• 방사성폐기물학회지
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• 제17권4호
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• pp.375-387
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• 2019

본 연구에서는 최근 개발중인 360 다발 장전용량의 중수로 사용후핵연료 운반용기에 대한 설계기준연료의 방사선원항 평가와 용기외부에서의 방사선량률 계산을 수행하였다. 그리고 국·내외 방사선적 안전성평가와 관련한 기술기준 부합여부를 판단하고 결과의 적합성을 제시하였다. 방사선원항으로 작용하는 설계기준연료 선정을 위해 월성원전에서 운영중인 운반 용기 및 두 가지 방식의 건식저장시설에 적용된 설계기준연료의 사양 및 특성을 조사하였다. 각 운반·저장 시스템 별 설계 기준연료의 연소도, 최소 냉각기간 및 중간저장시설로의 운반시점 등을 바탕으로 연소도 7,800 MWD/MTU와 최소 냉각기간 6년을 설계기준연료로 설정하였다. 설계기준연료의 방사선원항은 SCALE 전산코드의 ORIGEN-ARP모듈을 이용하여 평가하였다. 운반용기의 방사선차폐평가는 MCNP6 전산코드를 이용하였으며, 기술기준에서 요구하는 운반용기 외부에서의 방사선량률 평가를 정상 및 사고조건으로 구분하여 수행하였다. 방사선량률 평가결과, 정상운반조건의 운반용기 표면 및 운반용기 표면 2 m 이격지점에서 계산된 최대 방사선량률은 각각 0.330 mSv·h^-1와 0.065 mSv·h^-1로 도출되어 선량률 제한치인 2.0 mSv·h^-1와 0.1 mSv·h^-1를 모두 만족하는 결과를 도출하였다. 또한 운반사고조건하 운반용기 표면 1 m 지점에서의 최대 방사선량률은 0.321 mSv·h^-1로서 기술기준인 10.0 mSv·h^-1 미만으로 평가되어, 대용량 중수로 사용후핵연료 운반용기는 방사선적 안전성을 확보하는 것으로 나타났다.

• 정신신체의학
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• 제20권2호
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• pp.75-81
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• 2012

연구목적 : 갑상샘암 환자는 수술 및 방사성 요오드치료를 포함한 치료과정 동안 우울, 불안을 포함한 정서적 디스트레스(distress)를 경험할 수 있다. 이번 전향적 연구는 분화갑상샘암 환자의 치료과정 중 수술 전, 수술 후, 일시적 갑상샘 기능저하 상태의 세 시점에서 우울과 불안 정도를 비교하기 위해 시행되었다. 방 법 : 병원우울불안척도와 디스트레스온도계를 사용하여 41명의 분화갑상샘암 환자의 수술 전, 수술 후, 일시적 갑상샘 기능저하 상태의 우울, 불안 정도를 순차적으로 측정하였다. 전체 환자군을 대상으로 치료과정에 따른 디스트레스의 변화를 비교하였고, 디스트레스온도계로 측정한 스트레스 점수 4점을 기준으로 스트레스가 높은 군과 낮은 군으로 나누어 디스트레스의 변화를 비교하였다. 모든 통계분석은 Window용 IBM SPSS (PASW) 18.0을 이용하였으며 디스트레스의 변화는 반복측정 분산분석으로 분석하였다. 결 과 : 병원불안우울척도의 불안점수는 수술 전($6.93{\pm}3.97$)이 수술 후($4.22{\pm}2.92$) 및 일시적 갑상샘 기능저하상태($4.93{\pm}3.64$)에서 보다 유의하게 높았다. 한편, 스트레스가 높은 군과 낮은 군에서 병원우울불안척도의 불안점수는 측정시기별로도 유의한 차이를 보였고 두 집단 사이에도 유의한 차이를 보였고 병원우울불안척도의 측정시기별 차이는 유의하지 않았고 두 집단간의 차이만 유의하였다. 결 론 : 분화갑상샘암 환자의 치료과정에서 유도되는 갑상샘 호르몬 결핍은 분화갑상샘암 환자의 정서적 디스트레스에는 유의한 영향을 미치지 않는다. 분화갑상샘암 환자들에서의 정서적 디스트레스는 수술 전에 경험하는 불안감 및 염려와의 연관성이 높아보이며, 수술 전 정서적 디스트레스에 대한 평가와 스트레스 감소를 위한 개입이 필요하다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권2호
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• pp.117-131
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• 2006

한국의 고준위폐기물 기준 처분 시스템의 공학적 방벽에서의 T-H-M(Thermo-Hydro-Mechanical) 거동 실증을 위한 KENTEX(KAERI Engineering-scale T-H-M Experiment for Engineered Barrier System)실험 장치를 대상으로 열-수리-역학 연동현상 해석을 하여 온도, 포화도 및 응력의 변화를 예측하였다. 그리고 이들 변수와 열-수리-역학의 연동현상에 사용된 세물성법칙인 탄성물성법칙, 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙과의 관계를 분석하였다. 열-수리-역학 연동현상을 계산하는 데는 상용 유한요소 코드인 ABAQUS를 사용하였다. 열 계산에서 벤토나이트 내 온도는 히터 가열 후 초기에는 급격히 증가하다가 얼마의 시간이 경과한 후에는 거의 일정한 값에 도달하였다. 이 도달시간은 약 37.5일로 반경방향의 모든 지점(H=0.68m 일때)에서 정상상태에 도달한 것을 알 수 있었다. 즉, 히터와 벤토나이트 경계면에서는 $90^{\circ}C$, 벤토나이트와 외부 셀 경계면에서는 약 $70^{\circ}C$를 유지하였다. 열-수리-역학 연동현상 계산에서 시간에 따른 벤토나이트 포화도는 탄성 물성법칙, 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙의 세 경우 모두 거의 차이가 없었다. 열-수리-역학 계산 결과와 수리-역학 계산 결과의 비교에서 온도의 증가는 탄성 물성법칙 및 공극탄성 물성법칙 각각에 대해 시간이 경과함에 따라 포화도가 증가함을 초래해 포화가 빨리 진행됨을 알 수 있었다. 특히 히터에 가까운 쪽에서는물이 침투하고 있는 쪽 보다 포화도 증가가 큰 것으로 나타나 벤토나이트가 물로 포화되기 전의초기상태가 온도의 영향을 많이 받는 것을 알 수 있었다. 또한 응력은 세 물성 법칙 모두 시간의 경과에 따라 증가하는 경향을 보이나 탄성 물성법칙의 경우가 다른 두 경우보다 현저한 변화를 보이는데 이는 변형율이 탄성한계를 넘어서도 계속 작용하여 공극비 변화를 고려한 다른 두 물성법칙과 차이가 있음을 나타내고 있다. 그러나 공극탄성 물성법칙 및 공극탄성-소성 물성법칙의 경우에 열-수리-역학 계산 결과와 수리-역학 계산 결과를 비교하면 시간이 경과함에 따라 응력은 증가하지만 온도의 변화에 따른 서로의 응력의 차이는 작은 것을 알 수 있다. 즉 온도변화의 영향보다는 시간에 따른 포화도 변화의 영향이 더 큰 것으로 생각된다. 따라서 벤토나이트의 열-수리-역학 연동현상 해석에서 벤토나이트는 온도의 증가로 포화가 빨라지고, 포화도 증가는 응력을 증가시키는 결과를 보이므로 공극비, 열팽창 및 팽윤압 등의 영향을 받고 있는 것으로 이해된다. 그래서 벤토나이트의 열-수리-역학 연동현상 해석에서 벤토나이트는 공극비, 열팽창 및 팽윤압 등의 영향을 받으므로 탄성과 소성을 동시에 고려할 수 있는 물성법칙을 선택하는 것이 바람직하다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권4호
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• pp.347-353
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• 2010

사용후핵연료를 파이로 건식처리하면 사용후핵연료 자체 내에 존재하는 세슘, 스트론튬, 초우라늄 계열 등이 중간저장 되어 영구처분 방사선원항에서 제외되므로 사용후핵연료집합체를 구성하는 구조재, 즉 금속폐기물의 방사선원항이 중요해지게 된다. 따라서 본 연구에서는 $17{\times}17$ KOFA 사용후핵연료 10 톤이 파이로 건식처리 되었을 경우를 가정하여 각 구조재 부품별로 방사선원항 특성을 분석하였다. 우선 구조재 부품별로 질량 및 부피를 상세히 계산하였다. 핵연료 상단 및 하단 고정체에서의 중성자스펙트럼이 노심과 다르므로 각 구조재 부품별로 핵반응단면적라이브러리를 KENO-VI/ORIGEN-S 모듈로 직접 생산하였으며, 이를 적용하여 ORIGEN-S 코드로 방사화 방사선원항을 평가하였다. 평가결과 원자로 방출후 10 년 시점에서의 방사능세기, 붕괴열, 위해지수 값은 각각 $1.40{\times}10^{15}$ Bequerels, 236 Watts, $4.34{\times}10^9m^3$-water 로 나타났으며, 이는 사용후핵연료 자체 값의 0.7 %, 1.1 %, 0.1 %에 해당하는 값이다. 방사능세기, 붕괴열, 위해지수 모든 측면에서는 금속폐기물 전체물량의 1 %만을 차지하는 인코넬 718 그리드판이 가장 중요한 것으로 평가되었으며, 특히 이를 따로 분리하여 관리하면 금속폐기물 전체 방사능세기를 20~45 % 정도, 위해지수를 30~45 % 정도 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 전체적으로 볼 때, 금속폐기물의 방사능세기 및 위해지수는 처분시스템 설계 시 중요한 인자로 고려되어야 하나, 붕괴열은 그 열량이 작아 중요하지 않은 것으로 나타났다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권4호
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• pp.319-327
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• 2010

공학적 안전설비 공기정화계통과 관련된 실험 수행을 위해 원자력등급 ESF 공기정화계통 시뮬레이터를 설계, 제작, 검증하였다. 영광 5,6호기 주제어실 공기정화계통의 공급자 정보, 도면 등을 기준으로 실사를 통해 치수를 확인하여 3D CAD 모델을 작성하였다. 모델과 현장 계통의 실측 유량을 기준으로 CFD 분석을 수행하였다. 공기정화계통으로 유입되는 공기는 $30^{\circ}C$, 유동형태는 균일한 것으로 가정하고, 검사 기록지에 의한 주제어실 ESF 공기정화계통의 유량이 12,986 CFM이고, $610{\times}610mm^2$의 HEPA 필터가 9개 설치되어 있으므로 HEPA 필터 단면를 지나는 유속은 1.83 m/s이다. 주제어실 공기정화계통 모델링시 공기 유동이 흐르지 않는 필터 테두리 지지대를 고려하여 현장과 유사한 유동현상을 모사하였다. 약 8 m/s로 기록된 활성탄 흡착기 하단의 공기유동은 별도의 분석을 통해 7 m/s 이상의 유속이 모사되도록 CFD 분석하였다. 연료건물 비상배기계통 및 비상노심냉각계통 기기실 배기정화계통의 공기정화계통에 대해서도 CFD 분석한 결과, 시뮬레이터의 유속을 조절하면 세가지 ESF 공기정화계통을 모두 모사할 수 있음을 확인하였다. CFD 분석 후 시뮬레이터를 원자력등급으로 제작하였고, 본 실험에 착수하기 전에 공기유동 분포도실험을 통해 시뮬레이터의 신뢰도를 검증하였다. 검증결과 중급 필터를 장착한 상태에서 시뮬레이터의 필터 지지대 부분을 제외한 내부에서 공기유동이 고르게 분포함을 확인하였고, 제작된 시뮬레이터는 Reg. Guide 1.52(Rev.3) 개정 내용 확인을 위한 실험에 사용되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권4호
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• pp.311-318
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• 2010

공학적 안전설비 공기정화계통의 규제지침인 Reg. Guide 1.52(Rev.3)의 변경사항중 성능시험과 관련한 운전가능성 시험시간 단축, HEPA 필터 현장누설시험용 시험물질 변경 및 활성탄 성능시험 Methyl Iodidie 투과허용율 상향 변경을 영광 5,6호기에 적용하고자, 모사실험장치와 현장 설비를 활용하여 기술적 타당성을 확인하는 실험을 수행하였다. 10시간 이상의 장시간 운전가능성 시험을 통해 계통내 습분을 제거하여도 시험후 1~4일만에 회복됨을 확인하여 운전가능성 시험은 기기적 운전가능성 점검에 적합한 매월 15분 이상의 시험을 수행하는 것이 타당함을 확인하였다. HEPA 필터 현장누설시험용 시험물질 변경을 위해 DOP와 PAO의 에어로졸 입자크기, 발생량, 누설인지도를 비교한 결과 PAO는 원전에서도 DOP 대체시험물질로 사용 가능함을 확인하였다. 베드깊이 4 인치 이상의 활성탄여과기에 대한 Methyl Iodide의 투과율 허용치가 0.175 %에서 0.5 %로 상향 변경된 것은, ASTM D3803(1989)으로의 활성탄 성능시험 방법 변경에 따른 것으로서, $30^{\circ}C$ 상대습도 95 %에서의 Methyl Iodide 투과허용율 0.5 %가 사용 중 활성탄의 성능을 시험하기에 충분히 보수적인 시험방법임을 확인하였다. 본 실험 결과를 바탕으로 영광 5,6호기는 인허가변경을 완료하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제6권3호
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• pp.217-224
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• 2008

사용후핵연료 심지층처분에 있어서 처분용기의 건전성 확보는 내부에 적재되어 있는 사용후핵연료로부터 방사성물질이 누출되는 것을 방지하고 격리하여 처분장의 안전성을 보증하기 위한 필수적인 인자이다. 이러한 처분용기는 심지층 처분의 목적인 방사성 독성이 인간 및 자연환경에 영향을 미치지 않도록 장기간 동안 격리하고 누출을 지연시키기 위한 공학적 방벽의 중요한 요소 중의 하나이다. 심지층 처분장 설계시 주요한 요건은 처분시스템의 안전성을 유지를 위하여 처분용기에 적재되어 있는 폐기물로부터 발생된 붕괴열로 인하여 완충재의 온도가 100$^{\circ}C$를 넘지 않도록 하는 것이다. 또한, 처분용기는 지하 심부 500 m 깊이에서의 수압과 완충재의 팽윤압 등 하중에 구조적 건전성을 유지하여야 한다. 본 연구에서는 직접 처분대상으로 고려하고 있는 중수로(CANDU) 사용후핵연료에 대한 처분용기의 개선된 개념을 설정하고, 심지층 처분환경에서의 열적 및 구조적 안정성을 분석하였다. 열적 안정성 해석결과 처분터널 및 처분공 간격이 40 m, 3 m 인 경우 처분 후 37년이 경과한 후에 처분용기 표면온도가 최고 온도에 도달하며, 이때 온도는 88.9$^{\circ}C$로서 처분장 온도제한 요건(100$^{\circ}C$)에 만족하였다. 또한, 정상적인 경우와 극 상황에 따른 하중에 대한 처분용기 구조해석 결과 안전율은 각각 2.9와 1.33 으로 나타나 심한 지층 처분환경에서 처분용기는 구조적 건정성을 유지하는 것으로 판단되었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제39권2호
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• pp.199-208
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• 2016

$^{99}mTc-MAG_3$ 동적 신장 검사는 $^{99}mTc-MAG_3$를 이용하여 방사성 의약품이 신장에 섭취되고 배설되는 과정을 멈춤 없이 동적으로 영상화 하는 방법이다. 검사 시작 후 1~2.5분 사이 좌우 신장에서의 비율을 측정하여 상대적 신장기능비를 측정할 수 있으며, 총 신장 기능을 기준으로 상대적 신장기능비를 비율로 나타낼 수 있다. 본 연구는 일반적인 신장 검사 방법인 후면 검출기만 이용해 계수된 데이터로 구해진 상대적 신장기능비와 전면, 후면 검출기 모두로 계수한 뒤 기하평균을 이용해 얻어진 데이터로 구해진 상대적 신장기능비를 비교하여, 좌우 신장 깊이 차이가 상대적 신장기능비에 미치는 영향을 알아보고, 기하평균의 신장 깊이차에 따른 감쇠 보정 효과의 유용성에 대해 연구하고자 한다. 2015년 7월부터 2016년 2월 사이에 $^{99}mTc-MAG_3$ 동적 신장 검사를 시행한 33명의 환자(남자 13명, 여자 20명, 평균나이 44.66세, 범위 5세~70세, 평균키 160.40 cm, 평균 몸무게 55.40 kg)를 대상으로 하였다. 신장 깊이를 측정한 결과. 왼쪽 신장은 평균 65.82 mm, 오른쪽 신장은 71.62 mm로 나타났다. 33명의 환자들 중 30명의 환자에게서 전면과 후면 검출기로 계수하여 기하평균을 적용한 상대적 신장기능비가 후면 검출기로만 얻어진 정보를 가지고 구해진 상대적 신장기능비보다 깊게 위치한 신장의 비가 상승하고, 얕게 위치하고 있는 신장의 비가 떨어지는 결과가 나왔다. 깊게 위치하고 있는 신장과 검출기 사이의 감쇠가 보정된 결과라고 사료되며, 신장 혹은 신장 주변에 병변이 있는 경우, 척추의 기형, 이소 신장의 경우, 이식신장을 가지고 있는 환자 중 본래의 신장을 제거하지 않은 환자의 경우 등 좌우 신장의 깊이 차이가 나는 경우 깊게 위치하고 있는 신장의 비를 보정해 주어 기존에 일반적으로 시행되어지고 있는 검사 방법(후면 검출기 계수)과 비교했을 때, 정확한 상대적 신장기능비를 계산할 수 있을 것이라 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제17권1호
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• pp.43-51
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• 1999

목적 : 연부조직종양을 제거한 직후 조직내 방사선치료용 도관을 삽입하여 근접방사선치료를 시행했던 증례들을 토대로 고선량율 조직내 방사선치료의 시술방법, 치료시기, 선량, 및 부작용 등에 대해 논의 하고자 한다. 재료 및 방법 : 1995년 5월에서 1997년 12월까지 10명의 원발성 혹은 재발성의 연부조직종양 환자가 종양의 제한적 절제술 후에 조직내 방사선치료 및 외부방사선치료를 시행받았다. 종양을 제거한 직후 도관을 종양이 있었던 자리에 1~l.5cm 간격으로 삽입하였고 종양 가까이에 신경혈관속 혹은 뼈가 있었던 경우에는 젤폼, 근육, 혹은 tissue expander로 덮어 이들 중요 구조물들과 도관이 적어도 0.5cm 간격을 유지하도록 하였다. 조직내 방사선치료는 이리디움-192가 장착된 고선량율 근접방사선치료기를 사용하여 수술 후 6일째부터 시작하였고 동위원소의 중심축으로부터 1cm 거리에 총 12~15Gy(2~2.SGy/fraction)를 일일 2회씩 3일간 시행하였다. 수술 후 한 달 이내에 외부방사선치료를 시행하였으며 총 50~55Gy를 조사하였다. 결과 : 모든 환자가 감염이나 출혈과 같은 근접방사선치료와 직접 관련된 부작용 없이 계획되어진 조직내 방사선치료를 마쳤다. 중앙 추적관찰기간 25개월째(범위 12~41개월)까지 국소재발은 관찰되지 않았고 RTOG/EORTC 등급 3 혹은 4의 만성 부작용도 없었다. 결론 : 주위정상조직에 조사되는 방사선량을 최소화하면서 수술 후 단기간 내에 시행할 수 있는 고선량율 조직내 방사선치료는 연부조직종양의 제한적 수술 후의 치료방법으로써 안전하고 손쉽게 이용할 수 있으며 또한 치료효과 및 부작용 측면에서도 우수한 치료방법이다.

• 한국광물학회지
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• 제29권2호
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• pp.59-71
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• 2016

방사성 폐기물의 주요 성분 중 하나인 Cs의 자연에서 정출되는 제올라이트인 차바자이트(chabazite)에 대한 흡착 특성을 알아보기 위해 XRD, EPMA, EC, pH, ICP 분석방법을 이용하여 동정 및 화학성분 분석을 하였다. 그리고 추가적으로 양이온 교환능력을 확인하였고 시간과 농도에 따른 Cs 흡착 및 타 양이온($Li^+$, $Na^+$, $K^+$, $Rb^+$, $Sr^{2+}$)에 대한 경쟁흡착 실험을 실시하였다. 본 연구에 사용된 차바자이트의 화학식은 $Ca_{1.15}Na_{0.99}K_{1.20}Mg_{0.01}Ba_{0.16}Al_{4.79}Si_{7.21}O_{24}$였고 Si/Al 비율과 양이온 교환능력은 각각 1.50와 238.1 meq/100 g으로 측정되었다. 시간과 농도에 따른 Cs 흡착 등온 실험결과를 흡착 반응 속도 모델과 등온 흡착 모델에 적용해본 결과 각각 유사 2차 반응과 Freundlich 모델에 부합하였으므로 고체 표면에 흡착 물질이 2개 이상의 다중 흡착 층을 이루는 것을 알 수 있으며 모델로부터 유도되는 상수 값을 통해 차바자이트의 Cs 흡착 능력정도를 평가하였다. 경쟁 흡착 실험 결과 이온의 종류에 따라 이온 교환되어 차바자이트 내에 존재하는 Cs의 몰 분율에서 차이를 보였다. 각 양이온과 세슘과의 액체에서 고체 내로 흡착되는 경쟁 경향이 $Na^+$, $Li^+$, $Sr^{2+}$, $K^+$ 그리고 $Rb^+$ 순으로 선택성이 있었으며 이는 수화 직경의 순서와 유사한 양상을 보였다. Kielland 도시법을 이용하여 Cs과 타 양이온의 교환 평형관계를 도시해 보았을 때에는 $Sr^{2+}$가 가장 선택성이 높았으며 그 다음으로 $Na^+$, $Li^+$, $K^+$, $Rb^+$ 순으로 선택성이 나타났고 모든 타 양이온에 대하여 양의 값을 나타내었다. Kielland 도시법에서 나타나는 평형상수 값의 순서는 열역학 및 반응 속도론적인 의미를 내포하고 있으므로 수용액에서 공극 내로 들어가는 Cs은 $Sr^{2+}$과의 공존 시 선호도가 높다는 것을 알 수 있다. 이는 경쟁하고 있는 수화된 양이온 간의 직경 차이가 원인일 것으로 추측된다. 본 연구 결과는 차바자이트가 높은 Cs 친화력을 가지는 것을 보여줌으로써 방사성 물질로 오염된 물에서 Cs을 선택적으로 교환할 수 있음을 보여주고 있다.