for the electrolytic reduction is expected to be used to determine the optimum conditions for large scale reactor design. It is also expected that the model will be applied to simulate the integration of pyro-processing.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.12
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• pp.1805-1810
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• 2010

We present a simple, cost-effective, and fast fabrication process for three-dimensional (3D) microstructures; this process is based on multi-step electrochemical etching of metal foils which facilitates the mass production of 3D microstructures. Compared to electroplating, this process maintains uniform and well-controlled material properties of the microstructure. In the experimental study, we perform single-step electrochemical etching of aluminum foils for the fabrication of 2D cantilever arrays. In the single-step etching, the depth etch rate and bias etch rate are measured as $1.50{\pm}0.10 {\mu}m/min$ and $0.77{\pm}0.03 {\mu}m/min$, respectively. Using the results of single-step etching, we perform two-step electrochemical etching for 3D microstructures with probe tips on cantilevers. The errors in height and lateral fabrication in the case of the fabricated structures are $15.5{\pm}5.8% $ and $3.3{\pm}0.9%$, respectively; the surface roughness is $37.4{\pm}9.6nm$.