• 정보저장시스템학회논문집
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• 제1권2호
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• pp.127-131
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• 2005

We report a nanometer scale mark formation using a $PtO_x$ thin film or a TbFeCo rare-earth transition metal film and the mechanism. The multi-layer samples($ZnS-SiO_2/PtOx/ZNS-SiO_2,\;ZnS-SiO_2/TbFeCo/ZnS-SiO_2$) were prepared with a magnetron sputtering method on a polycarbonate or a glass substrate. By laser irradiation of approximately a few nanoseconds, nanometer scale marks were fabricated. During the fabrication process, the thin films were thermally reacted or inter-diffused during the laser irradiation. 75 nm bubble marks in the PtOx multi-layer sample by an approximately 4-ns laser irradiation. Inside the bubble mark, Pt particles with a few nanometer sizes are distributed. The $50{\sim}100$ nm bubble marks in the TbFeCo multi-layer sample by a few nanosecond laser irradiations. We will report the detail structure of the samples, the bubble mark formation process and the mechanism.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.70.1-70.1
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• 2012

In-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and infrared (IR) spectroscopy studies of SOFC cathode materials will be discussed in this presentation. The mixed conducting perovskites (ABO3) containing rare and alkaline earth metals on the A-site and a transition metal on the B-site are commonly used as cathodes for solid oxide fuel cells (SOFC). However, the details of the oxygen reduction reaction are still not clearly understood. The information about the type of adsorbed oxygen species and their concentration is important for a mechanistic understanding of the oxygen incorporation into these cathode materials. XPS has been widely used for the analysis of adsorbed species and surface structure. However, the conventional XPS experiments have the severe drawback to operate at room temperature and with the sample under ultrahigh vacuum (UHV) conditions, which is far from the relevant conditions of SOFC operation. The disadvantages of conventional XPS can be overcome to a large extent with a "high pressure" XPS setup installed at the BESSY II synchrotron. It allows sample depth profiling over 2 nm without sputtering by variation of the excitation energy, and most importantly measurements under a residual gas pressure in the mbar range. It is also well known that the catalytic activity for the oxygen reduction is very sensitive to their electrical conductivity and oxygen nonstoichiometry. Although the electrical conductivity of perovskite oxides has been intensively studied as a function of temperature or oxygen partial pressure (Po2), in-situ measurements of the conductivity of these materials in contact with the electrolyte as a SOFC configuration have little been reported. In order to measure the in-plane conductivity of an electrode film on the electrolyte, a substrate with high resistance is required for excluding the leakage current of the substrate. It is also hardly possible to measure the conductivity of cracked thin film by electrical methods. In this study, we report the electrical conductivity of perovskite $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_{3-{\delta}}$ (LSC) thin films on yttria-stabilized zirconia (YSZ) electrolyte quantitatively obtained by in-situ IR spectroscopy. This method enables a reliable measurement of the electronic conductivity of the electrodes as part of the SOFC configuration regardless of leakage current to the substrate and cracks in the film.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권1호
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• pp.47-58
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• 2015

Four recycling scenarios involving pyroprocessing of spent fuel (SF) have been investigated for a 600-MWe transmutation sodium-cooled fast reactor (SFR), KALIMER. Performance evaluation was done with code system REBUS connected with TRANSX and TWODANT. Scenario Number 1 is the pyroprocessing of Canada deuterium uranium (CANDU) SF. Because the recycling of CANDU SF does not have any safety problems, the CANDU-Pyro-SFR system will be possible if the pyroprocessing capacity is large enough. Scenario Number 2 is a feasibility test of feed SF from a pressurized water reactor PWR. Thefsensitivity of cooling time before prior to pyro-processing was studied. As the cooling time sensitivity of cooling time before prior to pyro-processing was studied. As the cooling time increases, excess reactivity at the beginning of the equilibrium cycle (BOEC) decreases, thereby creating advantageous reactivity control and improving the transmutation performance of minor actinides. Scenario Number 3 is a case study for various levels of recovery factors of transuranic isotopes (TRUs). If long-lived fission products can be separated during pyroprocessing, the waste that is not recovered is classified as low- and intermediate-level waste, and it is sufficient to be disposed of in an underground site due to very low-heat-generation rate when the waste cooling time becomes >300 years at a TRU recovery factor of 99.9%. Scenario Number 4 is a case study for the recovery factor of rare earth (RE) isotopes. The RE isotope recovery factor should be lowered to ${\leq}20%$ in order to make sodium void reactivity less than <7$, which is the design limit of a metal fuel.

• 한국주조공학회지
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• 제31권5호
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• pp.284-287
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• 2011

본 연구는 Mg-Al 합금에 첨가된 희토류 금속(rare earth metal, RE)과 스트론튬(Sr)이 상온 및 고온 기계적 특성에 미치는 영향을 비교하고, 그 결과를 미세조직의 변화와 연관지어 분석하는 것이 목적이다. 이를 위해 4종의 Mg-6%Al-(3-X)%REX% Sr 합금(X = 0~3)을 마련하여 RE를 Sr으로 대체하면서 상온 및 고온 인장 특성, 크립 저항성을 평가하였다. RE가 Sr으로 대체됨에 따라, 층상구조의(${\alpha}$ + $Al_4Sr$)상이 ${\alpha}$ 덴드라이트 사이에 생성되면서 침상의 $Al_4RE$상이 점차 소멸하였으며 Mg-6%Al-3%Sr 합금에서는(${\alpha}$ + $Al_4Sr$과 블록형태의 Mg-Al-Sr상이 관찰되었다. Sr 함량이 증가할수록 항복강도와 크립저항성은 지속적으로 향상되는 경향을 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제12권1호
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• pp.3-9
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• 2002

The corrosion behavior of alloys in a molten salt was investigated along with the oxidation characteristics in the air. The basic composition of alloys in the study was Fe-25Ni-7Cr with Si and RE(rare-earth metal) as additives. The corrosion rate of the alloys was low in a molten salt of LiCl while the rate was high in the mixed molten salt of LiCl and $Li_2O$. When Si is added to the base alloy of Fe-25Ni-7Cr, corrosion resistance was improved as the Si content is increased up to 3%, however, it was observed that the corrosion resistance was getting worse as the Si content is increased. The base alloy with 2.43% of Si and 0.9% of RE(KSA-65), showed higher corrosion rate compared to that of KSA-63 alloy with an equivalent amount of only Si. The corrosion resistance of KSA-65 was similar to that of the base alloy(KSA-60). The oxidation resistance of KSA-65 alloy was greatly increased even at $850^{\circ}C$ for a long term exposure.

• 자원리싸이클링
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• 제22권4호
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• pp.55-61
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• 2013

본 연구에서 네오디뮴 (Nd)를 함유한 영구자석의 재활용 공정에 대한 Eco-efficiency 평가를 수행하였다. Eco-efficiency를 분석하기 위해 환경전과정평가 (LCA)와 전과정비용평가 (LCC)가 수행되었다. 환경적 측면에서, 1 kg의 영구자석을 재활용하기 위해서 1.25E + 00 kg $CO_2$ eq.에 해당하는 지구온난화영향을 나타내었으며, 자원고갈 측면에서는 1.10E - 02 Sb eq.에 해당하는 환경영향이 도출되었다. 이 재활용을 위해서 약 2130원의 비용이 소요되었다. 순수한 Nd와 비교를 수행했을 때, 지구온난화 측면에서 6.43배의 효율성이 나타나는 것으로 분석되었으며, 자원고갈 측면에서 분석하였을 때에는 5.32배의 효율성이 나타나는 것으로 분석되었다. 경제적 측면에서, 약 6.74배의 효율성이 나타났으므로, 본 재활용 공정은 환경적 및 경제적으로 모두 개선된 지속가능한 시스템이라고 분석되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권4호
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• pp.1206-1212
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• 2022

Cold-crucible induction melting (CCIM) technology has been intensively studied as an advanced vitrification process for the immobilization of highly radioactive waste. This technology uses high-frequency induction to melt a glass matrix and waste, while the outer surface of the crucible is water-cooled, resulting in the formation of a frozen glass layer (skull). In this study, for the fabrication of borosilicate glass waste form, CCIM operation test with 60 kg of glass per batch was conducted using surrogate wastes composed of Cs, Sr, and Nd as a representative of highly radioactive nuclides generated during spent nuclear fuel management. A 60 kg-scale glass waste form was successfully fabricated through melting and draining processes using a CCIM system, and its physicochemical properties were analyzed. In particular, to enhance the controllability and reliability of the draining process, an air-cooling drain control method that can control draining through air-cooling near drain holes was developed, and its validity for draining control was verified. The method can offer controllability on various draining processes, such as molten salt or molten metal draining processes, and can be applied to a process requiring high throughput draining.

• 한국자기학회지
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• 제2권1호
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• pp.61-68
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• 1992

전이 금속(Ni, Co), 희토류(Ce, Pr, Eu) 및 Al이온 치환 Ba 훼라이트박막을 스퍼터법으로 제조하여, 그 구조, 자기적 및 자기광학적 성질(1.0eV~3.2eV)을 조사하였다. 막 제작시의 투입 rf 전역 밀도를 조절하는 것에의해, 막 중의 결정립의 크기를 수 100 nm-수 nm로 제어하는데 성공했다. Fe를 Al으로 치환하는 것에의해 각형 히스테리시스 루우프를 얻는데 성공했다. Ni이온이 가시역에서 페러데이 회전을 크게 증가시키는 것을 발견했다. Co이온이 근적외선 영역에서 페러데이 회전을 크게 증가시키는것을 확인했다. Ce, Pr, Eu이온데 의한 페러데이 회전의 증가는 관찰되지 않았다. 이들 이온 치환 막의 자기적 및 자기광학적 성질의 기원에 대해 고찰했다.

• 분석과학
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• 제10권4호
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• pp.282-290
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• 1997

XAD-16-[4-(2-thiazolylao)]orcinol (TAO)형 킬레이트 수지에 대한 U(VI), Tb(IV), Zr(IV), Cu(II), Pb(II), Ni(II), Zd(II), Cd(II) 및 Mn(II) 이온의 흡착 및 탈착 특성을 용리법으로 조사하였다. 각 금속이온의 총괄용량과 pH 변화에 따르는 혼합 금속이온의 분리능 및 금속이온의 최적 흡착 조건을 조사하기 위하여 금속이온의 흡착에 미치는 흐름속도, 완충용액의 농도에 대한 영향을 검토하였다. 킬레이트 수지에 의한 금속이온의 총괄 흡착 용량은 각각 0.35nmol U(VI)/g resin, 0.49nmol Th(VI)/g resin, 0.41nmol Cu(II)/g resin 및 0.31nmol Zr(IV)/g resin이었다. 그리고 pH 5.0에서 돌파점 용량과 총괄 용량으로부터 얻은 금속이온의 용리순서는 Th(IV)>Cu(II)>U(VI)>Zr(IV)>Pb(II)>Ni(II)>Zn(II)>Mn(II)>Cd(II)이었다. 흐름속도 0.28mL/min 및 pH 2~5범위에서 혼합 금속이온을 분리한 결과 pH가 증가함에 따라 이들 이온의 군분리가 가능하였다. 한편, $HNO_3$, HCl, $HClO_4$, $H_2SO_4$ 및 $Na_2CO_3$ 등의 탈착제에 의한 탈착특성을 조사한 결과 2M $HNO_3$는 Zr(IV)을 제외한 대부분의 금속이온들은에 대하여 높은 탈착효율을 나타냈으며, 1M $H_2SO_4$ 용액을 사용하면 Zr(IV)의 탈착 및 회수가 가능하였다. 또한 킬레이트 수지를 이용하여 미량의 U(VI) 이온이 함유된 인공 해수 시료를 용리시키고 회수한 결과 94%이상의 높은 회수율을 나타내었다. 아울러 XAD-16-TAO 킬레이트 수지는 희토류 금속의 혼합시료를 2M $HNO_3$ 용액으로 용리시키면 U(VI)의 선택적인 분리, 농축 및 회수에 유용함을 알 수 있었다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권1호
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• pp.10-20
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• 1998

상곡광상은 캄브로-오르도비스기의 석회질암내에 발달된 열극을 교대한 다금속광상이다. 광산부근에는 상당량의 폐석과 광미가 방치되어 있으며, 폐갱도에서 유출되는 갱내수는 여과없이 하천을 따라 이동되어 상수원 및 농경지로 유입되고 있다. 토양과 퇴적물의 주성분 원소는 시료에 따라 조성 차이가 심하나 Fe, Mn, Ca 및 Na이 부화되어 있고, 특히 광미야적장 토양에서는 Fe (평균 18.58 wt.%)와 Mn (4.18 wt.%)의 함량이 아주 높다. 광미야적장 토양에서 검출된 중금속의 평균함량은 Ag=10, As=2278, Cd=7, Cu=206, Pb=1372, Sb=14 및 Zn=2231 ppm이며, 광산수계의 퇴적물에는 Ag=1, As=146, Cd=1, Cu=39, Pb=146, Sb=2, Zn=259 ppm이 함유되어 있는 것으로 보아, 독성원소들은 적어도 수 km 하류까지 이동되었을 것으로 보인다. 비광산수계 퇴적물의 조성으로 표준화한 주원소의 부화지수는 광산수계 퇴적물=1.54, 광미야적장 토양=6.84로서 높은 이상치를 갖는다. 희토류원소의 부화지수는 광산수계 퇴적물=0.92, 광미야적장 토양=0.52이다 환경적 독성원소 (As, Cd, Cu, Pb, Sb, Zn)를 비광산수계 퇴적물의 조성으로 표준화한 부화지수는 광산수계 퇴적물=2.42, 광미야적장 토양=25.47 이다. EPA의 환경오염 기준치로 표준화된 부화지수는 비광산수계 퇴적물=0.53, 광산수계의 퇴적물=1.84, 광미야적장 토양=23.71 이다. 퇴적물과 토양의 X-선 회절분석 결과, 구성광물의 함량비는 다소 차이가 있으나 모든 시료에서 동일한 광물조성(방해석, 돌로마이트, 마그네사이트, 석영, 운모, 녹니석 및 점토광물)을 갖는다. 중금속 오염이 심한 토양과 퇴적물을 비중분리하여 반사현미경으로 관찰하면 황철석, 유비철석, 섬아연석, 방연석, 침철석 및 수산화 광물들이 많이 관찰되는 것으로 보아, 이 광물들이 오염원으로 작용하고 있음을 보인다.