The ultimate objective of deep geological repositories is to achieve complete segregation of hazardous radioactive waste from the biosphere. Thus, given the possibility of leaks in the distant future, it is crucial to evaluate the capability of clay minerals to fulfill their promising role as both engineered and natural barriers. Selenium-79, a long-lived fission product originating from uranium- 235, holds significant importance due to its high mobility resulting from the predominant anionic form of selenium. To investigate the retardation behaviors of Se(IV) in clay media by sorption, a series of batch sorption experiments were conducted. The batch samples consisted of Se(IV) ions dissolved in 0.1 M NaCl solutions, along with clay minerals including kaolinite, montmorillonite, and illite-smectite mixed layers. The pH of the samples was also varied, reflecting the shift in the predominant selenium species from selenious acid to selenite ion as the environment can shift from slightly acidic to alkaline conditions. This alteration in pH concurrently promotes the competition of hydroxide ions for Se(IV) sorption on the mineral surface as the pH increases and impedes the selective attachment of selenium. The acquired experimental data were fitted through Langmuir and Freundlich sorption isotherms. From the Freundlich fit data, the distribution coefficient values of Se(IV) for kaolinite, montmorillonite, and illite-smectite mixed layer were derived, which exhibited a clear decrease from 91, 110, 62 L/kg at a pH of 3.2 to 16, 6.3, 12 L/kg at a pH of 7.5, respectively. These values derived over the pH range provide quantitative guidance essential for the safety assessment of clay mineral barriers, contributing to a more informed site selection process for deep geological repositories.

본 연구에서는 분쇄공정에 의한 나노화에 따른 이화학적 특성 변화를 밝히기 위하여 칼슘 나노분말의 이화학적 특성을 칼슘 마이크로분말과 비교 분석하였다. 형태분석 위해 전자현미경을 이용한 결과 칼슘 나노입자의 크기는 약 100 nm였고 칼슘 마이크로 입자의 크기는 100 nm-3 μm 이었으며 칼슘 나노 및 마이크로 입자들의 형태는 육면체 모양의 표면이 날카롭고 거친 것으로 관찰되었다. 입도분석기를 이용해 크기 분포를 분석한 결과 칼슘의 농도가 0.5 mg/mL 일 때, 칼슘 나노 및 마이크로분말의 평균 입자크기는 각각 440.2±73.8 nm, 547.1±105.3 nm이었으며 칼슘의 농도가 1.0 mg/mL 일 때, 칼슘 나노 및 마이크로분말의 평균 입자크기는 각각 388.8±123.2 nm, 1001.9±160.4 nm이었다. 제타전위는 칼슘 나노 분말이 -9.94±1.78 mV이였으며 칼슘 마이크로 분말은 -2.42±2.38 mV으로 시료 두 가지 모두 수용액 상태에서 불안정 하지만 나노 분말이 상대적으로 안정한 것으로 나타났다. 칼슘 나노 및 마이크로 분말의 비표면적은 각각 6.99 m2/g, 4.26 m2/g으로 나노 분말이 더 높게 측정되었다. 겉보기 밀도는 칼슘 나노(0.47±0.01 g/mL)와 마이크로(0.45±0.03 g/mL)분말의 차이가 거의 없었으나, 다짐밀도에서 칼슘 마이크로 분말이 0.97±0.02 g/mL로 칼슘 나노분말 0.81±0.02 g/mL 보다 더 높았다. 안식각은 칼슘 나노분말이 35.40±1.32o로 칼슘 마이크로 분말의 안식각 39.37±2.46o 보다 작아 유동성이 큰 것으로 분석되었다. 본 연구 결과들은 분쇄 공정에 따른 나노화에 의한 칼슘 나노분말을 비롯한 다양한 무기질 나노분말의 이화학적 특성 변화를 밝힐 수 있는 연구로 확대될 수 있는 가능성이 있다.

최근 비만의 증가로 식품 산업계에서는 열량이 없거나 적은 원료로 고열량의 원료를 대체하려는 시도를 하고 있다. 본 연구에서는 젤라틴과 한천을 원료로 동일한 경도의 젤을 만들고 이들의 이화학적 특성을 비교하였다. 동일한 경도를 갖는 젤의 제조를 위하여 물 150 g에 정백당 60 g과 각각 젤라틴 12 g, 한천 2 g을 첨가하여 물 50 g 이 증발할 때까지 중탕하여 성형, 냉각한 후 젤을 제조하였다. 경도는 젤라틴과 한천 젤 각각 22.36, 22.80으로 동등하게 제조하였으며, 이 때 응집성, 부착성, 씹힘성 등은 젤라틴 젤이 더 높았다. 제조된 한천 젤과 젤라틴 젤의 pH는 각각 8.17, 7.05였으며, 당도는 각각 12.97, 14.43oBx를 나타내었다. 응력완화를 측정한 결과 5초 후 한천과 젤라틴 젤의 응력은 각각 3.3, 9.5 N 이였으며 각각 5초, 1초 동안에 급격히 응력이 감소된 후 서서히 완화되었으며 응력완화시간은 한천 젤은 2.54초 였고 젤라틴 젤은 측정이 불가능 하였다. 보수력은 한천과 젤라틴 젤이 각각 98.83, 100%였으며 이는 사용된 한천의 농도가 낮기 때문인 것으로 생각된다. 본 연구 결과는 젤라틴 대체 시 경도를 동일하게 하였을 경우 질감을 비롯한 다른 요소들이 어떻게 영향을 주는지를 판단하는데 도움이 될 것으로 사료된다.