The efficient fabrication of uranium-based liquid fuels and the structural integrity of reactor materials are critical challenges for the deployment of chloride-based molten salt reactors (MSRs). As part of KAERI’s ongoing MSR development, this study investigates an optimized uranium chlorination process and a corrosion assessment of candidate structural materials under conditions more closely resembling actual reactor cores. To enhance process efficiency and scalability, metallic uranium was converted into uranium trihydride (UH3) via hydriding, achieving 34.1% efficiency. UH3 was chlorinated with ammonium chloride (NH4Cl), yielding uranium trichloride (UCl3) with a conversion rate over 98% and purity above 99%, as confirmed by ICP-OES. The UCl3 was used to fabricate various uranium-based liquid fuels for MSR applications. Simultaneously, the corrosion behavior of SS304, SS316, and Hastelloy-N was evaluated using a natural convection loop filled with a NaCl– MgCl2 eutectic salt mixture. The system operated for 500 hours at 500–580°C to replicate MSR conditions. Corrosion analysis revealed that SS304 suffered severe degradation, SS316 showed moderate resistance, and Hastelloy-N demonstrated superior stability, although some cold leg samples experienced mass gain due to corrosion product deposition. These findings provide key insights into optimizing liquid fuel synthesis and selecting corrosion-resistant materials for safe, long-term MSR operation.

For risk assessment of spent nuclear fuel (SNF) transportation, it is necessary to calculate the damage ratio of SNF rods loaded in the cask. Due to the complexity in the geometry and material properties of SNF, it is impractical to analyze the detailed behavior of every fuel rod and assembly in a single cask model. This study presents a framework for performing cask-level analysis by sequentially simplifying the fuel rods and spent fuel assemblies for fuel damage ratio (FDR) calculation. Using the simplified fuel rod model developed in previous studies, we constructed a CE 16×16 fuel assembly model and presented a methodology to simplify the CE 16×16 assembly model into cuboids. Cask drop analyses were performed to validate the similarity of the detailed CE 16×16 model and the simplified model. Using the proposed simplified models, a procedure for quantifying the bending load and pinch load applied to the fuel rods during the drop impact is presented. The FDR can then be calculated by comparing the quantified loads with their respective failure criteria. Through a case study, the feasibility of the developed framework for systematic and accurate FDR calculation was effectively demonstrated.

연료전지 핵심 소재인 고분자 전해질막은 높은 내화학성과 수소이온전도성을 갖는 과불소계 술폰산 이오노머가 주로 사용된다. 하지만 이러한 이오노머조차도 연료전지 구동 중 발생하는 라디칼 공격으로 인해 화학적 분해가 발생하여 장 기 내구성 확보에 어려움을 겪고 있다. 이를 완화하기 위해 라디칼 스캐빈저로 도입이 간편한 이온형 산화방지제를 적용하고 있으나, 연료전지 구동 중 전극 간 전위차에 의해 세륨 이온이 이동(cerium ion migration)하는 현상으로 스캐빈저 효과가 감 소하는 문제가 있다. 본 연구에서는 강화막 내에서 세륨 이온의 이동성을 조절하기 위한 방안으로 폴리에틸렌글리콜(PEG) 도입을 제시하였으며, 이를 통해 PEG 도입이 강화막의 내구성에 미치는 영향을 조사하였다.

The transportation of spent nuclear fuel between management stages is expected, and the transportation workers may be exposed to radiation. When transporting spent nuclear fuel, the ALARA principle must be observed for the workers. The objective of this study is to assess a radiation dose for workers transporting spent nuclear fuel using metal overpacks. For this objective, the cask to be handled was selected and the radiation source term was set. Then, the radiation exposure scenario for the transportation workers was defined. Finally, the dose rates for each location of operation were assessed using Monte Carlo simulations, and collective doses were derived for each operation considering the radiation exposure scenario. Each worker performed 11 operations to transport spent nuclear fuel to other facilities and was exposed to a total of 1.138 man-mSv. The operation of removing the bottom shield ring resulted in the highest radiation exposure at 0.503 man-mSv. In contrast, the operation of installing the impact limiter resulted in the lowest radiation exposure at 0.0009 man-mSv. The results of this study can be used to strengthen radiation protection measures for workers transporting spent nuclear fuel in dry storage facilities using metal overpacks.

Efficient and safe maritime navigation in complex and congested coastal regions requires advanced route optimization methods that surpass the limitations of traditional shortest-path algorithms. This study applies Deep Q-Network (DQN) and Proximal Policy Optimization (PPO) reinforcement learning (RL) algorithms to generate and refine optimal ship routes in East Asian waters, focusing on passages from Shanghai to Busan and Ulsan to Daesan. Operating within a grid-based representation of the marine environment and considering constraints such as restricted areas and Traffic Separation Schemes (TSS), both DQN and PPO learn policies prioritizing safety and operational efficiency. Comparative analyses with actual vessel routes demonstrate that RL-based methods yield shorter and safer paths. Among these methods, PPO outperforms DQN, providing more stable and coherent routes. Post-processing with the Douglas-Peucker (DP) algorithm further simplifies the paths for practical navigational use. The findings underscore the potential of RL in enhancing navigational safety, reducing travel distance, and advancing autonomous ship navigation technologies.

전세계적으로 국제항공 부문의 탄소 감축에 대한 요구가 증가함에 따라 지속가능항공유 (Sustainable Aviation Fuel, SAF)의 사용 확대와 기술개발에 대한 투자가 촉진되고 있다. SAF는 기존 석유 계 항공유 연료와 유사하기 때문에 항공기의 엔진이나 연료 공급 시스템 및 공항의 연료공급 인프라의 구 조적 변경없이 그대로 사용 가능하며(drop-in fuel), 기존 항공유에 일정비율로 혼합하여 사용할 수 있는 장점이 있다. SAF는 전세계적으로 다양한 바이오매스 원료를 사용하여 제조된 바이오항공유(Bio-jet fuel) 와 포집 이산화탄소와 그린수를 사용하여 합성된 재생합성항공유(synthetic-SAF)로 구분할 수 있다. 또한 광합성을 하는 바이오매스를 기반으로 하는 바이오항공유는 전주기평가(life cycle assessment, LCA) 관점 에서 기존 석유계 항공유보다 이산화탄소를 약 80% 저감되며, 탄소중립연료로서 인정받고 있다. 본 논문 에서는 재생합성항공유의 생산을 위한 제조기술로 이산화탄소 포집기술, 역수성가스(Reverse Water-Gas Shift, RWGS) 전환기술, Fischer-Tropsch(F-T) 공정기술과 제조된 재생합성항공유의 연료특성과 제조규 격 및 제조기술 인증에 대한 연구사례를 분석하여 국내 기술개발 필요성과 방향을 제시하고자 한다.

This study intends to analyze physical and chemical changes using Thermo-Gravimetric Analysis （TGA） of MGO-bioethanol mixed fuel oil. We will analyze the thermal stability and state changes of MGO-Bioethanol mixed fuel oil and conduct and utilize various basic experiments on its applicability as ship fuel oil in the future and eco-friendly alternative fuels. The physical and chemical conditions set through this experiment were set through non-isothermal heating at about 20°C to 933°C, and the heating rate was 100°C/min, the measurement time was 10 minutes, and the amount of samples in each mixed fuel oil was about 18mg-24mg. In the range of pyrolysis temperatures from 235.241°C to 253.320°C, the weight of BE0 was 30.992%, BE10 was 36.199.%, BE20 was 35.879%, and BE30 was 35.725%, indicating that the pyrolysis temperature and weight tended to increase as the bioethanol content increased.

본 논문은 독일의 에너지 전환 정책이 경제성장과 화석연료 의존도에 미친 영향을 분석하며, 특히 그린플레이션과 화석연료플레이션에 중점을 둔다. 본 논문은 2010년부터 2022년까지의 분기별 데이터를 활용하여, 화석연료 가격(브렌트유 및 천연가스)과 주요 경제지표(가계 전기요금, 소비자물가지수, GDP 성장률) 간의 관계를 상관관계 분석과 다중회귀분 석으로 평가하였다. 분석 결과, 천연가스 가격과 가계 전기요금 간에는 0.85의 강한 양의 상관관계가 확인되어, 천연가스 가격 상승이 직접적으 로 전기요금 상승에 영향을 미쳤음을 보여준다. 또한, 천연가스 가격과 소비자물가지수 간에도 0.72의 유의미한 양의 상관관계가 나타나, 화석 연료 가격 상승이 물가상승 압력을 가중시킴을 시사하였다. 반면, 화석연 료 가격과 GDP 성장률 간에는 -0.56의 음의 상관관계가 나타나, 에너지 비용 상승이 경제성장에 부정적 영향을 미쳤음을 보여준다. 다중회귀분 석 결과, 천연가스 가격이 가계 전기요금에 미치는 영향은 브렌트유 가 격보다 더 강력한 것으로 확인되었으며, 이는 독일의 에너지 구조가 천 연가스 의존도가 높음을 반영한다. 이러한 결과는 에너지 공급망 다변화 와 재생 가능 에너지 확대를 통해 에너지 안보를 강화하고 화석연료 의 존도를 줄이는 것이 중요함을 시사한다.

본 연구에서는 유기계 산화 방지제인 가려진 페놀이 그래프팅된 산화 그래핀(hindered phenol-grafted graphene oxide, HP-GO)을 합성하였고, 이를 도입한 나피온(Nafion) 기반의 복합 막을 제조하여 고분자 전해질 막 연료전지에 응용하 였다. HP-GO는 3,5-디-tert-뷰틸-4-히드록시페닐프로피오닐 클로라이드에 존재하는 염화 카보닐기(carbonyl chloride)와 GO에 존재하는 히드록시간의 치환 반응을 통해 합성되었으며, 합성된 HP-GO를 고분자 기지체 대비 0.01~0.5 wt%까지 포함하는 복합 막을 제조하여 순수 Nafion과의 물성 차이를 비교하였다. 특정 함량의 HP-GO가 첨가된 복합 막은 순수 Nafion에 비해 우수한 인장강도와 수분 흡수율 및 치수안정성을 나타내었다. 특히 HP-GO의 산화 방지 특성으로 인해 HP-GO가 첨가된 복 합 막은 장시간의 펜톤 평가(Fenton’s test) 이후 순수 Nafion 대비 높은 산화 안정성을 나타내었다. 또한 HP-GO에 의한 향상 된 수분 흡수율에 의해 복합 막은 전 습도 구간에서 순수 Nafion 대비 우수한 수소 이온 전도도를 나타내었다.

본 연구에서는 산화 방지 특성이 있는 가려진 페놀기를 도입한 산화 그래핀(hindered phenol-grafted graphene oxide, HP-GO)을 합성한 후 탄화수소계 고분자인 sulfonated poly(arylene ether sulfone) (SPAES)을 기지체로 사용한 복합 막을 제조하여 고분자 연료전지 시스템에 응용하고자 하였다. HP-GO는 GO 표면의 하이드록시기(hydroxy group)와 HP의 염화 카 보닐(carbonyl chloride) 간의 친핵성 아실치환 반응을 통해 합성되었으며, HP-GO의 비율을 다르게 첨가한 복합 막을 제조한 후 선형 SPAES 막과의 비교를 통해 성능 특성 변화를 확인하였다. 특정 함량의 HP-GO를 첨가한 복합 막의 경우 선형 SPAES 막에 비해 체적 안정성과 기계적 강도 및 수소 이온 전도도가 증가된 것을 확인할 수 있었으며, 펜톤 평가(Fenton’s test) 진행 후 막 분해 시간 및 잔여 막 무게 비율이 증가되는 경향을 통해 화학적 내구성 역시 증가한 것을 확인할 수 있었다.

세계적인 탄소중립 정책 추진과 수소 에너지 수요 증가에 따라 고분자 전해질 수전해 및 연료전지 기술 개발이 활발히 이루어지고 있다. 해당 기술의 핵심 소재인 과불소계 술폰산 이오노머는 우수한 전기화학적 특성과 화학적 안정성을 가지고 있지만, 높은 제조비용, 한정된 공급망, 강화되는 환경 규제와 같은 문제로 인해 효과적인 재활용 및 재제조 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 초임계 분산 기술을 통해 전해질막 및 막-전극접합체의 제조과정에서 발생하는 고활성을 갖는 전해질막 스크랩을 연료전지 전극바인더로 재제조하는 방법을 제시하고자 한다.

고온 구동형 고분자 전해질 막 연료전지(high temperature polymer electrolyte membrane fuel cell, HT-PEMFC)는 구동 중 발생되는 불순물에 대한 내성이 높고 물관리가 용이하며 고순도의 가스를 연료로 사용하지 않아도 되는 장점을 갖는 다. HT-PEMFC는 인산이 도핑된 막을 통해 수소이온이 전도되기 때문에 전해질 막의 높은 인산의 유지율이 요구된다. 본 총 설에서는 인산의 침출을 방지하여 고성능의 HT-PEMFC용 고분자 전해질 막을 개발하기 위해 1) 인산이 도핑된 전해질 막의 인산 침출에 영향을 미치는 요소를 파악한 후, 이를 개선하기 위해 2) 폴리벤즈이미다졸 기반 막과 인산과의 상호작용을 강 화하여 인산 침출을 방지할 수 있도록 고분자 구조 설계를 진행한 연구와 3) 이오노머의 이온교환 작용기와 인산과의 이온 쌍 상호작용을 통해 인산의 침출을 방지할 수 있도록 이오노머 구조 설계를 진행한 연구들에 대해 살펴보고자 한다.

In this study, flow analysis was performed using ANSYS CFX to evaluate the performance of the 30kg hydrogen fuel cell hexa-copter drone in hovering flight. In the case of a hydrogen fuel cell hexa-copter drone, a total of four cooling fans are mounted on the drone's body in two pairs on the left and right to cool the fuel cell module. In order to evaluate the effect of the air flow from the cooling fan on the aerodynamic properties of the hydrogen fuel cell drone as the mounted cooling fan operates, the change in thrust for the case where the cooling fan operates and does not operate was compared and analyzed. Looking at the analysis results, it was found that the presence or absence of the drone's cooling fan had little effect on the drone's thrust through the thrust results for the six wings.