The growing significance of sustainable energy technologies underscores the need for safe and efficient management of spent nuclear fuels (SNFs), particularly via deep geological disposal (DGD). DGD involves the long-term isolation of SNFs from the biosphere to ensure public safety and environmental protection, necessitating materials with high corrosion resistance for DGD canisters. This study investigated the feasibility of a Cu–Ni film, fabricated via additive manufacturing (AM), as a corrosion-resistant layer for DGD canister applications. A wire-fed AM technique was used to deposit a millimeter-scale Cu–Ni film onto a carbon steel (CS) substrate. Electrochemical analyses were conducted using aerated groundwater from the KAERI underground research tunnel (KURT) as an electrolyte with an NaCl additive to characterize the oxic corrosion behavior of the Cu–Ni film. The results demonstrated that the AM-fabricated Cu–Ni film exhibited enhanced corrosion resistance (manifested as lower corrosion current density and formation of a dense passive layer) in an NaCl-supplemented groundwater solution. Extensive investigations are necessary to elucidate microstructural performance, mechanical properties, and corrosion resistance in the presence of various corroding agents to simplify the implementation of this technology for DGD canisters.

Due to the necessity of isolating spent nuclear fuel (SNF) from the human life zone for a minimum of 106 years, deep geological disposal (DGD) has emerged as a prominent solution for SNF management in numerous countries. Consequently, the resilience of disposal canisters to corrosion over such an extended storage period becomes paramount. While copper exhibits a relatively low corrosion rate, typically measured in millimeters per million years, in geological environment, special attention must be directed towards verifying the corrosion resistance of copper canister welds. This validation becomes inevitable during the sealing of the disposal canister once SNFs are loaded, primarily because the weld zone presents a discontinuous microstructure, which can accelerate both uniform and localized corrosion processes. In this research, we conducted an in-depth analysis of the microstructural characteristics of copper welds manufactured by TIG-based wire are additive manufacturing, which is ideal for welding relatively large structures such as a disposal canister. To simulate the welds of copper canister, a 12 mm thick oxygen-free plate was prepared and Y and V grooves were applied to perform overlay welding. Both copper welding zones were very uniform, with negligible defects (i.e., void and cracks), and contained relatively large grains with columnar structure regardless of groove types. For improving microstructures at welds with better corrosion resistance, the effect of preheat temperature also investigated up to 600°C.

Since spent nuclear fuel (SNF) should be isolated from the human life zone for at least 106 years, deep geological disposal (DGD) is considered a strong candidate for SNF management in many countries. Therefore, a disposal canister should be nearly immune to corrosion in such a long-term storage environment. Even though copper has a low corrosion rate of a few millimeters per million years in geological environments, the corrosion resistance of the copper welds must be preferentially validated, which inevitably occurs during the sealing of the disposal canister after the SNF is loaded. This is because the weld zone is a discontinuous area of microstructure, which can accelerate uniform and localized corrosion. In this study, the microstructural characteristics of copper welds in different welding conditions such as friction stir welding, electron beam welding, cold spray, were analyzed, focusing on the formation of microstructure, which affects resistance to corrosion. In addition, the microstructure and corrosion properties of the copper weld zone manufactured by recent wire-based additive manufacturing (AM) technology were experimentally evaluated. From this preliminary test result, it was found that the corrosion characteristics of the welds produced by the AM process using wire are comparable to those of the conventional forged copper plate.

Spent nuclear fuels in Korea are temporarily stored at the nuclear power plant site and it is expected that will become saturated from 2031. Deep geological disposal in engineered barrier system (EBS) is one of the most important options for disposing spent nuclear fuel. The disposal canister is the first barrier that prevents leakage of nuclides in the spent nuclear fuel to the environment. Therefore, the corrosion behavior of the canister materials are significant factors in determining the overall disposal period. Oxygen-free copper is the most widely used material for disposal canisters, and manufacturing methods include forging, cold spray, and electro-deposition. In this study, corrosion behavior of materials that have the potential to replace oxygen-free copper manufactured using various 3D printing method were analyzed. As a result of electrochemical analysis of various materials such as copper manufactured by the Atmospheric Plasma Spray (APS) process and Inconel 718 manufactured by the Direct Energy Deposition (DED) process, the possibility of replacing oxygen-free copper was confirmed.

K0.5Bi0.5TiO3 (KBT) thin films were prepared by sol-gel processing for future use in piezoelectric generators. It is believed that the annealing temperature of films plays an important role in the output performance of piezoelectric generators. KBT films prepared on Ni substrates were annealed at 500 ~ 700 oC. Tetragonal KBT films were formed after annealing process. As the annealing temperature increased, the grain size of KBT films increased. KBT thin films show piezoelectric constant (d33) from 23 to 41 pC/N. The increase of grain size in KBT films brought about output voltage and current in the KBT generators. Also, the increase in the displacement of specimens during bending test resulted in increases in output voltage and current. Although KBT generators showed lower output power than those of generators prepared using NBT films, as reported previously, the KBT films prepared by sol-gel method show applicability as piezoelectric thin films for lead-free nanogenerators, along with NBT films.

우리 조선업은 기술적인 분야에서 세계를 선도하는 역할을 수행하고 있으나 조선업에서는 매년 2,000여명의 재해자가 발생하 고 있으며, 이중 약 40명은 사망하고 있는 등 근로자의 안전측면에서도 과연 우리 조선업이 세계적인 수준인지는 의문이 들 수밖에 없다. 따라서 이 연구는 국내 조선업에서 2006년~2015년 동안 발생한 중대재해의 통계자료를 고찰하여 조선업 중대재해의 발생현황 및 원인을 분석하고, 조선업 근로자를 대상으로 설문조사를 실시하여 산업현장에서의 안전교육 형태를 분석하였으며, 이를 바탕으로 조선업 안전교 육의 문제점을 도출하여 개선방안을 마련하였다. 첫째, 조선소별로 수행하는 안전교육의 종류 및 수준이 상이하거나 교육품질이 미흡한 문제점을 해결하고 체계적으로 교육과정을 운영하기 위해서 조선업 안전훈련 표준체계의 마련이 필요하다. 둘째, 조선업 안전훈련 표준 체계를 바탕으로 조선업에 특화된 안전교육과정을 지속적으로 개발하고 표준화하여 조선업 중대재해를 감소시키고 근로자의 안전의식을 향상시킬 필요가 있다. 셋째, 조선업에서의 중대재해를 예방하여 근로자의 안전을 확보하기 위해서는 사업주와 근로자 모두가 적극적으 로 안전교육을 수행하고 참여하여 사업장의 안전문화를 형성할 필요가 있다.

STCW협약에 따른 기초안전(재)교육 및 상급안전(재)교육 등과 같은 선원 해상생존교육은 해상에서 비상상황이 발생할 경우 선 원들의 생존율을 증대시켜줄 수 있는 필수교육이다. 그리고 IMO 모델코스에 따른 선원안전교육을 효과적으로 수행하기 위해서는 선원들 이 다양한 안전장비에 대한 이론 및 실습교육이 병행되는 것이 매우 중요하다. 따라서 이 연구는 IMO 모델코스에서 요구하는 해상생존교 육과정에 근거한 실습시설을 파악하고, 국내외 교육기관의 운영 실례를 바탕으로 관련 시설을 비교·분석하여 선원 안전교육시설 개선방 안을 다음과 같이 마련하였다. 첫째, 해상탈출설비(슬라이드, 슈트 등) 등과 같은 최신화된 교육장비를 비치하여, 선원들이 다양한 안전장 비를 직접 체험할 수 있는 교육환경을 구축해야 한다. 둘째, 조파, 풍동, 강우, 암막장치 등과 같은 해상환경 재현시설의 설치하여 학습자 가 현실적인 비상상황을 직·간접적으로 체험해 볼 수 있는 교육환경의 구축해야 한다. 셋째, 체험교육, 시청각교육, 시뮬레이터 교육과 더 불어 가상현실 교육장비를 통한 층위별 맞춤교육을 개발하고 확대시킬 필요가 있다.

본 연구에서는 BEMT(Blade Element Momentum Theory)에 의해 우선 정격 출력 100 kW인 수평축 조류 발전용 단일 터빈에 대한 기본 형상 설계를 진행하고, CFD 해석을 통해 블레이드 주변 유동특성 파악 및 출력 성능 예측을 하였다. 기본적인 에어포일은 FFA-W3-301, DU-93-W210, NACA-63418을 사용하였다. 이를 바탕으로 상반회전 터빈의 특성을 고찰한 결과, 설계 주속비 5.17에서 최대 출력계수는 0.495이며, 터빈의 출력은 101.82 kW를 얻었다.

게르마늄은 세계적으로 고가의 희소금속 중 하나로 국내에서는 게르마늄 광산이 없으며, 전량 수입에 의존하고 있는 금속이다. 게르마늄 주요 용도는 PET 수지 제조용 촉매, 광섬유, 반도체 등 국가 주력산업의 핵심 소재로 광범위하게 사용된다. 특히, 광섬유에는 1km당 0.54g의 게르마늄을 함유하고 있으며, 관련기술 미비로 국내외 모두 재활용이 시도되지 않고 있으므로, 기술 선점 시 그 파급효과가 매우 클 것으로 판단되어진다. 따라서 본 연구는 폐 광섬유에서 게르마늄을 경제적으로 회수할 수 있는 가능성을 입증하기 위해 pyrometallurgy와 hydrometallurgical reactions을 결합한 하이브리드 방식을 통해 게르마늄 농축을 하고자 하였으며, 반응 온도, 반응 시간 등을 변화 시키며 게르마늄 농축 거동을 관찰하였다.