중수로 원전내 여러 계통으로 부터 발생된 폐수지내에는 핵종이 다량 함유되어 있으며, Class A 및 C 폐기물로 분류되는 폐수지의 적정 처리 기술 개발을 위한 기초연구를 수행하였다. IRN-150 혼상 이온교환수지를 이용하여 비방사성 이온과 양이온의 흡착 특성 및 탈차용액을 이용한 이온의 제거 특성을 고찰하였다. IRN-150 수지의 이온의 흡착능은 이론값에 근접한 11 mg-C/g-IRN-150을 나타내었고, 양이온의 흡착 친화도를 단일성분 및 복합성분 시스템을 이용하여 분석하였다. 여러 가지 탈착용액을 이용한 폐수지로부터 이온의 제거 특성을 평가한 결과, 핵종을 전량 효과적으로 제거하기 위해서는 보다도 용액이 유리한 것으로 나타났다.

[ ] 핵종이 함유된 IRN-150 혼상 폐수지로부터 이온의 제거 및 제거된 핵종의 기체로의 전환 특성을 고찰하였다. 비방사성 이온이 흡착되어 있는 IRN-150 혼합수지로부터 이온의 탈착용액내로의 분리 및 기체로의 전환 특성을 용액의 농도 변화에 따라 평가하였으며, 탈착용액으로는 를 사용하였고, 비교 평가를 위하여 NaOH, , HCl를 이용한 기체로의 전환 특성을 분석하였다. 아울러 월성 원자력발전소에 저장중인 실제 폐수지를 이용하여 탈착용액을 이용한 폐수지내 핵종의 기체화 특성을 평가하였고, 탈착후 잔류용액내 존재하는 감마핵종을 분석하였다.

본 연구에서는 도로 소음 측정시 다양한 형태로 존재하는 환경소음의 영향을 최소화하고 시간과 장소의 구애 없이 공용 중인 도로 상에서도 측정 및 평가를 가능토록 하기 위해 타이어/포장 소음 측정용 Trailer 장비를 제작 개발하였다. 기존 문헌조사를 바탕으로 도로소음의 특성을 파악하고 국외의 다양한 CPX Trailer 관련 연구사례를 살펴보았으며, 장비의 설계 및 제작 원리를 정립하였다. 이를 바탕으로 HEART CPX Trailer 관련 연구사례를 살펴보았으며, 반무향실 제작에 관한 적합성, 장비의 측정 정밀도 및 현장 적용성 등의 검증을 위해 다양한 시험을 수행하였다. HEART CPX Trailer 장비의 반무향실 제작에 대한 적합성 시험에서는 각 주파수 대역별에 따른 적합성 및 신뢰도를 확인할 수 있었으며, 도로 소음특성 평가용 장비로서 적합하다고 판단된다. 반복측정 시험에서는 각 속도별 및 마이크론폰의 위치별로 우수한 측정 정밀도를 확인할 수 있었다. 공용 중인 상태에서 수행한 도로소음 측정 결과는 2003년 중앙대학교에서 교통 개방 전에 동일구간에 대해 수행하였던 CPB 측정 결과와 유사한 경향을 보였다. 이는 견인차량의 기계소음을 비롯한 공용 중인 도로 주변의 환경소음으로부터 영향을 거의 받지 않기 때문이라 판단되며, 본 장비를 활용한다면 공용 중에도 객관적인 소음 측정이 가능함을 확인할 수 있었다.

본 논문에서는 불필요한 용액의 발생이 없이 전해 반응계로 주입되는 용액을 오직 pH 만 조절시켜 배출시키기 위한 연속식 이온교환막 전해 시스템을 개발하였다. 여기서는 전해 반응기 앞에 한 pH-조정조를 두고 대상 용액을 pH-조정조로 주입하면서 pH-조정조의 용액의 일부를 이온 교환막에 따라 음극방 또는 양극방으로 거처 다시 pH-조정조로 순환하게 하며, pH-조정조의 용액의 일부를 상대극 방으로 통과시킴으로써 pH가 조절되어 배출되게 하였다. 양이온 교환막을 사용하는 경우 음극방을 거치는 용액을 pH-조정조로 순환하게 하고, 음이온 교환막을 사용하는 경우 양극방을 거치는 용액을 pH-조정조로 순환하게 함으로서 배출되는 용액을 효과적으로 산성용액 또는 알카리용액으로 만들 수 있었다. 이러한 전해반응기에서 pH 조절 과정은 음극과 양극 사이에 전압 차가 형성될 시, 이온교환막을 통한 용액 중 이온의 전기이동 현상에 의해 유발되는 음극방과 양극방에서 용액의 전하 비 평형 현상과 이에 따른 물의 전해 분해과정에 의해 설명되었다.

본 연구는 사용 후 핵연료의 금속전환 공정에서 발생되는 폐용융염을 고형화하는 방법으로 GRSS(Gel-Route Slabilization/Solidifcation)개념을 이용한 전처 리법을 제안하였다. Sodium silicate와 H3p04로 구성된 물질계에서는 SiO에 의해 형성되는 반응모듈 내에서 휘발성 핵종은 열적으로 안정한 화합물로 전환된다. 얻어진 생성물은 붕규산 유리매질과의 반응을 통하여 Li는 LiPO 형태로 유지되며 Cs 및 Sr은 유리매질내에 포용될 수 있다. 또한 sodium silicate, HPO 및 ZrCl로 이루어진 물질계를 이용하여 내구성이 우수한 WZP 세라믹 고화매질을 합성하였다. 이상에서 NZP구조가 형성되며, Cs가 Li보다 우선하여 NZP구조를 형성하였다. 이상의 결과로부터, GRSS를 이용한 폐용융염의 전처리는 단순한 공정과 열적 안정성을 통하여 검증된 고화매질로 고형화가 가능토록하는 유효한 접근법이라 할 수 있으며, 수화학적 안정성의 검증을 통하여 ANL의 제올라이트를 이용한 고화법에 대한 대안이 될 것으로 기대된다.

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.

테오스(TEOS)를 출발물질로 사용하여 건조조절제(DCCA;Dying Control Chemical Additives)를 첨가하지 않고, 솔-젤 법을 이용하여 Si(001) 단결정 기판 위에 실리카 박막을 제조하였다. 박막은 스핀 코팅 방법으로 테오스 =1 몰, 염산=0.05몰의 조건하에 메탄올, 증류수의 첨가량을 변화시키면서 젤화 완료시간, 박막의 두께, 균열 발생 여부, 박막의 결정성 등을 조사하였다. 그 결과 솔의 제화 완료시간은 메탄올 첨가량이 8몰일 때 가장 긴 640시간이었다. 코팅된 박막의 두께는 메탄올 첨가량이 많아질수록 감소하였다. 소결은 승온 속도0.6˚C/min으로 500˚C에서 1시간 행하였으며, 메탄올 첨가량이 0.8몰, 2몰일 때는 표면에서 균열이 발생하여 worm-like grain 구조를 가졌고, 메탄올 4몰인 경우에는 국부적으로 균열이 발생하였으나, 메탄올 양이 8몰 이상에서는 균열이 발생하지 않았다. 즉, 솔-젤 공정에서 균열 방지를 위해 첨가되는 건조조절제(DMF)를 첨가하지 않고도 용매인 메탄올과 증류수 혼합비를 조절, 표면장력을 제어함으로써 균열없는 박막을 제조하였다.

초음파분무를 이용한 MOCVD법으로 강유전 BaTiO3 박막을 제조하였다. 초음파 분무 MOCVD법은 비교적 저온에서도 후열처리없이 결정화된 박막의 제조가 가능하다. 증착한 박막은 기판온도가 증가할수록 (110) 우선 배향성을 가졌으며, 기판온도에 따라서 서로 다른 결정상을 나타내었다. 기판온도가 550˚C인 경우에 증착한 박막은 결정화가 완전히 진행되지 않았으며, 결정립의 크기도 매우 작아 상온에서 입방정상의 특성을 보였다. 600˚C에서 증착한 박막은 결정화가 진행되어 입자의 크기는 성장하였으나 의사 입방정상을유지하고 있었다. 반만 650˚C에서 증착한 박막은 결정화뿐만 아니라 주상으로 성장하여 수직 방향으로는 박막 두께의 크기를 가져 CV 특성에서 이력곡선을 보였으며, 정전용량의 온도 변화에 따른 특성에서도 상전이의 특성을 나타내었다.