• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제50권4호
• /
• pp.696-701
• /
• 2012

사용후핵연료의 안정적 관리와 재활용을 위해 건식 처리공정이 관심을 끌고 있으며 현재 국내에서도 이를 중심으로 사용후핵연료 관리를 위한 방안이 모색되고 있다. 파이로 공정으로 불리는 사용후핵연료 고온 용융염 공정 중 전해환원 공정은 후속 공정인 전해정련 공정에 금속 물질을 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 전해환원 공정은 고온 LiCl을 매질로 사용하여 전기화학적으로 생성된 Li과의 반응으로 산화물을 금속으로 전환시킨다. 사용후핵연료에 존재하는 다양한 핵종들은 전해환원 공정의 매질인 LiCl과 반응 매질인 Li에 대한 반응성에 차이에 의해 시스템 내에 분배하게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 시스템에서 사용후핵연료 구성 성분들의 거동을 해석하기 위해 열역학적 계산을 통해 각 원소들의 반응성을 확인하였다. 공정온도에서 우라늄 및 초우란 원소들은 금속으로 환원되는 반면 Eu를 제외한 희토류 산화물들은 안정적인 산화물로 존재하게 된다. 또한, 본 연구에서는 공정온도에 대한 반응의 경향을 판단하였으며 공정 온도에서 기준 사용후핵연료를 대상으로 전해환원 반응에 따라 분배되는 상들의 방사능 및 열부하를 계산하여 공정 자료를 제시하였다.

• 한국광물학회지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.239-246
• /
• 2008

강원도 영월 및 경북 봉화의 견운모광상은 화강암질 마그마의 알카리치환작용에 의한 광상으로 추정된다. 견운모광체는 캠브리아-트라이아기에 관입한 안주상의 우백질 화강암체 내에 배태되어 있으며, 이들 암주는 각기 시대미상의 페그마타이트질 미그마타이트와 선캠브리아기의 홍제사화강 암류를 관입하고 있다. 고생대 최하부층인 장산규암층은 열수작용 중에 그 방출을 막는 덮개역할을 하였으며, 견운모광상은 태백지향사 형성시에 생성된 함백향사의 남단 및 남동단에 각기 위치한다. 우백질 화강암류는 전기석을 가지는 페마타이트를 흔히 포함하며, 대체적으로 K 및 Na-장석류가 풍부하며, 광체는 암체의 상부 및 가장자리로 가면서 흔히 확인되며, 고품위광체는 거의 순수한 견운모 단일광물로 구성되는 초그라이젠화를 나타내기도 한다. 화학분석에 의하면, $Na_{2}O$ 및 $K_{2}O$함량이 $2.00\sim7.03wt%$로서 그라이젠화가 뚜렷하지만 CaO는 $0.05\sim4.51wt%$로서 알비타이트화는 미약하다. 영월 지역은 견운모와 함께 납석이 포함되므로 대현지역에 비하여 열수의 온도 등이 더 높았음을 암시한다. 태백산지역에는 그라이젠형광상으로 석석이 산출되었었고, 광상형성에 유리한 탄산염암의 분포가 넓으므로 중석, 휘수연 등의 감속원소와 함께 Be, Nb, Li 및 희토류원소류 등의 산출이 기대되며 이들에 대한 연구가 기대된다.

• 암석학회지
• /
• 제11권3_4호
• /
• pp.214-233
• /
• 2002

무등산 지역 화성암류는 화강편마암, 각섬석흑운모화강섬록암, 백악기 화성암류로 구성되어 있다. 백악기 화성암류는 안산암-데사이트-유문암으로 구성된 화산암류와 미문상화강암과 석영반암 등의 심성-반심성암으로 구성되어 있다. 이들 화성암류는 중생대 송림변동-대보운동-불국사변동의 화성활동 산물로서 각 지질시대에 분출-관입한 화성암류들의 일련의 분화산물들로서 칼크-알카리암 계열에 속한다. 이는 대륙이나 대륙 연변부에서 구조운동시 생성되는 화강암류가 보이는 특징과 일치한다. 총희토류 함량에 대한 La/Yb 변화도와 바나듐에 대한 SiO$_2$ 변화도는 화산암에 대한 분화도와 자철석 분별결정작용을 받은 순서가 화순안산암$\longrightarrow$무등산데사이트$\longrightarrow$석영반암 임을 지시해 준다. 광물성분 중에서 사장석과 흑운모의 화학성분은 분화에 따른 전암 성분 변화와 잘 일치하며, 각섬석 지압력계에 의한 마그마의 정치-고결 심도는 석영섬록암은 약 15 km(4.9 Kbar)이고, 각섬석흑운모화강섬록암은 약 2.0~3.2 km (0.6~l.0 Kbar) 이다. 무등산 지역의 화성암류를 형성시킨 마그마 유형은 I형(자철석 계열) 및 동시충돌성화강암(syn-COLG)에 해당한다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.23-29
• /
• 2013

경제적이고 우수한 핵확산저항성을 갖는 파이로공정의 핵심 단위공정인 전해제련 공정에서 U와 TRU를 동시에 회수하기 위해 환원전극으로써 LCC가 사용된다. 한가지 원소만을 회수하는 금속음극과는 달리 LCC는 전기화학적으로 U와 TRU의 선택적 분리가 어려워 핵확산저항성을 높이는 기술의 핵심이라고 할 수 있다. LCC를 담아놓는 LCC 도가니는 U나 TRU로만 전착되어야하기 때문에 도가니는 전기적으로 절연되어야 한다. LCC와의 안정성과 회수된 TRU 및 용융염과의 화학적 안전성은 물론 공정 중 전착될 수 있는 금속 Li과의 반응성도 고려되어야하므로 LCC 도가니의 소재 특성은 매우 중요하다. 본 연구에서는 $Al_2O_3$, MgO, $Y_2O_3$, BeO 네 가지 대체 세라믹 소재의 화학적 안정성을 $500^{\circ}C$에서 모의 LCC로 열역학적 및 실험적으로 평가하였다. 세라믹 기판 위의 LCC 접촉각은 화학적 반응성을 예측하기 위해 시간에 따라 측정하였다. $Al_2O_3$는 가장 낮은 화학적 안정성 갖고 BeO는 재료 내에 존재하는 기공은 접촉각감소에 영향을 주었다. MgO, $Y_2O_3$는 우수한 화학적 안정성을 나타내었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제23권2호
• /
• pp.3-16
• /
• 2014

탄산가스 삭감과 자동차 연비를 향상시키기 위한 자동차의 경량화는 현시대적 큰 과제이다. 경량화를 위하여 Hybrid Electrical Vehicle(HEV), Electrical Vehicle(EV)의 고성능 모터용 Nd 자석, Li이온 2차전지 및 배기가스 정화용 PGM촉매의 성능개발이 활성화 되고 있다. 우리나라는 자동차 경량화와 기능 향상을 위하여 사용하는 희소금속을 자원이 편재되어 있는 중국 등에서 수입하기 때문에 수출국의 공급 조절, 가격 폭등 등으로 수급이 불안정한 경우가 있다. 이를 대비하여 차세대 자동차에서 배출되는 폐 희소자원을 리싸이클링 할 필요가 있다. 본고는 리싸이클링 기술과 현상에 대하여 조사 분석한 정보를 기술자나 연구자에게 전해주어 국가 자동차 산업 발전에 기여하는데 목적이 있다. 조사 결과, 폐 자동차에서 배출되는 고성능 모터, 배기가스 정화용 백금족금속(PGM) 폐촉매, Li이온 배터리 등의 리싸이클링기술은 전처리 기술과 후처리 기술로 분류하는데, 전처리 기술인 기계적 분리 선별 기술은 연구 개발 중이며, 후처리기술인 습, 건식 제련 기술은 확립되어 있다. 리싸이클링 경제성 측면에서 폐 부품의 기계적 선별 기술에 대하여 집중적으로 연구할 필요가 있다.

• 암석학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.170-183
• /
• 2003

북동 발틱 순상지의 데본기 콜라 알칼리 암석구의 일부에 해당하는 속리복합체는 암맥상으로 산출되는 다양한 규모의 초염기성 림프로파이어를 동반한다. 속리 초염기성 럼프로파이어(lamprophyre)는 암석학적 그리고 지구화학적 특성에 의해 아이리카이트(aillikite)로 분류된다. 속리 아아리카이트가 갖는 높은 Cr과 Ni 함량 그리고 낮은 $Al_2$O$_3$ 함량은 이 암석이 결핍된 맨틀의 하쯔버자이트(harzburgite)로부터 유래되었음을 지시한다. 그러나 킴벌라이트(kimberlite)와 비교하면 Cr, Ni의 한량과 mg-number가 낮고 중희토류원소의 결핍정도가 약한 특징을 보이는데, 이는 기원맨틀의 석류석 함량이 적었고 따라서 용융심도도 킴벌라이트보다 앝았다는 것을 지시한다. 속리 아이리카이트에 함유된 매우 높은 불호정성원소들과 휘발성 성분(주로 $CO_2$)은 근본적으로 결핍된 기원맨틀에 부화된 물질이 첨가되어야 함을 지시한다. 또한 속리 아이리카이트의 특징적으로 높은 K함량으로부터 기원맨틀에 금운모 같은K함량이 높은 광물이 존재하였을 것이라고 추정할 수 있다.

• 자원환경지질
• /
• 제40권1호
• /
• pp.15-28
• /
• 2007

이 연구에서는 보은제일광산 주변 밭토양의 오염정도를 주원소, 희토류원소 빛 미량원소를 이용하여 접근해보았다. 이들 연구결과는 충주, 덕평, 보은 및 추부지역의 것들과 비교되었다. 주성분 원소 중 Fe와 S는 비오염예상지역, 충주 및 보은지역 밭토양의 원소보다 높았다. 오염예상지역에서의 미량윈소는 비오염예상지역, 충주, 덕평, 보은 및 추부지역의 함량보다 높았다. 이들 원소들은 상관성과 분산을 기초로 U, Cd, Ni, Sr, V, Zn 등의 원소들과 As, Co, Cu, Mo, Pb, Sb 등의 원소들로 구분되며 두 그룹의 원소들은 원소간에 양의 상관성을 갖는다. 잠재적 독성윈소들의 부화 계수는 오염예상지역에서 5 이상의 값을 갖으며 비오염예상지역에서는 4 미만의 값을 갖는다. 오염예상지역에서 As, Cd, Co, Cu, Mn, Ni, U 및 Zn 원소의 지누적지수는 1 이상의 값을 갖으며, 비오염예상지역에서는 Mn원소를 제외한 모든 미량원소가 1 미만의 값을 갖는다. 잠재적 독성원소에 대한 부화지수에서 오염예상지역($0.3{\sim}87.0$)과 비오염예상지역($0.4{\sim}3.9$)은 차이를 보였다. 전체적인 오염예상지역 밭토양내 원소들(Fe, S, As, Cd, Co, Cu, Ni, U, Zn)의 높은 함량은 광산활동에 의한 오염을 지시한다.

• 대한지리학회지
• /
• 제44권4호
• /
• pp.463-480
• /
• 2009

전라북도 완주군 봉동읍에 위치한 만경강 하안단구 역층 상부에 퇴적되어 있는 뢰스-고토양 연속층을 대상으로 토양분석과 대자율 측정, 입도 및 원소분석을 행하여 퇴적물의 풍화 특성과 기원지를 검토하였다. 봉동단면은 상부에서 하부로 Layer 1(고토양), Layer 2(뢰스), Layer 3(고토양) 그리고 하안단구 역층으로 이루어진다. 대자율은 뢰스층과 고토양층 사이에 뚜렷한 차이를 보이며, 입도분석 결과는 봉동단면이 하천이나 사면이동이 아니라 바람에 의해 운반되었으며, 중국 뢰스고원이나 대천뢰스보다 상당히 세립질임을 보여준다. 토양분석 중 유기물 함량만이 대자율과 유사한 변화를 보이며, 건조 토색보다는 습윤 토색이 뢰스-고토양 연속층의 특성을 보다 잘 반영한다. 주원소 및 희토류 원소 분석 결과, 봉동단면의 뢰스물질은 중국 뢰스고원과 동일한 기원지 또는 재이동된 물질에 의해 형성되었으며, 퇴적 이후에는 고온다습한 우리나라 기후 환경에서 중국 뢰스고원보다 심하게 풍화작용을 받았다.

• 암석학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.67-87
• /
• 2010

철원분지 화산암류와 관입암류에 대해 암석기재와 화학분석을 하여 층서에 따른 조성변화, 이들의 조구적 위치와 암석성인을 고찰하였다. 화산암류는 궁평층 현무암, 금학산안산암, 유문암질 암층(동막골응회암, 유문암, 지장봉응회암) 순으로 놓이고, 관입암류는 보장산안산암, 화강반암과 산성암맥으로 구성된다. 이화산암류와 관입암류는 칼크알칼리 계열에 속하는 medium-K 내지 high-K 의 현무암, 안산암 및 유문암 계열을 나타낸다. 이들은 주원소와 미량원소가 하커도에서 $SiO_2$의 증가에 따라 대개 직선적인 조성변화를 보여준다. 거미도 패턴과 REE 패턴에서 불호정성원소와 희토류원소가 MORB보다 부화되며 후기층으로 가면서 LREE/HREE의 기울기가 커지고 Eu 부이상이 커지는 화산호의 화학적 특징을 보여준다. 조구조 판별도에서도 이들은 파괴성 판연변부의 조산대 즉 화산호 중에서 대륙호에 속한다. 이들에 의하면 최하부 현무암은 해양판이 대륙지각 아래의 맨틀 속으로 침강하는 섭입대에서 상부 맨틀이 함수유체를 공급받음으로써 부분용융되어 생성된 현무암질 칼크알칼리 마그마로부터 유래되었을 것으로 생각된다. 상부의 안산암과 유문암은 현무암질 마그마로부터 분별결정작용과 약간의 지각물질 혼염에 의해 안산암질 마그마를 거쳐 유문암질 마그마로 진화되었음을 암시한다. 각 화산암은 분화된 마그마가 밀도에 따라 천부 레벨로 순차적으로 상승한 챔버로부터 분출되었을 것이다.

• 암석학회지
• /
• 제26권3호
• /
• pp.271-280
• /
• 2017

동천동 화강암은 경주 동천동 일대에 분포하는 알칼리장석화강암이다. 이는 주로 우백질의 조립질화강암이며 알칼리장석, 석영, 흑운모, 각섬석이 관찰된다. 경하관찰 결과, 알칼리장석은 퍼싸이트로 나타나며, 석영은 주로 파동소광을 보인다. 사장석은 주로 알바이트 쌍정을 보이며, 흑운모와 각섬석은 간극상으로 산출된다. 동천동 화강암은 $(Na_2O+K_2O)/Al_2O_3$ 비가 높고 (MgO+CaO)/FeOT가 낮은 전형적인 A-형 화강암 영역에 도시되며 경상분지 I-형 화강암류에 비해 $SiO_2$, $Na_2O$, $K_2O$, Rb, Ga, Zr이 부화되어 있는 반면 $TiO_2$, $Al_2O_3$, CaO, MgO, Sr, Ba, Sc 등은 결여되어 있다. 또한, 연구지역 화강암은 I-형 화강암에 비해 희토류원소의 함량이 높고 큰 Eu(-) 이상을 보여준다. 이러한 지화학적 특성은 기존에 보고된 경상분지 I-형 화강암류와 뚜렷이 구분된다. 동천동 A-형 화강암은 현재까지 제시된 A-형 화강암의 기원 중 지각 내의 토날라이트질(Tonalite) 내지 화강섬록암의 I-형 화강암의 부분용융으로 만들어졌을 가능성이 높은 것으로 판단된다.