A high quality Na-X zeolite membrane was synthesized on a seeded ${\alpha}-alumina$ disc by the secondary growth method. Structural characterization was done by X-ray spectroscopy, FT-IR spectroscopy, SEM and AFM imaging. The performance evaluation of the membrane was firstly tested in separation of glucose/water solutions by pervaporation process. There was obtained a separation factor $182.7{\pm}8.8$, while the flux through the membrane was $3.6{\pm}0.3kg\;m^{-2}\;h^{-1}$. The zeolite membrane was then used for desalination of aqueous solutions consisting of $Na^+$, $Ca^{2+}$, $Cs^+$ and $Sr^{2+}$ because of the importance of these ions in water and wastewater treatments. The effects of some parameters such as temperature and solution concentration on the desalination process were studied for investigating of diffusion/adsorption mechanism in membrane separation. Finally, high water fluxes ranged from 2 up to $9kg\;m^{-2}\;h^{-1}$ were obtained and the rejection factors were resulted more than 95% for $Na^+$ and $Ca^{2+}$ and near to 99% for $Cs^+$ and $Sr^{2+}$. Based on the results, fluxes were significantly improved due to convenient passage of water molecules from large pores of NaX, while the fouling was declining dramatically. Based on the results, NaX zeolite can efficiently use for the removal of different cations from wastewaters.
환경 시료인 토양, 우유, 해수, 해조류, 어패류, 솔잎 및 해저토 중에 존재하는 $^{90}Sr$의 농도를 결정하기 위한 새로운 형태의 분리농축법을 확립한 후 ICP-AES를 사용하여 각 분석과정을 검토하였다. 처리 과정을 단축시킨 발연 질산법 및 이온교환수지법을 혼합한 새로운 형태의 분석과정으로 $^{90}Sr$의 농도를 정량한 결과 효과적으로 Ca를 완전히 제거할 수 있었으며, 발연질산법 만을 사용했을 경우보다 스트론튬의 회수율이 약 10% 이상 높게 나타났다. 이 방법은 토양, 우유, 해조류, 어패류, 솔잎, 및 해저토 등 환경 시료들 중의 $^{90}Sr$ 결정에 적용할 수 있음을 확인하였다. 분석 결과, 토양 중의 $^{90}Sr$ 농도가 가장 높았으며 모든 시료 중의 $^{90}Sr$의 농도는 환경 기준치 이하로 나타났다.
외경 1.02 mm, 내경 0.437 mm를 갖는 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 중공사를 상전이 방적기술로 제조하였다. 초기 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 선구 분말은 착체중합법을 이용하여 합성하였고, $900^{\circ}C$에서 하소하였다. 합성한 분말을 고분자 용액에 분산시킨 후 이중관형 노즐을 통해 중공사를 사출하였다. 최종적으로 산소분리에 사용 가능한 치밀 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ 중공사막을 $1,080^{\circ}C$에서 2 시간 동안 소결하여 얻을 수 있었다. 또한 0.58 mm의 매우 얇은 분리막임에도 불구하고, BSCF 중공사 분리막은 602.5 MPa의 적당한 기계적 강도를 유지하였다.
환경시료 중 토양에 대한 방사성 스트론튬인 $^{89}Sr$와 $^{90}Sr$의 분석을 위해 Ca과 Sr을 분리하기 위한 방법으로 Crown ether를 이용한 추출방법을 사용하여 기존의 발연질산법과 비교하여 보았다. Crown ether를 이용한 추출방법을 기존의 발연질산법과 비교하여 보았을 때 높은 Sr 수율을 보였을 뿐만 아니라 분석에 소요되는 시간과 절차가 훨씬 빠르고 간단했다. Crown ether을 이용한 추출방법으로 원전주변 토양에 대한 방사성 스트론튬의 분석을 수행하였으며, 방사성핵종 분석에 의한 환경감시의 효율적인 수행을 위한 스트른튬 분석법을 제시하였다
본 연구에서는 제올라이트에 의하여 Cs 및 Sr을 분리하는 무기이온 교환계에 있어서 물질전달 특성을 규명하는데 중점을 두었다. Cs이온의 경우 선택도가 우수한 AW300 및 AW500 제올라이트, Sr이온의 경우는 4A, 13X 제올라이트를 각각 선정하여 물질전달실험을 수행하였다. 실험조건으로는 $25^{\circ}C$, 교반속도 300rpm, 제올라이트량 4g, Cs 및 Sr 용액의 농도, 부피는 각각 1000ppm, 2000ppm의 $0.5{\ell}$에서 회분식의 이온교환 방식을 채택하였다. 물질전달속도는 경막내 확산에 의해 지배됨을 알았으며, 경막 내 물질 전달계수는 $10^{-4}{\sim}10^{-3}cm/sec$, 입자내 겉보기 확산계수는 $10^{-8}cm^2/sec$의 차수를 나타내었다.
높은 산소 분리 특성과 $CO_2$에 대한 안정성을 보인 $La_{0.6}Sr_{0.4}Ti_{0.3}Fe_{0.7}O_{3-{\delta}}$(LSTF)가 코팅된 $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$(BSCF) 분리막을 bench 규모의 장치에 적용하여 산소 투과 실험을 수행 하였다. 또한 실험실 규모 장치와 bench 규모장치의 분리막 반응기 내 온도 구배에 따라서 분리막을 3영역으로 나누어 각각 비교 분석하였다. $900^{\circ}C$까지 온도 범위에서 산소 투과 실험을 진행하면서 Cr 침적의 온도 의존성을 조사하였다. 그 결과 실험실 장치에서 측정한 산소 투과율인 $3.79ml/min{\cdot}cm^2$에 비해 현저히 낮은 $2.37ml/min{\cdot}cm^2$를 확인했다. 이와 같은 산소 투과율의 감소는 XRD와 SEM/EDS 분석을 통하여 분리막 반응기의 합금 재질에서 방출되어 나온 기상 Cr의 분리막 표면 침적에 의한 것임을 밝혀냈다. 특히 중온 영역에서 많은 양의 Cr이 발견되었다.
사용후핵연료의 화학특성을 규명하기 위하여 시료 중에 함유되어 있는 핵분열생성물 중 Zr을 분리, 정제하는 연구를 수행하였다. 우라늄과 핵분열생성물 대신 비방사성 금속이온들로 구성된 사용후핵연료 모의 용해용액을 시료로 사용하였다. 12 M HCl 용액으로 전처리한 Dowex $1{\times}8$ 음이온교환수지관에서 Ce, Nd, Cs, Rb, Ba, Sr, Ru, Rh, Pd, Ag 및 Cd을 용리시킨 후 5 M HCl 용액으로 Zr을 95% 이상 분리, 회수할 수 있었다. 용출액에 함유되어 있는 Zr 동위원소의 동중원소인 Mo을 제거하기 위하여 5 M HCl 용액으로 전처리한 Dowex $1{\times}8$ 음이온교환수지관에서 정제하였으며, 실제 PWR 사용후핵연료에 함유되어 있는 Zr 분리, 정제에 적용하여 질량분석한 결과 Mo 및 Sr에 의한 동중원소 영향이 나타나지 않았다.
Kye-Ryung Kim;Yeong Su Ha;Sang-Pil Yoon;Yeon-ji Lee;Yong-Sub Cho;Hyeongi Kim;Sang-Jin Han;Jung Young Kim;Kyo Chul Lee;Jin Su Kim
대한방사성의약품학회지
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제7권2호
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pp.119-125
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2021
82Sr for 82Rb generator was produced through the irradiation of the proton beam on the nat.RbCI target at the target irradiation facility installed at the end of the Rl-dedicated beamline of the 100 MeV proton linear accelerator of KOMAC (Korea Multi-purpose Accelerator Complex). The average current of the proton beam was 1.2 µA for irradiation time of 150 min. For the separation and purification of the 82Sr from nat.RbCI irradiated, Chelex-100 resin was used. The activities of 82Sr in the irradiated nat.RbCI target solution and after purification were 45.29 µCi and 43.4 µCi, respectively. The separation and purification yield was 95.8%. As an adsorbent to be filled in the generator for 82Sr adsorption hydrous tin oxide was selected. The adsorption yield of 82Sr into the generator adsorbent was > 99 %, and the total amount of 82Sr adsorbed to the generator was 21.6 µCi as of the day of the 82Rb elution experiment. When the elution amount was 22 mL, the maximum82Rb elution yield was 93.3%, and the elution yield increased as the flow rate increased. After the eluted 82Rb was filled in the correction phantom of the small PET for animals, a PET image was taken. The image scan time was set to 5 min, and the phantom PET image was successfully obtained. As results of impurity analysis on eluted 82Rb using ICP-MS, nat.Rb stable isotopes that compete in vivo of 82Rb were identified as undetected levels and were determined to be No-Carrier-Added (NCA).
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[게시일 2004년 10월 1일]
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