파이로그린공정의 염폐기물처리과정에서 발생되는 주요 산화물 형태의 폐기물에는 희토류폐기물이 있으며 주요 구성 핵종은 Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd 등 8종이다. 최종적인 희토류폐기물의 형태는 산화물 형태로 발생된다. 본 연구에서는 붕규산 유리계 내에서 희토류 산화물의 유리화 타당성을 평가 하기 위하여 6종의 유리조성을 개발하였다. 희토류 8핵종 혼합에 대한 solubility는 1,200℃에서 25wt% 미만, 1,300℃에서 30wt% 미만 waste loading으로 온도 상승에 따라 증가하는 것으로 나타났으며 liquidus temperature는 균질한 유리가 형성된 20wt% waste loading에서 950℃ 이하로 평가되었다. 희토류 산화물의 유리매질 내 solubility 이상에서는 희토류-oxide-silicate 결정이 생성된 유리세라믹을 이차상으로 형성하였으며 20~25wt% waste loading의 표면균질성이 양호한 유리는 용융온도 1,200~1,300℃ 범위에서 점도 100 poise 이하, 전기전도도 1 S/cm 이상으로 유도가열식 저온용융로설비에서의 운전 용이성이 매우 양호한 것으로 평가되었다. 개발된 유리조성에 대한 기타 물리·화학적 특성 평가를 위한 실험들이 향후 수행될 예정이다.

China is the world’s biggest producer and export of rare earths. China is taking active steps to rare earths for the conservation of exhaustible natural resources and protection of the environment. First China is implementing export licenses to rare earths, therefore companies that acquired export license can engage in rare earths export. China is also taking export quotas, it formed dual barrier by combining with export license, because companies have license for export of rare earths can be assigned quota of rare earths. Export duty rates have increased over the years and rare earths export rebates were abolished to curb export. China also announce a number of policies to limit quantity of mining, producing and exporting rare earths, to prohibit sino-foreign joint-venture cannot enter industry of mining and smelting, and to tighten environmental standards. However, these Chinese domestic measures to rare earths have possibility that inconsistent with WTO rules. China already lost a case that related with raw-materials and the United States, Japan and the EU were initiating WTO case against China’s restrictive measures on rare earths this year. Learning from past experience, China will try to take active actions.

본 연구는 희토류비료 시비가 8년생 '후지'/M.9 사과의 미량원소 변화 및 사과의 수확 품질과 5개월간 4 저장 후 과실 품질에 미치는 영향을 알아보기 위해 수행하였다. 1년차 희토류 비료의 시비는 '후지' 사과 과실내 란타늄, 프라세오디뮴, 가돌리늄 및 네오디뮴을 축적하였다. 또한 2년차 연구에서 높은 농도의 희토류비료 시비는 보다 많은 량의 희토류 성분을 과실에 축적하여 과실내 희토류의 축적은 희토류비료의 시비량에 비례하였다. 이러한 희토류비료의 시비는 과실내의 다른 미량원소인 칼슘, 마그네슘과 칼륨의 농도에는 영향을 미치지 않았다. 희토류비료 시비에 따른 과실 품질조사에 있어, 희토류비료 0.2%의 엽면살포는 수확기 사과 과피의 붉은 색을 증가시켰으나, '후지' 과실의 과중, 경도 및 산도는 변화가 없었다. 저장 사과의 희토류비료 시비효과를 조사한 결과, 희토류비료 처리된 사과의 경우 무처리에 비해 5개월 저장 후 과실의 연화 및 적정산도의 감소를 지연시키며, 호흡률과 에틸렌발생을 감소시켰다.

염화희토류 수화물(RECl3·xH2O) 내 존재하는 수분을 제거하기 위하여 탈수화 장치를 제작하여 8가지 (La, Ce, Nd, Pr, Sm. Eu, Gd, Y)Cl3·xH2O에 대한 탈수화 실험을 수행하였다. 탈수화 과정 중 희토류옥 시염화물의 형성을 억제하기 위하여 TGA 분석을 바탕으로 하여 단계적인 온도 상승(80→150→230℃)구 간을 설정하였으며 증발된 수분의 원활한 이동을 위하여 예열된 Ar 가스와 vacuum pump를 이용하였다. 각 온도구간에서의 탈수화 정도를 살펴본 결과 YCl3·xH2O를 제외한 염화희토류 수화물은 원자번호가 높을수록 높은 온도에서 더 많은 탈수화가 일어남을 알 수 있었다. 탈수화 과정 후 희토류옥시염화물의 형성은 보이지 않았으며 염화 희토류 수화물 내 수분을 10%이하로 감소시킬 수 있었다.

사용후핵연료 건식처리공정(pyrochemical process)에서 LiCl-KCl 공융염의 회수는 방사성폐기물 부피 감량과 원료물질 회수를 위해 반드시 필요하다. 본 논문은 진공증류공정을 이용하여 희토류 침전물(희토 류 산염화물 또는 산화물)내 잔류하는 LiCl-KCl 공융염 회수에 관한 것이다. 진공증류시험장치에서 희토 류 침전물내 공융염은 효과적으로 휘발 및 분리되었다. 분리된 공융염은 감압증류시험장내 세 지점에서 침적되거나 필터에 포집되으며, 침적되거나 포집된 공융염을 회수하는 것은 쉽지 않았다. 이 문제점을 해 결하기 위해 감압조건에서 온도구배를 이용하여 공융염 거동을 제어할 수 있는 공융염 진공증류/응축회 수 시스템을 개발하였으며, 이 장치를 이용하여 휘발된 공융염을 회수용기에서만 응축시켜 쉽게 회수할수 있음을 확인하였다.

Thermal barrier systems have been widely investigated over the past decades, in order to enhance reliability and efficiency of gas turbines at higher temperatures. Yttria-stabilized zirconia (YSZ) is one of the most leading materials as the thermal barriers due to its low thermal conductivity, thermodynamic stability, and thermal compatibility with metal substrates. In this work, rare-earth oxides with pyrochlore phases for thermal barrier systems were investigated. Pyrochlore phases were successfully formed via solid-state reactions started from rare-earth oxide powders. For the heat-treated samples, thermo-physical properties were examined. These rare-oxide oxides showed thermal expansion of and thermal conductivity of 1.2~2.4 W/mK, which is comparable with the thermal properties of YSZ.