In pyroprocessing, the residual salts (LiCl containing Li and Li2O) in the metallic fuel produced by the oxide reduction (OR) process are removed by salt distillation and fed into electrorefining. This study undertook an investigation into the potential viability of employing a separate LiCl salt rinsing process as an innovative alternative to conventional salt distillation techniques. The primary objective of this novel approach was to mitigate the presence of Li and Li2O within the residual OR salt of metallic fuel, subsequently facilitating its suitability for electrorefining processes. The process of rinsing the metallic fuel involved immersing it in a LiCl salt environment at a temperature of 650°C. During this immersion process, the residual OR salt contained within the fuel underwent dissolution, thereby reducing the concentrations of Li2O and Li generated during the OR process. Furthermore, the Li and Li2O dissolved within the LiCl salt were effectively consumed through chemical reactions with ZrO2 particles present within the salt. Importantly, even after the metallic fuel had been subjected to rinsing in a conventional LiCl salt solution, the concentration of Li and Li2O within the salt remained consistent with its initial levels, due to the utilization of ZrO2. Moreover, it was observed that the Li- Li2O content within the metallic fuel was significantly diluted as a result of the rinsing process.

A phosphorylation (phosphate precipitation) technology of metal chlorides is considering as a proper treatment method for recovering the fission products in a spent molten salt. In KAERI’s previous precipitation tests, the powder of lithium phosphate (Li3PO4) as a precipitation agent reacted with metal chlorides in a simulated LiCl-KCl molten salt. The reaction of metal chlorides containing actinides such as uranium and rare earths with lithium phosphate in a molten salt was known as solidliquid reaction. In order to increase the precipitation reaction rate the powder of lithium phosphate dispersed by stirring thoroughly in a molten salt. As one of the recovery methods of the metal phosphates precipitated on the bottom of the molten salt vessel cutting method at the lower part of the salt ingot is considered. On the other hand, a vacuum distillation method of all the molten salt containing the metal phosphates precipitates was proposed as another recovering method. In recent study, a new method for collecting the phosphorylation reaction products into a small recovering vessel was investigated resulting in some test data by using the lithium phosphate ingot in a molten salt containing uranium and three rare earth elements (Nd, Ce, and La). The phosphorylation experiments using lithium phosphate ingots carried out to collect the metal phosphate precipitates and the test result of this new method was feasible. However, the reaction rate of test using lithium phosphate ingot is very slower than that of test using lithium phosphate powder. In this presentation, the precipitation reactor design used for phosphorylation reaction shows that the amount of molten salt transferred to the distillation unit will reduce by collecting all of the metal phosphates that will be generated using lithium phosphate powder into a small recovering vessel.

본 연구는 고농도 염화칼슘 처리 토양에서 토양개량제인 하이드로볼, 활성탄의 처리와 수크령 식재 유무에 따른 토양침출수 의 화학적 특성과 토양 내 염분 저감 효과에 미치는 영향을 규명하고자 수행하였다. 고농도 제설제처리 염분토양에서 토양개량 제 하이드로볼, 활성탄의 염분 저감 효과 및 수크령의 식재 효과를 알아보기 위하여 2018년 4월부터 10월까지 유리온실에 직경 10 cm, 높이 9 cm의 플라스틱 포트에 수크령을 식재하고 무처리 (Cont.), 하이드로볼 (H), 활성탄 (AC), 수크령식재 (P), 하이드로볼 + 수크령식재 (H + P), 활성탄 + 수크령식재 (AC + P) 총 6개의 처리구로 나누었다. 염화칼슘 (CaCl2) 처리는 10 mg/L 농도의 수용액을 조제하여 2주 간격 1회 200mL씩 분주하였다. 토양침출수 분석은 pH와 EC, 염류계 치환성양이온 (K+, Ca2+, Na+, Mg2+) 함량을 측정하였고, 수크령의 생육은 초장, 엽장, 엽폭, 엽수를 측정한 뒤 실험종료 후 생체중, 건물중, 건물률, T/R률을 조사 분석하였다. 토양침출수 화학성 분석결과, 토양산도는 처리구별 뚜렷한 차이를 보이지는 않았으나 모든 처리구에서 약산성을 띄었으며, 전기전도도는 H + P, P, AC + P, H, AC, Cont. 순으로 감소하는 경향을 보였다. 염류계 치환성양이온함량에 있어서 토양 염류도의 지표라 할 수 있는 Ca2+ 항목에서 Cont., P, H, AC, H + P, AC + P 순으로 높아지는 경향을 보였다. 수크령의 생육변화는 H + P, AC + P, P 순으로 초장, 엽장, 엽폭, 엽수 모든 항목에서 상대생장률이 통계적으로 유의하게 높게 나타났다. 따라서 하이드로볼과 활성탄은 제설제 피해지역 토양개량제로 활용가치가 높으며 수크령은 토양 내 고농도 염화칼슘 염분저감 식물소재로 적합한 수종이라 판단된다.

본 연구는 L-alanine을 적용한 스크러버의 주류공장 내 CO2 제거효율, 모니터링 데이터 분석/ 평가 및 에너지 저감효율을 평가하였다. 스크러버의 평균 제거율은 90.45%로 10,000 ppm이상의 고농도 CO2가 유입됨에도 제거효율이 뛰어난 것을 확인하였다. 스크러버 작동 후 작업장 내 CO2는 2,000ppm 이 하로 유지하여 약 74% 이상의 이산화탄소 저감 효율을 확인하였다. 또한 소비되는 전력량을 측정한 결과 스크러버 작동 후 230 kWh로 약 7.26%의 에너지가 절감되는 것으로 나타났다. 즉, 본 개발제품을 적용한 결과로 작업장 내 이산화탄소 농도를 외기유입 없이 낮은 농도로 유지함에 따라 근무자의 작업환경을 개선 시킬 수 있었으며 에너지 소비량 또한 저감할 수 있었다. 그러므로 식품, 주류공장 내 고농도 CO2 제거 공 정으로써 스크러버가 유용할 것으로 기대된다.

Li2O-LiCl 용융염을 이용한 전해환원기술은 사용후핵연료로부터 우라늄 금속을 회수하기 위해 연구되고 있다. 이 전해환원기술에서는 Li2O가 촉매로 이용되기 때문에 그 농도를 유지하는 것은 매우 중요한 운전인자이다. ZrO2는 피복관의 주성분이 Zr이기 때문에 사용후핵연료에 불가피하게 함유되며, 본 연구에서는 Li2O를 촉매로 이용하는 전해환원공정에서 ZrO2의 거동을 살펴보았다. Li2O와 ZrO2의 화학반응과 전해환원공정 중에서의 생성물을 분석한 결과, Li2ZrO3와 Li4ZrO4가 주요하게 관찰되었고, 이는 Li2O의 손실을 가져오는 원인이 된다. 즉, ZrO2는 Li2O를 소모하는 역할을 하며, 반응생성물은 전기화학적으로 안정하기 때문에 Li2O의 손실이 불가피하게 된다.

경막결정화를 이용한 산화물 사용후연료의 전해환원 공정에서 발생하는 LiCl 염폐기물 내 포함되어 있는 Cs 및 Sr을 분리(농축)에 대한 실험을 수행하였다. 결정화 공정에서 Cs 및 Sr과 같은 불순물들은 불순물들의 용융염 상 및 결정상에 대한 용해도이 차리로 분리되어 최종적으로 작은 양의 LiCl 용융염내에 농축된다. 본 연구에서는 LiCl-CsCl-SrCl2 계에대한 고체-액체 상평형도를 통해 결정화를 통한 분리가능성을 파악하였으며 열전달방정식 의 계산을 통해 경막결정화 운전중 LiCl 용융염상의 온도분포를 예측할 수 있었다. 경막결정화 공정에서 결정성 장 속도는 분리효율에 큰 영향을 미쳤으며 90%의 LiCl 재생율을 가정할 경우 20-25 l/min의 냉각속도 그리고 0.2 g/min·cm2보다 작은 결정성장 속도조건에서 각각의 Cs 및 Sr에 대하여 90% 정도의 분리효율을 나타내었다.

본 연구에서는 고온의 LiCl-LlO 용융염계에서 우라늄 산화물의 금속전환과 LiO의 전해반응이 동시에 진행되는 통합 반응 메카니즘을 기초로 한 전기화학적 금속전환기술을 제안하였다. 본 실험에서는 전기화학적 환원반응에 의해 생성된 Li 금속이온이 음극에 전착과 동시에 우라늄 산화물과 반응하여 금속전환율 99 % 이상의 우라늄 감속을 생성하는 통합 반응 메카니즘을 확인할 수 있었다. 또한 전기화학적 금속전환기술의 공정 적용성 평가 일환으로 우라늄 산화물의 금속전환성, 반응 메카니즘 규명, LiO의 closed recycle rate 및 물질전달 특성 등의 기초 데이터를 확보하였다 향후 전기화학적 금속전환기술은 LiCl-Li 용융염계의 금속전환공정의 반응조건 제한성 해소, 금속전환율 향상 및 공정의 단순화 등의 기술성과 경제성 향상 측면에서 획기적인 방안으로 고려될 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 제설제 피해에 따른 토양개량제 사용에 대한 가로변 하층식재로 이용될 수 있는 작살나무로 식물생육과 토양개량효과를 평가하고자 Control, T-W, T-SS, T-SC, T-TC를 실험구로 조성하여 식물생육과 토양화학성 변화를 분석하였다. 토양의 pH에서는 제설제 처리 후 수치가 다소 높아지는 경향이었으며 전기전도도의 경우 제설제 처리 후 증가한 후, 관수 및 토양개량제 처리 후 감소하여 초기값에 근접하는 경향이었다. 또한 치환성양이온 함량의 경우 칼슘이온(Ca2+)과 나트륨이온(Na+)에서 관수 및 토양개량제 처리한 실험구에서 유의한 수준으로 감소하여 그 효과를 검증할 수 있었으며 실험구별로는 T-SS, T-TC 실험구에서 양호한 수준이었다. 식물생육반응에서는 초기 활착시 개엽 상태가 얼마 지나지 않아 제설제를 처리하여 식물의 잎마름과 황엽현상이 빠르게 진행되었고, 잎의 낙화를 초래하였다. 하지만 토양개량제 처리 후 새순이 나타났으며, 지속적인 수세회복을 보였다. 엽록소 함량에서도 염화칼슘 처리 후 모든 실험구에서 감소하다가, 관수 및 토양개량제 처리 후 엽록소함량이 유의한 수준으로 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구는 도시공원 및 가로수변 지피식물로 이용되면서 내염성이 강하다고 보고된 작살나무를 공시식물로 선정하여 제설제로 이용되고 있는 염화칼슘이 생육 및 토양이화학성에 미치는 영향을 알아보고자 한 것이다. 그러나 본 연구에서는 지피식물 중 작살나무 1종에 대해 실험구별 식재한 10주만의 결과를 제시하여 그 경향만을 확인한 것으로 향후 실제 제설제에 의해 피해를 받는 현장조사 및 측정을 통해 그 유의성을 추가적으로 검증해야 할 것이다. 본 연구의 결과는 최근 도로변 레인가든의 조성 등으로 인해 제설제의 가로변 집적이 우려되는 상황에 염화칼슘 저감 및 식물생육 활성화를 위한 기초자료 제공을 목적으로 한 것이므로 모든 식물과 대상지에 일반화 할 수는 없는 상태이므로 향후 다양한 식물과 토양처리기법 등에 대한 구체적 효과 검증이 뒷받침되어야 할 것이다.

본 연구는 신간척지에서 적정 완전낙수시기를 구명함으로써 안정적인 수량확보 및 미질향상을 하기 위하여 완전낙수시기를 출수 후 25일부터 50일까지 5일 간격으로 처리하여 신간척지인 새만금 계화포장에서 수행한 내용을 요약하면 다음과 같다. 1. 2010년 출수 후 적산온도는 평년대비 수확기를 기준으로 100℃ 정도 높았고 강수량은 약간 적었다. 2. 평균 주당수수는 16.5개 이었고, 수당입수는 88개 이었다. 3. 출수 후 40~50일 낙수처리가 출수 후 25~35 일 낙수처리보다 등숙비율은 3% 정도 높았고 현미천립중은 0.6 g정도 무거웠다. 4. 쌀수량은 출수 후 25일 낙수 대비 30~35 일 낙수에서는 유의차가 없었고, 40~50일 낙수에서는 7~8% 증수하였다. 5. 완전립비율은 출수 후 35 일 낙수에서 높았고, 단백질 함량은 조기 낙수할수록 낮았다. 6. 토양수분과 토양경도는 고도의 부의상관이 있었고, 완전낙수후 시간이 경과할수록 토양중 EC는 높아졌다. 이상의 결과로 볼 때, 신간척지에서 안정적인 쌀 수량 확보를 위한 적정 완전낙수시기는 출수 후 40~50 일이라고 판단된다.