• 방사성폐기물학회지
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• 제1권1호
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• pp.81-92
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• 2003

폐기물 용액의 pH 변화에 따른 고정층에서 우라늄 및 코발트 이온의 흡착거동을 다성분 흡착시스템으로 가정하여 이론적으로 예측하였다. 즉 pH 변화에 따라 존재 분율이 달라지는 각 이온 성분들이 상호 경쟁적으로 흡착한다는 가정 하에서, 평형실험에서 얻어진 결과와 우라늄 및 코발트 이온의 용액특성 (Solution chemistry)을 상호 결합하여 각 이온 성분들의 Langmuir 평형상수 값을 Ideal Adsorbed Solution Theory를 도입하여 구하였으며, 이상의 결과를 이용하여 고정층 파과곡선을 이론적으로 계산한 결과 pH 변화에 따른 흡착거동을 비교적 잘 예측할 수 있었다 따라서 본 연구에서 시도한 방법은 이온 농도와 pH가 높은 경우를 제외하고 pH 변화에 따라 용액 내에 이온의 형태가 다양하게 존재하는 흡착 시스템을 이론적으로 예측하는 데 비교적 유용하게 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권1호
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• pp.71-76
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• 2010

사용후핵연료로부터 유용한 물질을 회수하는 파이로 공정의 주요 공정 중 하나인 전해정련 기술과 국내의 전해정련 장치 개발에 대해 고찰하였다. 전해정련 반응은 LiCl-KCl 용융염 전해질 내에 우라늄과 초우란금속 및 희토류 등을 함유하는 사용후핵연료 금속전환체를 담은 양극 바스켓과 고체음극으로 구성되고, 양극에서 는 산화(용해)반응이 음극에서는 환원(석출)반응이 진행되며 순수한 우라늄만을 회수한다. 흑연음극이 가진 자발탈리하는 특성과 아래로 모아진 우라늄 석출물을 스크류 이송장치로 자동 회수하는 개념을 도입하여 처리용량이 20 kgU/day 규모의 연속식 고성능 전해정련장치를 개발하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권2호
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• pp.183-192
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• 2010

An electrochemical reduction of a mixture of metal oxides was conducted in a LiCl molten salt containing 3 wt% $Li_2O$ at $650^{\circ}C$. The oxide reduction was carried out by applying a current to an electrolysis cell, and the $Li_2O$ concentration was analyzed during each run. The concentration of $Li_2O$ in the electrolyte bulk phase gradually decreases according to Faraday's law due to a slow diffusion of the $O^{2-}$ ions. A hindrance effect of the unreduced metal oxides was observed for the reduction of the uranium oxide. Cs, Sr, and Ba of high heat-load fission products were diffused into and accumulated in the salt phase as predicted with thermodynamic consideration.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제28권4호
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• pp.361-368
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• 2003

The economic and environmental friendliness analysis of the nuclear fuel cycle options that can be expected in Korea were performed. Options considered are direct disposal, reprocessing and DUPIC (Direct Use of Spent PWR Fuel In CANDU Reactors). By considering the result of calculation of the annual uranium requirement and nuclear spent fuel generation by analysis of nuclear fuel material flows in the nuclear fuel cycle options, we decided the time of back-end nuclear fuel cycle processes and the volume. Then we can analyze the economic and environmental friendliness by applying the unit cost and unit value of each process, respectively.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제12권3호
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• pp.194-213
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• 1980

The paper describes and quantifies the wastes arising in the nuclear fuel cycle for Light Water Reactors, Heavy Water Reactors and Fast Breeder Reactors. The management and disposal technologies are indicated, together with their environmental impacts. Both once-through and uranium-plutonium recycle systems are evaluated, and comparisons are made on the basis of tingle reference technologies for waste management, and for one gigawatt/year of electricity generation. Environmental impacts are assessed, particularly that of health and safety, and a reference costing system is applied purely as a basis for comparing the fuel cycles. From this study it call be concluded generally that the relative differences of the impacts of waste management and disposal between the selected fuel cycles are not decisive factors in choosing a fuel cycle. Employing the technologies assumed, the radioactive wastes from any of the fuel cycles studied can be managed and disposed of with a high degree of safety and without undue risk to man or the environment. The cost of waste management and disposal is only a few percent of the value of the electricity generated and does not vary greatly between fuel cycles.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제9권1호
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• pp.15-31
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• 1977

중수형 원자력발전소의 가동중에 연료를 재장전하는 특성을 고려하여 새로운 핵연료 batch와 주기의 개념을 서정하고, 연속적인 에너지 계산방법으로 개발하여 핵주기비 계산관계식을 유도하였으며, 이러한 관계식들로서 중수형 원자로에 사용될 수 있는 전자계산기 코드 HWRCOST를 개발하였다. 이 코드로서 현재 우리나라에 건설중인 CANDU-PHWR의 전수명에 걸친 핵연료 주기비를 계산하였고 아울러 우라늄 원광비, 성형 가공비, 사용핵연료 보관처리비 및 발전소 가동율의 변화에 대한 핵연료 주기비의 감응도를 분석하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권4호
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• pp.315-319
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• 2015

전해환원공정의 금속전환체로부터 우라늄을 회수하는 전해정련공정의 수율을 높이기 위해 고수율 전해정련장치가 개발되었다. 전해정련장치의 수율을 증대시키기 위해서는 고체음극에 전착되는 우라늄 덴드라이트를 음극 표면으로부터 효율적으로 회수할 수 있어야 한다. 철강 재료의 음극을 고체음극으로 사용하면, 우라늄 덴드라이트가 전착되어 쉽게 떨어지고 않고 고착 되어 점착계수(sticking coefficient)가 높아진다. 본 연구에서는 효율적으로 고체음극의 점착계수를 낮출 수 있는 진동 탈리법을 개발하였고 이를 적용하였다. 고체음극에 진동을 가함으로써 고체 표면에서 우라늄 전착물이 흑연음극의 자발특성과 유사하게 효율적으로 탈리됨을 확인하였다. 이러한 진동모드에 의한 고체음극에서의 전착물의 탈리 특성을, 고수율 전해정련장치 개념으로 개발한 흑연음극의 자발탈리 특성과 비교 검토하였다. 그리고 우라늄 덴드라이트의 진동 탈리에 대한 인가전류밀도와 진동 스트로크에 의한 영향 등을 고찰하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권4호
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• pp.239-244
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• 2004

사용후핵연료 금속전환체의 저장 안정성을 높이기 위해 금속전환체의 주성분인 금속우라늄과 산화 안정화물질로 알려져 있는 Nb을 첨가하여 모의 금속전환체 합금을 제작하였다. 모의 금속전환체 합금을 $200{\sim}300^{\circ}C$ 온도구간에서 순수 산소분위기로 산화시험을 수행하고 무게증가(wt%)를 열중량 분석기(TGA)로 측정하였다. 산화 실험결과 U-Nb 모의 금속전환체는 순수 금속우라늄에 비하여 상당한 산화 저항성을 가졌다. U-Nb 합금의 경우 Nb의 함량 1, 2, 3, 4 wt%에 따라 각각 온도가 $200^{\circ}C$일 경우에는 1.61, 7.78, 11.76, 20.14배 , $250^{\circ}C$에서 1.45, 5.98, 10.08, 11.15배, $300^{\circ}C$에서 1.33, 4.82, 8.87, 6.84배 순수 금속우라늄에 비해 산화저항성이 향상되는 것으로 나타났다. 또한 U-1~4 wt%Nb 합금에 대한 활성화에너지는 17.13~21.92 kcal/mol 로 나타났다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권1호
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• pp.9-17
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• 2010

액체카드뮴음극(LCC, Liquid Cadmium Cathode)을 사용하여 우라늄과 TRU (TRans Uranium) 원소를 동시에 회수하는 전해제련공정에서 LCC 표면에서 성장하는 수지상(dendrite) 우라늄의 생성 및 성장을 억제하기 위한 LCC 구조는 개발은 전해제련공정의 핵심이다. 금속 수지상의 생성과 성장 현상을 관찰하기 위해 상온에서 실험이 가능하며 육안관찰이 가능한 Zn-Ga 계의 모의실험장치를 제작하였으며 갈륨 계면에서의 수지상 아연의 성장 현상과 기존의 교반기형과 파운더형 LCC 구조의 성능을 관찰하였다. 이러한 금속 수지상은 전해용액 내에서 그 기계적 강도가 약한 것으로 보여 여러 가지 음극 구조에 의해 쉽게 파쇄 되지만 액체금속으로 쉽게 가라앉지는 않았다. 모의 실험결과를 바탕으로, LCC 구조개발에 활용할 수 있는 실험실 규모의 액체음극 전해제련 실험 장치를 제작하였으며, 수지상 우라늄의 성장 억제를 위한 여러 가지 형태의 LCC 구조의 성능 시험을 수행하였다. 교반기형 LCC 구조의 실험결과 LCC 도가니 내벽에서 성장하는 수지상 우라늄을 효과적으로 파쇄하지 못하였으며, 일자형과 harrow형 LCC 구조의 성능은 유사하였다. 이에 따라 LCC 표면과 도가니 내벽에서 성장하는 수지상 우라늄을 LCC 도가니 바닥으로 침전시키기 위하여 mesh형 LCC 구조를 개발하였다. 이의 성능실험결과 수지상 우라늄의 성장 없이 약 5 wt%까지의 우라늄을 회수할 수 있었다. 실험 종료 후 LCC 바닥 침전물을 화학 분석한 결과 금속간화합물(UCd11)이 형성되었음을 확인할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제1권1호
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• pp.55-66
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• 1969

1974년도에 가동될 고리 원자력 발전소(Westinghouse 600 MWe PWR)의 핵연료 주기비를 계산했다. 적용한 가정과 가격은 현재 핵 공학계에서 인용하는 것에 기준을 두었고, 한국이라는 국지적 조건을 참작하였다. 계산방식은 가장 적절하다고 생각되는 것을 Normal로 두어, 이 보다 좋거나 나쁜 조건을 고려하였다. 마지막으로 각 Parameter가 주어진 범위 내에서 변하는 것을 Normal과 비교하고 전비용중에서 각각이 차지하는 비율을 검토했는데 그 결과 Uranium 원광비, 성형가공비가 가장 비율이 크고, 그 다음이 이자율, Plutonium Credit, Plant Capacity Factor 등의 순이었다.