• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2018년도 추계학술논문요약집
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• pp.379-379
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• 2018

MXenes are a new family of 2D transition metal carbide nanosheets analogous to graphene (Lv et al., 2017; Sun et al., 2018). Due to the easy availability, hydrophilic behavior, and tunable chemistry of MXenes, their use in applications for environmental pollution remediation such as heavy metal adsorption has recently been explored (Li et al., 2017). In this study, three-dimensional (3D) MXene ($Ti_3C_2T_x$) films with high adsorption capacity, good mechanical strength, and high selectivity for specific radionuclide from aquose solution were successfully fabricated by a polymeric precursor method using vacuum-assisted filtration. The highest removal efficiency on the films was 99.54%, 95.61%, and 82.79% for $Sr^{2+}$, $Co^{2+}$, and $Cs^+$, respectively, using a film dosage of 0.06 g/ L in the initial radionuclide solution (each radionuclide concentration = 1 mg/L and pH = 7.0). Especially, the adsorption process reached an equilibrium within 30 min. The expanded interlayer spacing of $Ti_3C_2T_x$ sheets in MXene films showed excellent radionuclide selectivity ($Cs^+$ and/or $Sr^{2+}/Co^{2+}$) (Simon, 2017). Besides, the MXene films was not only able to be easily retrieved from an aqueous solution by filtration after decontamination processes, but also to selectively separate desired target radionuclides in the solutions. Therefore, the newly developed MXene ($Ti_3C_2T_x$) films has a great potential for radionuclide removal from aqueous solution.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권6호
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• pp.1201-1207
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• 2020

This study explored whether MXene (Ti₃C₂T_x) could remove radioactive Cs⁺ from model nuclear wastewater. Various adsorption tests were performed and the physical aspects of the interaction were investigated. We varied the MXene dosage, Cs⁺ initial concentration, solution pH, solution temperature and exposure time. MXene adsorption exhibited very fast kinetics, based on the fact that equilibrium was achieved within 1 h. MXene exhibited an outstanding adsorption capacity (148 mg g^-1) at adsorbent and adsorbate concentrations of 5 and 2 mg L^-1, respectively, at neutral pH condition (i.e., pH 7). We explored Cs⁺ adsorption by MXene in the presence of four different ions (NaCl, KCl, CaCl₂ and MgCl₂) and three different organic acids (sodium oleate, oxalic acid, and citric acid). The Cs⁺ removal rate changed in the presence of these components; adsorption of Cs⁺ by MXene thus involved ion exchange, supported by both Fourier-transform infrared spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. We confirmed that MXene was re-usable for at least four cycles. MXene is cost-effective and practical when used to adsorb radionuclides (e.g., Cs⁺) in nuclear wastewater.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.183-188
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• 2017

최근, 감마선 조사기의 자동 원격 조사 제어기가 오동작하여 방사선작업종사자가 방사선 피폭 사고가 지속적으로 보고되고 있다. 이에 NDT 분야에서는 방사선에 대한 잠재적 사고를 미연에 방지하기 위한 방사선원 모니터링 시스템 구축에 많은 시간과 재원을 투자하고 있다. 이에 본 연구에서는 다양한 비파괴검사장비에 범용적으로 적용할 수 있는 방사선원 위치 모니터링 시스템의 개발을 위한 선행연구로써 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 산화납 기반 방사선 검출기에 대한 감마선 응답 특성을 모의 추정하였다. 연구 결과, 방사선 검출기의 최적화 두께는 방사선원에서 방사되는 감마선 에너지에 따라 상이하며 에너지가 증가함에 따라 최적화 두께가 점차 증가하는 것으로 나타났다. 결론적으로 PbO 기반 방사선 검출기의 최적화 두께는 Ir-192에 대하여 $200{\mu}m$, Se-75 $150{\mu}m$, Co-60 $300{\mu}m$로 분석되었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 범용적으로 적용하기 위하여 2차 전자 평형을 고려한 PbO 기반 방사선 검출기의 적절한 두께는 $300{\mu}m$로 평가되었다. 이러한 결과는 차후 다양한 NDT 장비에 범용적으로 적용하기 위한 방사선원 위치 모니터링 시스템을 개발 시 방사선 검출기에서 요구되는 적절한 두께를 결정하는데 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.79-79
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• 2001

최근 서울의 각 지하철역에서의 라돈농도 측정결과가 각 일간지 및 방송에 보도되면서 서울시의회업무 보고 및 국정감사에서도 중요한 이슈의 하나로 부각되었다. 라돈에 관한 미환경청(USEPA)의 규제치(action level)는 4pCi/L이며 이때의 방사평형인자는 0.5로 되어있다. 서울시에서는 2000년도에 195개소 즉 175개역사와 20개소의 환승통로에 대한 라돈농도에 대한 장단기농도 측정과 1999년도에는 라돈자핵종을 분석하여 이를 바탕으로 라돈방사평형인자를 구한바 있다. (중략)

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권1호
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• pp.1-10
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• 2018

A simplified flowsheet for pyroprocessing commercial spent fuel is proposed in which the only salt treatment step is actinide drawdown from electrorefiner salt. Actinide drawdown can be performed using a simple galvanic reduction process utilizing the reducing potential of gadolinium metal. Recent results of equilibrium reduction potentials for Gd, Ce, Nd, and La are summarized. A description of a recent experiment to demonstrate galvanic reduction with gadolinium is reviewed. Based on these experimental results and material balances of the flowsheet, this new variant of the pyroprocessing scheme is expected to meet the objectives of minimizing cost, maximizing processing rate, minimizing proliferation risk, and optimizing the utilization of geologic repository space.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제6권1호
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• pp.25-30
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• 1981

단일집진법(單一集塵法)을 써서 공기부유진중(空氣浮游塵中)에 존재(存在)하는 라돈 붕괴생성물(崩壞生成物), 즉, RaA, RaB 및 RaC 의 방사능(放射能)(또는 농도(濃度))을 측정(測定)하였다. 이것은 단일집진장치(單一集塵裝置)를 이용하여 평균공격(平均孔隔)(mean pore size)이 $0.8{\mu}m$인 membrane 노지(瀘紙)에 채취(採取)한 시료(試料)의 전(全) 알파방사능(放射能)을 시차별(時差別)로 측정(測定)한 후 그 결과(結果)로부터 라돈 붕괴생성물(崩壞生成物)의 농도(濃度)를 Ci 또는 WL(working level) 단위(單位)로 산출(算出)하는 방법(方法)이다. 여기서는 농도외(濃度外)에도 농도치(濃度値)의 표준편차(標準偏差) 및 라돈 붕괴생성물(崩壞生成物)의 방사평형상태(放射平衡狀態)를 나타내는 방사평형인자(放射平衡因子)와 방사평형비(放射平衡比)를 구(求)하였다. Ci 및 WL단위(單位)로 주어진 라돈 붕괴생성물(崩壞生成物)의 농도(濃度)는 실험기간중(實驗期間中) 각각 $0.30{\sim}2.36pCi/l$ 및 $0.89{\times}10^{-3}{\sim}6.57{\times}10^{-3}WL$로서 시간적(時間的) 요동이 심하였는데 대개 하루중(中) 오전(午前)에 높고 오후(午後)에 낮은 현상을 보여 주었다. RaA, RaB 및 RaC의 농도산출(濃度算出)에 따른 표준편차(標準偏差)는 각각 ${\pm}57.75%,\;{\pm}22.32%$ 및 ${\pm}31.29%$였으며 방사평형인자(放射平衡因子)는 평균(平均) 0.322였다. 그리고 RaA를 모핵종(母核種)으로 가정(假定)했을 때 각핵종간(各核種間)의 방사평형비(放射平衡比)는 대개 $C_1>C_2>C_3$인 것으로 나타났다. 여기서 $C_1,\;C_2$ 및 $C_3$는 각각 RaA, RaB 및 RaC의 농도(濃度)를 나타낸다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권4호
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• pp.295-303
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• 2012

한국원자력연구원의 지하처분연구시설인 KURT 주변의 지하수 유동 환경과 관련하여 수집 및 분석된 자료를 바탕으로, 가상의 처분장에서 누출된 방사성 핵종의 이동 현상을 시간 영역(time domain)에서 계산하였다. KURT에서 실시된 현장 시험에서 밝혀진 수리지질학적 특성을 바탕으로 지하수 유동 모의를 실시하였고, 그 결과를 통해 파악된 지하수 유동 경로를 따라 방사성 핵종이 이동하는데 걸리는 시간은 시간 영역에서 용질 이동 모의를 하는 TDRW(Time Domain Random Walk) 방식을 통해 평가하였다. 이류(advection)와 분산(dispersion) 현상 외에 방사성 핵종의 붕괴(decay), 평형 흡착(equilibrium sorption), 암반 기질로의 확산(matrix diffusion) 현상이 용질의 이동 시간에 영향을 주는 것으로 설정되었다. 모의 결과를 통해 방사성 핵종과 지하 매질의 특성에 의한 흡착 현상, 기질 확산 현상이 핵종 이동에 미치는 영향이 분석되었으며, 방사성 핵종의 연쇄 KURT 부지 환경에 위치한 가상의 처분 시설에서 누출되는 방사성 핵종의 이동을 Time Domain에서 해석하는 방법에 관한 연구 반응에 의한 영향도 평가하였다. KURT 부지 환경에서 지표로 유출될 수 있다고 계산된 방사성 핵종의 유출량은 처분장에서 누출될 수 있는 양의 $10^{-3}$배 미만이었고, 암반 기질로의 확산 및 흡착이 고려되면 그 비율이 더욱 낮아졌다. 본 연구에서 사용된 핵종 이동 모의 방법은 방사성붕괴나 흡착, 확산 등 이동 지연 현상을 고려하면서 핵종의 이동 시간을 계산할 수 있어 안전성 평가에서 요구되는 심부 지하에서의 방사성 핵종 이동 관련 자료를 작성하는데 활용될 수 있을 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제42권3호
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• pp.158-165
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• 2017

Background: Nuclear facilities in South Korea have generally adopted pressurized ion chambers to measure ambient gamma ray exposure rates for monitoring the impact of radiation on the surrounding environment. The rates assessed with pressurized ion chambers do not distinguish between natural and man-made radiation, so a further step is needed to identify the cause of abnormal variation. In contrast, using NaI(Tl) scintillation detectors to detect gamma energy rates can allow an immediate assessment of the cause of variation through an analysis of the energy spectra. Against this backdrop, this study was conducted to propose a more effective way to monitor ambient gamma exposure rates. Materials and Methods: The following methods were used to analyze gamma energy spectra measured from January to November 2016 with NaI detectors installed at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) dormitory and Hanbat University. 1) Correlations of the variation of rates measured at the two locations were determined. 2) The dates, intervals, duration, and weather conditions were identified when rates increased by $5nSv{\cdot}h^{-1}$ or more. 3) Differences in the NaI spectra on normal days and days where rates spiked by $5nSv{\cdot}h^{-1}$ or more were studied. 4) An algorithm was derived for automatically calculating the net variation of the rates. Results and Discussion: The rates measured at KAERI and Hanbat University, located 12 kilometers apart, did not show a strong correlation (coefficient of determination = 0.577). Time gaps between spikes in the rates and rainfall were factors that affected the correlation. The weather conditions on days where rates went up by $5nSv{\cdot}h^{-1}$ or more featured rainfall, snowfall, or overcast, as well as an increase in peaks of the gamma rays emitted from the radon decay products of $^{214}Pb$ and $^{214}Bi$ in the spectrum. This study assumed that $^{214}Pb$ and $^{214}Bi$ exist at a radioactive equilibrium, since both have relatively short half-lives of under 30 minutes. Provided that this assumption is true and that the gamma peaks of the 352 keV and 1,764 keV gamma rays emitted from the radionuclides have proportional count rates, no man-made radiation should be present between the two energy levels. This study proved that this assumption was true by demonstrating a linear correlation between the count rates of these two gamma peaks. In conclusion, if the count rates of these two peaks detected in the gamma energy spectrum at a certain time maintain the ratio measured at a normal time, such variation can be confirmed to be caused by natural radiation. Conclusion: This study confirmed that both $^{214}Pb$ and $^{214}Bi$ have relatively short half-lives of under 30 minutes, thereby existing in a radioactive equilibrium in the atmosphere. If the gamma peaks of the 352 keV and 1,764 keV gamma rays emitted from these radionuclides have proportional count rates, no man-made radiation should exist between the two energy levels.

• 분석과학
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• 제16권1호
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• pp.39-47
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• 2003

시료 전처리가 필요 없는 감마선 분광분석법을 이용하여 지하수 중의 라듐 ($^{226}Ra$) 분석을 위한 측정법을 확립하였다. 방사평형된 딸핵종을 이용한 라듐의 분석 시 가장 문제가 되는 대기 중 라돈 딸핵종에 의한 바탕계수는 측정함 내부로 질소가스를 흘려주므로써 해결하였고, 라듐과 그 딸핵종들 사이의 방사평형 과정에서 생성된 라돈가스의 용기 외부로의 누출은 밀폐된 알루미늄 용기를 사용함으로써 방지할 수 있었다. 또한 측정용기 내부의 공기층에 의한 방사능 변화정도를 조사하기 위하여 임의로 공기층을 만들어 측정한 결과, 물 속에 녹은 라돈의 공기층으로의 발산에 의한 방사능 변화정도는 통상적인 측정오차인 5% 범위 이내였다. 측정 시 검출기 주위로 질소가스를 흘려줌으로서 대기 중 라돈 딸핵종에 의한 간섭을 제거하였고, 검출하한값을 0.02 Bq/L로 낮출 수 있었다. 이는 최근 US Environmental Protection Agency (EPA)에 의하여 제안된 지하수 중의$^{226}Ra$ Maximum Contaminant Level (MCL)인 0.74 Bq/L보다 충분히 작은 값으로서 감마선 분광법을 이용하여 지하수 중의 라듐을 방사능 농도를 정확히 결정할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제20권2호
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• pp.151-160
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• 2022

The sorption of Eu on MX-80 bentonite in Na-Ca-Cl solutions is investigated at a molal proton concentration (pH_m) range of 3 to 10 and an ionic strength (I) range of 0.1 to 6 m (mol·kgw^-1). The sorption equilibrium of Eu on MX-80 is achieved within 14 to 21 d at I = 0.1 and 6 m. The sorption distribution coefficient (K_d) values of Eu for MX-80 increase as pH_m increases from 3 to 6 for all I values, and they are independent of pH_m between 8 and 10 at I ≥ 0.5 m. Meanwhile, at I = 0.1 m, the K_d value at pH_m = 10 is slightly lower than those at pH_m = 8 and 9. The K_d values are not affected by the I values between 0.5 m and 6 m, whereas the K_d value at I = 0.1 m is greater than those at I ≥ 0.5 m, except at pH_m = 10. A two-site protolysis nonelectrostatic surface complexation and cation exchange sorption model is applied to the Eu sorption data for I ≤ 4 m, and the equilibrium constants of the sorption reactions are estimated.