To ensure radiological safety margin in the transport and storage of spent nuclear fuel, it is crucial to perform source term and shielding analyses in advance from the perspective of conservation. When performing source term analysis on UO2 fuel, which is mostly used in commercial nuclear power plants, uranium and oxygen are basically considered to be the initial materials of the new fuel. However, the presence of impurities in the fuel and structural materials of the fuel assembly may influence the source term and shielding analyses. The impurities could be radioactive materials or the stable materials that are activated by irradiation during reactor power operation. As measuring the impurity concentration levels in the fuel and structural materials can be challenging, publicly available information on impurity concentration levels is used as a reference in this evaluation. To assess the effect of impurities, the results of the source term and shielding analyses were compared depending on whether the assumed impurity concentration is considered. For the shielding analysis, generic cask design data developed by KEPCO-E&C was utilized.

The rapid synthesis techniques and interesting multidisciplinary applications make carbon nanodots (CNDs) stand out from semiconductor quantum dots. Moreover, CNDs derived from green precursors have gained more importance beyond chemically derived CNDs due to sustainable synthesis opportunities. However, the presence of molecular impurities or intermediates or fluorophores was neglected during the entire process. Herein, we illustrate the sustainable synthesis of CNDs from Hemigraphis alternata plant leaves with extended carbonization procedure (3 and 9 min) along with simultaneous ethylene glycol and diethyl ether solvent treatment method for the successful removal of interfering fluorophores. To unravel the distinction between purified CNDs (P-CNDs) and organic fluorescent carbon nanostructures (org-FCNs), we carried out photophysical, structural, and morphological studies. A quantum yield (QY) of 69 and 42% was observed for crude org-FCNs, and crude P-CNDs; however after purification, QY of 1% and absence of one component from the fluorescent decays curve suggest the removal of fluorophores. Further, HR-TEM and DLS studies showed the quasi-spherical amorphous particles having < 10 nm particle size for P-CNDs. Besides, in vitro biocompatibility investigation and cellular uptake assay (1–100 μg/mL) against the MDA-MB 468 cell lines proves the ≥ 95% cell viability and good internalization for both org-FCNs and P-CNDs. Hence, our study shows the presence of fluorophore impurities in plant-derived CNDs, the removal and resemblance in biocompatibility properties. Hence, this information can be considered during the synthesis and isolation of CNDs. Simple and effective removal of impurities to harvest pure carbon nanodots (CNDs) through solvent-based selective separation method, and revelation of the cocktail flourphores similar to biocompatible blue fluorescent CNDs were studied.

본 연구에서는 분리막을 이용하여 천일염내 미세플라스틱을 비롯한 불순물을 제거하는 분리막 공정 설계를 위한 연구이다. 천일염 염전에 적합한 분리막 재질, 공경 사이즈, 모듈을 선정하여 다양한 조건에서 실험을 진행하였다. 선정된 200 kDa, 4 kDa 한외여과막 그리고 3 kDa 나노여과막을 선정하였고, 실험은 실험실과 실제 염전에 파일롯 플랜트를 건설하 여 각각 실험하였다. 천일염내 불순물은 대부분 0.1 μm 이상의 크기를 가졌고 크기 분포는 0.1 μm에서 1 μm 사이 입자가 가장 많은 부분을 차지하였다. 그리고 성분 분석결과 불순물 내에 7종류 이상의 다양한 미세플라스틱이 검출되었다. 분리막 공정 이후 여과된 염전수 분석한 결과 미세플라스틱을 포함한 불순물이 검출되지 않았고 기존의 천일염과 분리막 여과수로 제작한 천일염의 성분 비교해본 결과 천일염 성분의 변화 없이 불순물만 효과적으로 제거됨을 확인하였다.

원전 일차계통 HyBRID 제염공정에서 발생되는 제염폐액에는 황산이온과 방사성 핵종을 포함한 금속이온 및 발암성 물질의 하이드라진을 포함하고 있어 이를 안전한 수준으로 처리할 수 있는 기술개발이 필요하다. 본 연구에서는 모의 제염폐액 내 황산 및 금속이온의 제거와 하이드라진의 분해시험을 실시하여 황산이온, 금속이온 및 하이드라진을 효과적으로 제거할 수 있는 HyBRID 제염폐액 처리공정을 도출하였으며, 1 L 규모에서의 반복실험과 Pilot 규모(300 L/batch)에서의 평가시험을 통해 도출한 HyBRID 제염폐액 처리공정의 성능 재현성과 적용성을 검증하였다.

The effects of residual impurities on solid state sintering of the powder injection molded (PIMed) W-15wt%Cu nanocomposite powder were investigated. The W-Cu nanocomposite powder was produced by the mech-ano-chemical process consisting of high energy ball-milling and hydrogen reduction of W blue powder-cuO mixture. Solid state sintering of the powder compacts was conducted at for 2~10 h in hydrogen atmosphere. The den-sification of PIM specimen was slightly larger than that of PM(conventional PM specimen), being due to fast coalescence of aggregate in the PIM. The only difference between PIM and PM specimens was the amount of residual impurities. The carbon as a strong reduction agent effectively reduced residual W oxide in the PIM specimen. The formed by reduction of oxide disintegrated W-Cu aggregates during removal process, on the contrary to this, micropore volume rapidly decreased due to coalescence of the disintegrated W-Cu aggregates during evolution of CO.It can be concluded that the higher densification was due to the earlier occurred Cu phase spreading that was induced by effective removal of residual oxides by carbon.

리모트 수소 플라즈마에 의한 Si 웨이퍼 표면 위의 Fe 불순물의 제거효과를 조사하였다. 세정시간 10분 이하와 rf-power 100W이하의 범위에서 최적 공정조건은 각각 1분과 100W이였으며, 플라즈마 노출시간이 짧을수록, rf-power가 증가할수록 Fe제거 효과가 더 향상되는 것으로 나타났다. 또한, 고압보다는 저압 하에서 Fe 제거효과가 더 우수하였는데, 저압 하에서는 h2 유량이 20sccm, 고압 하에서는 60sccm일 때 Fe 제거효과가 가장 우수하였다. 플라즈마 세정 직후의 열처리는 금속오염의 제거효과를 향상시켰으며, 600˚C에서 최상의 효과를 얻을 수 있었다. AFM 분석결과에 의하면 표면 거칠기는 플라즈마 세정에 의하여 30-50% 향상되었는데, 이것은 Fe 오염물과 더불어 Si 표면의 particle이 제거된 데 기인하는 것으로 생각된다. 또한 본 논문에서는 수소 플라즈마에 의한 Si 웨이퍼 표면의 Fe 제거기구에 관해서도 자세히 고찰하였다.

반도체 소자가 고집적화 됨에 따라 단위공정의 수가 증가하게 되었고 동시에 실리콘 기판의 오염에 대한 문제가 증가하였다. 실리콘 기판의 주 오염물로는 유기물, 파티클, 금속분순물 등이 있으며 특히, Cu와 Fe과 같은 금속불순물은 이온주입 공정, reactive ion etching, photoresist ashing과 같은 실 공정 중에 1011-1013atoms/㎤정도로 오염이 되고 있다. 그러나 금속불순물 중 Cu와 같은 전기음성도가 실리콘 보다 큰 오염물질은 일반적인 습석세정방법으로는 제거하기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 Cu와 Fe과 같은 금속불순물을 제거할 목적을 건식과 습식 세정방법을 혼합한 UV/ozone과 HF세정을 제안하여 실시하였다. CuCI2와 FeCI2 표준용액으로 실리콘 기판을 인위적 오염한 후 split 1(HF-only), split 2 (UV/ozone+HF), split 3 (UV/ozone + HF 2번 반복), split 4(UV/ozone-HF 3번 반복)를 실시하였고 TXRF(Total Reflection X-Ray Fluorescence)와 AFM(Atomic Force Microscope)으로 금속불순물 제거량과 표면거칠기를 각각 측정하였다. 또한 contact angle 측정으로 세정에 따른 표면상태도 측정하였다. TXRF 측정결과 split 4가 가장 적은 양의 금속불순물 잔류량을 보였으며 AFM 분석을 통한 표면거칠기도 가장 작은 RMS 값을 나타내었다. Contact angle 측정 결과 UV/ozone 처리는 친수성 표면을 형성하였고 HF처리는 소수성 표면을 형성하였다.

리모트 수소 플라즈마를 이용하여 실리콘 웨이퍼 표면 위에 있는 금속불순물의 제거 및 제거기구에 관하여 조사하였다. 실리콘의 표면과 내부분석을 위하여 TXRF(total reflection x-ray fluorescence)와 SPV(surface photovoltage), AFM(atomic force microscope)을 사용하였다. TXRF 분석결과 리모트 수소 플라즈마가 금속오염물질 제거에 상당한 효과가 있는 것으로 나타났다. TXRF분석결과 리모트 수소 플라즈마가 금속오염물질 제거에 상당한 효과가 있는 것으로 나타났다. 리모트 수소플라트마 처리 후 금속오염은 금속원소의 종류에 따라 1010atoms/cm2-1011atoms/cm2수준이었다. SPV분석결과를 보면 수소 플라즈마 처리에 의해 minority carrier 수명이 전반적으로 증가하였다. AFM 분석을 통하여 수소 플라즈마 처리가 표면 손상을 일으키지 않으며 표면의 거칠기에 나쁜 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 또한 본 실험에서 나타난 결과들을 종합해 볼 때 금속오염물의 제거기구는 자연산화막 혹은 수소로 passivate된 실리콘 웨이퍼 표면을 수소 플라즈마에서 발생된 수소원자가 실리콘표면을 약하게 에칭할 때 떨어져 나가는 'lift-off'가 유력한 것으로 판단된다.

불순물이 주입된 실리콘 기판에 500 두께의 탄탈륨 박막을 증착한 후 실리사이드를 형성시키기 위해 아르곤 분위기에서 급속열처리(RTA)률 하였다. 형성된 TaSi2와 불순물의 거동은 XRD, SEM, 4-point probe, HP4145와 SIMS로 조사하였다. 불순물의 종류에 관계없이 TaSi2는 RTA 온도가 800˚C일때 형성되기 시작하였으며 1000˚C이상에서 증착된 Ta가 전부 TaSi2로 상 전이가 일어났다. 또한 TaSi2/P+영역에 대한 접촉저항간은 contact size가 0.9×0.9(μm2)일때 22Ω 낮은값을 가졌으며 이온 주입된 불순물은 RTA처리시 형성된 TaSi2층으로 out-diffusion이 일어났다.

엽납석광석에 Fe-성분이 불순물로 작용하여 엽납석의 최종 산업제품의 품위를 저하시키고 있다. 엽납석광석에 존재하는 불순물을 광물-화학적으로 확인하고 마이크로웨이브와 자력선별을 이용하여 Fe 함량을 건식방법으로 감소시키고자 하였다. 광학현미경, XRD, XRF, SEM/EDS 및 EPMA 분석을 통하여 엽납석에 황철석과 적철석이 포함되어 있는 것을 확인하였다. 엽납석에 포함된 자형의 황철석은 열수용액에 의하여 형성되고, 용해 공동 구조는 황철석이 산성수에 의하여 부분적으로 용해되어 형성되는 것으로 사료된다. 그리고 퇴적 기원 구조를 보이는 동심원 구조의 적철석은 산성수에 포함되어 있는 Fe3+가 침전되어 형성된 것으로 사료된다. 마이크로웨이브 가열과 자력선별 실험을 수행한 결과 Fe 제거율은 성산광산이 96%, 완도광산이 93%로 나타났다. 마이크로웨이브 가열과 자력선별은 저 품위 엽납석을 품위 향상시킬 수 있는 친환경적 방법이라 사료된다.

This paper proposed a new magnetic field detection algorithm to detect metal pieces in food producing processes. This algorithm can detect mixed metal pieces by sensing magnetic field. Some metal pieces are passed through an over-current circuit to magnetize them. The magnetic field sensor can detect the change in the magnetic field on the conveyor belt caused by the flow of the metal pieces in the food product. However, such a method detects the output of signals that change their amplitude and phase according to the movement of the conveyor belt with the food product, in which the equilibrium of the positive signal that is created in the receiver coil loses its balance due to the magnetized material. This includes not only the signal elements resulting from the effect of the alternating magnetic fields of the mixed metals, but also the signal elements resulting from the effect of the alternating magnetic fields of the examined object itself.