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요약문

SUMMARY

Contents

목차

1. 연구개발과제의 개요 56

제1절 연구배경 56

1. 해체 부지 재이용 안전성 측정 및 평가기술 개발 56

2. 오염 부지 환경복원 기술 개발 56

제2절 추진현황 및 연구내용 57

1. 해체 부지 재이용 안전성 측정 및 평가기술 개발 57

2. 오염 부지 환경복원 기술 개발 59

2. 국내외 기술 개발 현황 66

제1절 해체 부지 재이용 안전성 측정 및 평가기술 개발 66

1. 서문 66

2. 해외의 연구개발 현황 66

3. 국내의 연구개발 현황 68

4. 기술개발 조사사례에 대한 평가 69

제2절 오염 부지 환경복원 기술 개발 69

1. 서문 69

2. 해외의 연구개발 현황 69

3. 국내의 연구개발 현황 71

4. 기술개발 조사사례에 대한 평가 71

3. 연구개발수행 내용 및 결과 76

제1절 해체 부지 재이용 안전성 측정 및 평가기술 개발 76

1. 개요 76

2. 연구내용 및 방법 76

3. 연구 결과 81

4. 결과 요약 260

제2절 오염 부지 환경복원 기술 개발 265

1. 개요 265

2. 연구내용 및 방법 266

3. 연구 결과 271

4. 결과 요약 580

4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 591

제1절 해체 부지 재이용 안전성 측정 및 평가기술 개발 591

1. 목표달성도 591

2. 대외기여도 591

제2절 오염 부지 환경복원 기술 개발 592

1. 목표달성도 592

2. 대외기여도 593

5. 연구개발결과의 활용계획 597

제1절 해체 부지 재이용 안전성 측정 및 평가기술 개발 597

1. 기술적 측면 597

2. 경제·사회적 측면 597

3. 활용방안 및 용도 598

제2절 오염 부지 환경복원 기술 개발 598

1. 기술적 측면 598

2. 경제·사회적 측면 598

3. 활용방안 및 용도 599

6. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 603

7. 참고문헌 609

서지정보양식 611

BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 612

표목차

표 3-1-3-1. 해체 완료단계의 규제제도 및 내용 비교 82

표 3-1-3-2. 해체완료 원자력시설의 재활용 상태 83

표 3-1-3-3. 조사 설계를 위해 필요한 대표 시료 개수 평가결과 91

표 3-1-3-4. 이동형 측정시스템의 특성 97

표 3-1-3-5. 시스템의 구성 및 설명 98

표 3-1-3-6. 광역부지 조사장비의 주요 특성 108

표 3-1-3-7. NaI(Tl) 검출기로 측정한 방사성폐기물 저장고 주변의 등가선량률,... 112

표 3-1-3-8. 방사성폐기물 저장고 주변의 조사선량 계산을 위한 환산계수 112

표 3-1-3-9. 광역부지 측정시스템을 이용한 연구로 원자로실 주변 측정결과 114

표 3-1-3-10. 원자로실 주변의 조사선량 계산을 위한 환산계수 114

표 3-1-3-11. 이동속도에 따른 측정 및 계산된 선량값의 비교 115

표 3-1-3-12. 검출기의 높이 변화에 따른 선량률 변화 118

표 3-1-3-13. 검출기의 측정 속도 변화에 따른 선량률 변화 119

표 3-1-3-14. 검출기의 높이 및 측정 속도 변화에 따른 Scan MDC 120

표 3-1-3-15. 저준위 부지 방사능 측정용 검출기 123

표 3-1-3-16. 컴프턴 억제형 검출 시스템을 이용한 백그라운드 저감화 비 128

표 3-1-3-17. 모듈형 검출기의 인가전압 변화에 따른 계수율 129

표 3-1-3-18. MCNP 모사와 실제 측정을 통한 HPGe 검출 효율 비교 131

표 3-1-3-19. 컴프턴 억제형 검출 시스템을 이용한 백그라운드 저감화 비 135

표 3-1-3-20. 각 선원-검출기 거리에 따른 delay time 변화에 대한 억제비 136

표 3-1-3-21. Plastic 검출기 위치 변화에 따른 백그라운드 억제비 137

표 3-1-3-22. 선원의 세기와 선원과 거리에 따른 컴프턴 영역과 세슘피크의 면적 비 142

표 3-1-3-23. 유리판의 선원위치 따른 컴프턴 영역과 세슘피크의 면적 및 면적비 145

표 3-1-3-24. 적층된 유리판의 선원위치를 계산한 결과 145

표 3-1-3-25. 적층된 오염토양의 세기 150

표 3-1-3-26. 적층된 오염토양의 선원위치를 계산한 결과 152

표 3-1-3-27. 실측 감마스펙트럼으로부터 구한 각각의 분포에 대한 Q값 156

표 3-1-3-28. 깊이분포 평가방법에 대한 비교 평가 160

표 3-1-3-29. 깊이분포 평가를 위한 주요 입력인자 161

표 3-1-3-30. 고리 원전 주변 부지 토양의 XRF 분석 결과 167

표 3-1-3-31. 연구로 원전 주변부지 토양의 입도분석 결과 167

표 3-1-3-32. 토양의 밀도변화에 따른 자체흡수 보정인자 168

표 3-1-3-33. 토양의 건조/포화에 따른 전흡수 계수율 변화 168

표 3-1-3-34. 토양의 밀도 및 구성성분에 따른 보정인자 168

표 3-1-3-35. 점선원의 깊이 변화에 따른 Peak to valley 비율 변화 173

표 3-1-3-36. 거리에 따른 Peak to valley 비율 변화 174

표 3-1-3-37. 거리에 따른 Peak to vally 비율 변화 175

표 3-1-3-38. 점선원의 깊이 변화에 따른 Peak to vally 비율 변화 175

표 3-1-3-39. 연속 깊이오염 분포 평가를 위한 실험장치의 오염분포 178

표 3-1-3-40. 현장 측정기술을 이용한 깊이분포 평가결과의 비교 178

표 3-1-3-41. 수직 입사 에너지에 따른 검출기(HPGe) 응답함수 181

표 3-1-3-42. 제조된 대면적 선원의 시료채취 및 ISOCS 분석 결과 비교 184

표 3-1-3-43. 제주 현장 측정 결과와 실험실 분석결과 비교 188

표 3-1-3-44. 검출기의 물리적 특성 191

표 3-1-3-45. 환형 NaI 검출기와 Plastic 검출기의 억제 성능 비교 199

표 3-1-3-46. 검출기와 선원 거리에 따른 컴프턴 억제비(CSF) 203

표 3-1-3-47. 깊이분포에 따른 스펙트럼 측정 결과 210

표 3-1-3-48. BC-400 플라스틱 섬광체 특성 211

표 3-1-3-49. 플라스틱 섬광체 제조 조건 216

표 3-1-3-50. 광전자증배관의 크기에 따른 계수 225

표 3-1-3-51. 첨가한 나노물질의 종류 및 첨가량 227

표 3-1-3-52. CdTe 첨가 여부에 따른 계수 228

표 3-1-3-53. 암실 개폐 여부에 따른 백그라운드 측정값 차이 231

표 3-1-3-54. 백그라운드와 Sr-90 표준선원 측정 결과 232

표 3-1-3-55. 저준위 αβ계수기를 이용한 토양 면적 선원 측정 결과 234

표 3-1-3-56. 토양 면적 선원의 농도에 따른 계수율 비교 234

표 3-1-3-57. 미국의 원전 해체 종료단계 주요내용 236

표 3-1-3-58. 연구로 부지 유도농도기준 도출을 위한 입력인자 237

표 3-1-3-59. 연구로 부지 유도농도기준 도출 결과 237

표 3-1-3-60. 연구로 토양에 대한 흡착분배계수 측정 결과 240

표 3-1-3-61. 결정론적 평가를 위한 입력 자료의 분포 241

표 3-1-3-62. 핵종별 확률론적 평가 결과 비교 245

표 3-1-3-63. 결정론적 평가와 확률론적 평가 결과 비교 245

표 3-1-3-64. 깊이분포에 따른 선량평가 결과 비교(Cs-137) 246

표 3-1-3-65. 최종현황조사 단계별 주요 내용 250

표 3-1-3-66. 깊이분포 평가를 위한 PTV와 PTC 결과 비교 256

표 3-2-3-1. 체르노빌 원전 사고 당시 재고량 및 방출 방사능 272

표 3-2-3-2. 체르노빌 원전 사고로 인한 국가별 Cs-137 오염 지역 273

표 3-2-3-3. 고정화제 비교 278

표 3-2-3-4. 울주군 및 기장군 지목별 토지이용 현황 281

표 3-2-3-5. 용도지역별 토지이용 현황 281

표 3-2-3-6. 고리원전의 대기안정도 등급별 분포도 282

표 3-2-3-7. 고리원전의 대기안정도 등급별 평균풍속 282

표 3-2-3-8. 고리원전의 방위별 풍향분포도 282

표 3-2-3-9. 고리원전 주변 부지의 토양의 XRF 분석 결과 285

표 3-2-3-10. 고리원전 주변부지 토양의 입도분석 결과 285

표 3-2-3-11. 영광원전의 대기안정도 등급별 분포도 286

표 3-2-3-12. 영광원전의 대기안정도별 평균풍속 286

표 3-2-3-13. 영광원전의 풍향분포도 287

표 3-2-3-14. 영광원전 주변 부지의 토양의 XRF 분석 결과 287

표 3-2-3-15. 영광원전 주변부지 토양의 입도분석 결과 288

표 3-2-3-16. 월성원전의 대기안정도 등급별 분포도 289

표 3-2-3-17. 월성원전의 대기안정도별 평균풍속 289

표 3-2-3-18. 월성원전의 방위별 풍향분포도 289

표 3-2-3-19. 월성 원전 주변 부지의 토양의 XRF 분석 결과 290

표 3-2-3-20. 월성 원전 주변부지 토양의 입도분석 결과 290

표 3-2-3-21. 울진원전의 대기안정도 등급별 분포도 291

표 3-2-3-22. 울진원전의 대기안정도별 평균풍속 291

표 3-2-3-23. 울진원전의 방위별 풍향분포도 291

표 3-2-3-24. 울진 원전 주변 부지의 토양의 XRF 분석 결과 292

표 3-2-3-25. 울진 원전 주변부지 토양의 입도분석 결과 292

표 3-2-3-26. 고정화제 기저 고분자의 후보군들 294

표 3-2-3-27. 염(KCl)에 따른 PEC의 입자의 크기 296

표 3-2-3-28. 풍속 실험 결과 306

표 3-2-3-29. 토양의 구성 요소 및 특성 307

표 3-2-3-30. 토양 구성 입도별 물리적 특성 308

표 3-2-3-31. 토양 밀도에 따른 토양 고정화 측정 결과 338

표 3-2-3-32. 토양 고정화 시편의 물리적 강도 변화 341

표 3-2-3-33. 토양 고정화 시편의 고정화제 제거율 342

표 3-2-3-34. 토양 고정화 시편의 물리적 강도 변화 344

표 3-2-3-35. 토양 고정화 시편의 고정화제 제거율 345

표 3-2-3-36. 고정화 토양의 바람 저항성 평가 결과 357

표 3-2-3-37. Cu-FC-EDA-MNPs의 방사성 세슘 제거 효율 376

표 3-2-3-38. XRD 패면 결과로부터 계산된 CA-MNPs의 평균 grain size 379

표 3-2-3-39. PEI와 자성입자간의 첨가비율에 따른 PEI-MNPs의 사이즈 및 표면전하 값 381

표 3-2-3-40. Citric acid-, PEI-MNPs, Cu-FC-PEI-MNPs의 표면전하 값 384

표 3-2-3-41. Cu-FC-PEI-MNPs의 방사성 세슘 제거 효율 387

표 3-2-3-42. PVP-MNPs의 사이즈 및 표면전하 값 393

표 3-2-3-43. PVP-MNPs와 Cu-FC-PVP-MNPs 자성흡착제의 사이즈 및 표면전하 396

표 3-2-3-44. Cu-FC-PVP-MNPs의 방사성 세슘 제거 효율 397

표 3-2-3-45. 철-페로시아나이드가 도입된 자성흡착제의 페로시아나이드 도입량에 따른... 403

표 3-2-3-46. 철-페로시아나이드가 도입된 자성흡착제의 페로시아나이드 도입량에 따른... 405

표 3-2-3-47. 철-페로시아나이드가 접목된 자성나노흡착제의 방사성 세슘 제거 효율 406

표 3-2-3-48. Alginic acid의 함량 및 Ca 이온농도에 따른 hydrogel bead의 평균 입자 크기 409

표 3-2-3-49. Alginic acid의 함량 및 Ca 이온농도에 따른 hydrogel bead의 swelling ratio... 410

표 3-2-3-50. 용매의 종류에 따른 0.02 M Ca2+ 조건에서 제조된 hydrogel... 413

표 3-2-3-51. 3 wt% alginic acid와 0.02 M Ca²⁺ 조건에서 alginic acid와 자성나노흡착제... 415

표 3-2-3-52. 용매의 종류에 따른 hydrogel/흡착제 복합소재의 reswelling ratio... 418

표 3-2-3-53. 시간에 따른 hydrogel/흡착제 복합소재의 증류수에 대한 reswelling ratio 및... 419

표 3-2-3-54. 페인트 코팅된 시멘트 표면에서의 alginate 기반 hydrogel/흡착제 복합소재의... 421

표 3-2-3-55. 가교결합된 polyacrylamide를 제조하기 위한 acrylamide의 첨가량에 따른... 423

표 3-2-3-56. semi-IPN 구조를 갖는 hydrogel 제조를 위한 반응물 조건 425

표 3-2-3-57. Acrylamide 첨가량에 따른 hydrogel의 viscosity 측정 값 426

표 3-2-3-58. viscous hydrogel에 첨가된 Ca이온 농도에 따른 hydrogel film의 SR값 431

표 3-2-3-59. Viscous hydrogel(1g)에 첨가된 Ca용액 부피에 따른 hydrogel film의 SR값 433

표 3-2-3-60. Viscous hydrogel에 첨가된 NH₄Cl의 농도 및 0.2M Ca 용액의 첨가양... 435

표 3-2-3-61. Hydrogel과 자성나노흡착제의 무게비에 따라 제조된 hydrogel/흡착제의 0.2... 438

표 3-2-3-62. Hydrogel에 첨가되는 NH₄Cl의 농도 및 hydrogel과 자성나노흡착... 439

표 3-2-3-63. 페인트가 코팅된 시멘트 표면의 방사성 세슘 제거용 hydrogel/흡착제 복합소... 442

표 3-2-3-64. 알지네이트 비드 사용량에 따른 Co, Cs, Sr 이온 최대흡착거동 445

표 3-2-3-65. 알지네이트 비드에서의 오염핵종의 분배계수(Kd) 445

표 3-2-3-66. 하이브리드 알지네이트 비드의 사용량에 따른 Co, Cs, Sr 이온 최대흡착... 446

표 3-2-3-67. 하이브리드 알지네이트 비드에서의 오염핵종의 분배계수(Kd) 446

표 3-2-3-68. 하이브리드 알지네이트 제조하기 위한 시약의 조건(부피) 449

표 3-2-3-69. 하이브리드 알지네이트 비드에서의 Co 이온에 대한 분배계수(Kd) 452

표 3-2-3-70. 콘크리트 입자 크기에 따른 표면적 분석결과(BET test) 453

표 3-2-3-71. 콘크리트 입경 별 시간에 따른 세슘의 흡착 특성 455

표 3-2-3-72. 콘크리트 입경 별 농도에 따른 세슘의 흡착 특성 455

표 3-2-3-73. 콘크리트 블록에서의 농도 별 시간에 따른 세슘의 흡착 특성 457

표 3-2-3-74. 원자력시설 주변 토양(20μm 이하)의 화학적 조성 및 유기물 함량 466

표 3-2-3-75. 원자력시설 주변 토양(20μm 이하)의 흡착특성 분석 결과 467

표 3-2-3-76. 점토광물 별 양이온교환능력(CEC) 및 세슘 선택적 흡착(RIP) 분석... 472

표 3-2-3-77. 점토광물 별 층간 간격(d-spacing) 477

표 3-2-3-78. 양이온의 이온반경, 수화반경, K+을 기준으로 한 상대적 전하밀도 및... 477

표 3-2-3-79. Illite와 기타 점토광물의 양이온 교환 능력(CEC) 및 RIP 478

표 3-2-3-80. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 함량 분석 결과 488

표 3-2-3-81. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 비방사성 세슘 흡착에 대한... 491

표 3-2-3-82. CoFC-MNPs와 NiFC-MNPs의 방사성 세슘 제거 효율 492

표 3-2-3-83. borax 1.5wt% 및 PVA(Mw : 89,000~125,000) 함량에 따른... 495

표 3-2-3-84. PVA(Mw : 89,000 ~125,000) 4 wt% 및 borax 함량에 따른... 497

표 3-2-3-85. PVA(Mw : 13,000 ~23,000)의 함량 변화에 따른... 499

표 3-2-3-86. PVA(Mw : 13,000 ~23,000)의 함량 변화 및 온도에 따른(borax는 PVA... 502

표 3-2-3-87. 모의오염표면에 대한 물과 NH₄Cl의 농도에 따른 방사성 세슘 제거 성능 평가 507

표 3-2-3-88. 모의오염표면에 대한 hydrogel/흡착제 복합소재 내 흡착제의 농도 및... 509

표 3-2-3-89. 자성흡착제의 자성 분리 전/후 hydrogel/흡착제 복합소재 용액의 방사성... 512

표 3-2-3-90. PVA(8wt%, 용액 B)와 Alg-PBA의 함량에 따라 제조된... 516

표 3-2-3-91. Alg-PBA(2 wt%, 용액 A)와 PVA(8wt%, 용액 B)로 제조된... 517

표 3-2-3-92. PVA/Alg-borate/흡착제 hydrogel의 점도값 및 HCl(1M) 혹은... 521

표 3-2-3-93. 모의오염표면에 대한 물, 0.1M NH₄Cl 및 0.5 wt% 자성흡착제 수용액에... 523

표 3-2-3-94. 모의오염표면에 대한 PVA/Alg-borate/흡착제 기반 복원제의 처리 조건에... 525

표 3-2-3-95. 점토광물별 층간삽입제 527

표 3-2-3-96. 층간삽입제 종류별 montmorillonite 내 비방사성 세슘 제거율 528

표 3-2-3-97. 양이온성 고분자전해질(PEI)의 분자량에 따른 montmorillonite와의... 529

표 3-2-3-98. Cs-MMT와 PEI의 반응 조건에 따른 MMT의 화학적 조성 변화 분석 534

표 3-2-3-99. PEI 및 PEI/NH4+ 처리 후 잔류방사능(초기방사능: 369 Bq/g)[이미지참조] 535

표 3-2-3-100. 과산화수소와의 반응 조건별 montmorillonite 내 DTAB 분해효율 544

표 3-2-3-101. 세슘이 포함된 TAP medium의 조성 성분 및 성상 농도 551

표 3-2-3-102. 종균 배양에 사용된 일반 TAP배지와 K⁺-free TAP배지의 조성 성분 및... 568

표 6-1-1-1. 한·영 제염·해체 및 폐기물 관리 기술 정보 교환회의 발표 내용 605

그림목차

그림 2-1-2-1. 해체 부지의 잔류오염도 측정시스템 67

그림 2-1-2-2. VeGAS 오염도 측정차량, 오염도 Mapping 및 SMART 측정시스템 68

그림 3-1-3-3. Maine Yankee 해체 후 최종상태 83

그림 3-1-3-4. 우라늄변환시설 부지복원 및 잔류오염도 평가 84

그림 3-1-3-5. MARSSIM 방법과 지질통계방법의 조사설계 개념 86

그림 3-1-3-6. 베리오그램의 기하학적 의미 87

그림 3-1-3-7. 베리오그램의 주요 명칭 87

그림 3-1-3-8. 실험 베리오그램 모델(구형, 상관거리 3000ft) 및 크리... 88

그림 3-1-3-9. 깊이별 조사결과를 이용하여 공간분석을 통한 연속 오염분포 평가결과 89

그림 3-1-3-10. 공간분석을 위한 교차검증 및 크리깅 결과 90

그림 3-1-3-11. 부지 오염도 조건부 시뮬레이션 평가결과 91

그림 3-1-3-12. 부지복원 최적화를 위한 평가 개념도 92

그림 3-1-3-13. 깊이별 오염도 분포 평가결과 및 폐기물량 산정 결과 93

그림 3-1-3-14. 깊이(5m)에 대한 조사 설계의 국부오염에 대한 순위검증 평가 결과 93

그림 3-1-3-15. 조사설계 프로그램의 개념도 94

그림 3-1-3-16. 부지 조사 설계 프로그램 평가 결과 95

그림 3-1-3-17. GIS 기반 실시간 오염도 측정시스템 98

그림 3-1-3-18. 사용자 운용 Software 구성 99

그림 3-1-3-19. NaI 스펙트럼과 에너지대(Energy band)법 100

그림 3-1-3-20. 방사선량 측정결과 비교 101

그림 3-1-3-21. 차폐체의 화각(FOV)에 따른 거리별 측정 결과 102

그림 3-1-3-22. 선원의 위치 및 동적조사 경로 103

그림 3-1-3-23. 검출기의 높이에 따른 스펙트럼의 변화 103

그림 3-1-3-24. 측정기의 높이(1m(좌), 50cm(우))에 동적조사 결과 104

그림 3-1-3-25. 이동속도의 변화에 따른 동적조사 결과 104

그림 3-1-3-26. 연구로 부지 측정 스펙트럼 및 오염도 Mapping 결과 105

그림 3-1-3-27. 공간분석을 통해 작성된 연구로 부지오염 분포 105

그림 3-1-3-28. 백팩형 측정시스템 및 회로도 구성 107

그림 3-1-3-29. 광역부지 조사를 위한 차량 장착형 측정시스템 107

그림 3-1-3-30. 부지 조사 측정시스템의 운영 프로그램 108

그림 3-1-3-31. NaI 검출기에 수직 및 수평입사에 대한 G-factor 결과 110

그림 3-1-3-32. GE 모드와 TE 모드의 선량률의 상관관계 110

그림 3-1-3-33. Cs-137에 대한 선량과 계수율의 선형성 평가 111

그림 3-1-3-34. Co-60에 대한 선량과 계수율의 선형성 평가 111

그림 3-1-3-35. 연구로 고체폐기물 저장고 주변에 대한 E-band 적용 113

그림 3-1-3-36. 현장측정 스펙트럼과 G(E)를 이용한 핵종별 선량 결과 115

그림 3-1-3-37. 동저조사의 Scan MDC 평가 절차 및 모델 116

그림 3-1-3-38. 검출기 높이변화에 따른 검출 효율 보정인자 117

그림 3-1-3-39. 검출기 높이 변화에 따른 연구로 부지 동적조사 결과 118

그림 3-1-3-40. 검출기 이동속도 변화에 따른 검출성능 특성 119

그림 3-1-3-41. 광역부지 조사장비를 이용한 연구로 부지 조사결과(2D(좌) 및 3D... 120

그림 3-1-3-42. 제주지역 In situ 현장 적용성 평가 결과 121

그림 3-1-3-43. 통상적인 부지 방사능 측정 스펙트럼 122

그림 3-1-3-44. 반도체 검출기에서 단일 에너지의 감마선 스펙트럼 123

그림 3-1-3-45. 부지 방사능 측정용 검출기별 특성 평가 125

그림 3-1-3-46. 전형적인 컴프턴 억제형 검출기 배치도 126

그림 3-1-3-47. 표준시간 처리장치를 이용한 컴프턴 억제형 신호처리 회로도 126

그림 3-1-3-48. 빠른 시간 처리장치를 이용한 컴프턴 억제형 신호처리 회로도 127

그림 3-1-3-49. 컴프턴 억제형 검출 시스템의 회로도 구성 127

그림 3-1-3-50. 모듈형 플라스틱 보조 검출기 개념도 129

그림 3-1-3-51. 컴프턴 산란된 광자의 각도분포 130

그림 3-1-3-52. MCNP 모사와 실제 측정을 통한 HPGe 검출 효율 비교 132

그림 3-1-3-53. 부지 방사능 측정용 컴프턴 억제형 검출기 설계 132

그림 3-1-3-54. 컴프턴 억제형 검출기 설계 최적화 평가 133

그림 3-1-3-55. 저준위 측정시스템 설계를 위한 MCNP 평가 결과 133

그림 3-1-3-56. 컴프턴 억제형 검출 시스템 억제비(RF) 134

그림 3-1-3-57. LYNX에서의 delay time의 변화 135

그림 3-1-3-58. Plastic 검출기 위치 변화에 따른 측정 136

그림 3-1-3-59. 방사선의 투과 깊이와 방사선 세기의 관계 140

그림 3-1-3-60. Cs-137에 의한 NaI 검출기의 감마스펙트럼 140

그림 3-1-3-61. 방사선 검출 특성 조사를 위한 실험 조건 142

그림 3-1-3-62. 감마선 측정 거리에 따른 Na(Tl) 검출기의 상대적 비율 143

그림 3-1-3-63. 두께에 대한 컴프턴과 피크의 면적의 자연대수 값을 도식한 결과 144

그림 3-1-3-64. Schematic diagram of experimental setup... 144

그림 3-1-3-65. 지수함수 분포를 갖는 방사성 오염토양 깊이본포의 모델링 147

그림 3-1-3-66. 지수분포(베타)와 오염깊이(Q)의 상관관계 148

그림 3-1-3-67. 방사성 선원(50x50x1 cm3)을 이용한 깊이분포 측정 149

그림 3-1-3-68. 제작된 다양한 농도의 방사성 선원의 감마스펙트럼과 계산된 Q값 149

그림 3-1-3-69. 면선원을 세기를 이용하여 도식화한 오염분포의 지수분포 경향 151

그림 3-1-3-70. 오염토양의 지수분포와 Q값의 상관 151

그림 3-1-3-71. 토양오염 깊이(a1) 및 폭(b2)의 변화에 따른 로렌츠 함수 153

그림 3-1-3-72. 지수함수와 로렌츠 함수의 비교 154

그림 3-1-3-73. 전사모사결과 얻은 감마스펙트럼으로부터 구한 각각의 분... 155

그림 3-1-3-74. 분포 형태(β)와 오염깊이(Q)의 상관관계 155

그림 3-1-3-75. 분포 형태(β)와 오염깊이(Q)의 상관관계 156

그림 3-1-3-76. 연구로 부지에서 측정된 감마스펙프럼과 각각에 대한 Q 값 157

그림 3-1-3-77. 전산모사를 이용하여 구한 오염 조건에 대한 분포 형태... 157

그림 3-1-3-78. 전산모사를 이용하여 구한 균일오염에 대한 깊이와 Q의 상관관계 158

그림 3-1-3-79. 체르노빌 원전 사고로 인한 독일 Bavaria 지역의 토양 내 Cs-137의 분포 159

그림 3-1-3-80. 분배계수 및 시간경과에 따른 깊이 오염 확산 깊이분포 평가 결과 162

그림 3-1-3-81. 컬럼을 이용한 깊이오염 확산 분포 평가 실험 163

그림 3-1-3-82. 연구로 오염 부지에 대한 깊이 분포 평가 결과 163

그림 3-1-3-83. 깊이 오염 평가를 위한 방사능 깊이 분포 모델 164

그림 3-1-3-84. 매립된 선원의 깊이 평가 개념도 165

그림 3-1-3-85. ISOCS 검출기 유효길이 평가 165

그림 3-1-3-86. 토양의 측정조건 변화에 따른 보정인자 평가 실험 168

그림 3-1-3-87. 토양의 밀도변화에 따른 스펙트럼 계산 결과 169

그림 3-1-3-88. 각분포 보정계수 도출을 위한 MCNP 및 실험 결과 171

그림 3-1-3-89. 토양이 깊이분포 측정시스템 구축 172

그림 3-1-3-90. 연속 깊이 오염에 대한 현장 측정 기술의 적용 개념 173

그림 3-1-3-91. 측정 스펙트럼을 이용한 Peak to valley 방법 적용 174

그림 3-1-3-92. 토양의 깊이(좌) 및 밀도(우) 변화에 따른 Q(Peak to valley)의 상관성 분석... 176

그림 3-1-3-93. 수분함량 변화에 따른 결과 177

그림 3-1-3-94. 연속 깊이 분포 평가 위해 Lorentz의 보정인자 적용 전(좌) 후(우) 178

그림 3-1-3-95. 부지 방사선량 평가를 위한 평가방법 개념도 180

그림 3-1-3-96. 측정 스펙트럼과 G-factor를 이용한 조사선량 평가 알고리즘 180

그림 3-1-3-97. HPGe 검출기의 G-factor 181

그림 3-1-3-98. 부지 측정 스펙트럼과 G-factor를 이용한 선량율 평가 결과 182

그림 3-1-3-99. 선원의 매립 깊이에 따른 Cs-137의 선량률 스펙트럼 변화 182

그림 3-1-3-100. 선원의 깊이에 따른 측정 스펙트럼에 대한 선량률 변화 183

그림 3-1-3-101. 제조된 면적(50㎝×50㎝) 선원 184

그림 3-1-3-102. 깊이분포(좌) 및 차폐체 입사각 변화에 따른 검출성능(우) 비교 185

그림 3-1-3-103. 면적선원을 이용한 다양한 깊이오염 분포 모사 186

그림 3-1-3-104. 현장측정 스펙트럼 및 Q(Peak to valley) 평가 방법 186

그림 3-1-3-105. 부지 오염의 깊이분포와 Q의 상관성분석 결과 187

그림 3-1-3-106. 부지 오염의 방사능분포와 Q의 상관성분석 결과 187

그림 3-1-3-107. 제주 부지에 대한 현장측정 계산결과와 시료 측정 결과 비교 189

그림 3-1-3-108. 깊이분포 함수(Lorentz)에 대한 Peak to valley 방법 적용 190

그림 3-1-3-109. 표준선원에 대한 HPGe 검출기 모델링 191

그림 3-1-3-110. 표준선원 측정효율과 MCNP모델링 결과 비교 191

그림 3-1-3-111. 수직으로 입사하는 감마선에 플루언스의 검출기 반응함수 192

그림 3-1-3-112. 균질한 깊이 분포에 대한 밀도 보정인자 193

그림 3-1-3-113. 지수 깊이 분포에 대한 밀도 보정인자 193

그림 3-1-3-114. Lorentz 깊이 분포에 대한 밀도 보정인자 194

그림 3-1-3-115. 대면적 백그라운드 저감용 검출 시스템 구성 195

그림 3-1-3-116. 백그라운드 저감용 검출 시스템의 회로처리 장치 구성 196

그림 3-1-3-117. 대면적 백그라운드 저감용 검출기 설계를 위한 MCNP 모사 197

그림 3-1-3-118. 최적의 환형 NaI 검출기 설계를 위한 MCNP 모사 198

그림 3-1-3-119. 백그라운드 저감용 검출 시스템 구성 200

그림 3-1-3-120. 컴프턴 억제형 검출 시스템의 회로처리 장치 구성 201

그림 3-1-3-121. 선원의 위치 변화에 따른 컴프턴 억제 실험 203

그림 3-1-3-122. Plastic 검출기 배치에 따른 컴프턴 억제 실험 204

그림 3-1-3-123. Plastic 검출기 배치에 따른 컴프턴 억제비(CSF) 205

그림 3-1-3-124. 최적의 배치 조건으로 측정된 gamma spectrum 206

그림 3-1-3-125. 검출거리와 선원 위치 변화에 따른 컴프턴 억제비(CSF) 207

그림 3-1-3-126. Compton suppression system 현장 측정 적용 208

그림 3-1-3-127. 깊이 별 방사능 분포 모사 209

그림 3-1-3-128. 두께별 플라스틱 섬광체 가공 211

그림 3-1-3-129. 측정 시스템 212

그림 3-1-3-130. 섬광체 두께에 따른 결과 212

그림 3-1-3-131. 선원과의 거리에 따른 결과 213

그림 3-1-3-132. PPO(위)와 POPOP(아래)의 흡수 스펙트럼과 발광 스펙트럼 214

그림 3-1-3-133. 플라스틱 섬광체 제조 과정 215

그림 3-1-3-134. 섬광물질 함량에 따른 투명도 변화 216

그림 3-1-3-135. 섬광물질 함량에 따른 플라스틱 섬광체 측정 결과 217

그림 3-1-3-136. PPO와 POPOP 양에 따른 흡광 스펙트럼 218

그림 3-1-3-137. PPO와 POPOP 양에 따른 발광 스펙트럼 218

그림 3-1-3-138. 대면적 플라스틱 섬광체 219

그림 3-1-3-139. 필름 두께에 따른 계수율 측정 결과 220

그림 3-1-3-140. 필름 두께에 따른 방사선 스펙트럼 측정 결과 220

그림 3-1-3-141. 필름 두께(세부 구간)에 따른 측정 결과 221

그림 3-1-3-142. 복층 구조의 대면적 플라스틱 섬광검출기 구조도 221

그림 3-1-3-143. 복층 구조의 대면적 플라스틱 섬광검출기의 측정 결과 222

그림 3-1-3-144. 광가이드의 유무에 따른 광 집속 효율 측정 결과 223

그림 3-1-3-145. 복층 구조의 대면적 플라스틱 섬광검출기 223

그림 3-1-3-146. 복층 구조의 대면적 플라스틱 섬광검출기 구조도 224

그림 3-1-3-147. 광전자증배관의 크기에 따른 효율변화 226

그림 3-1-3-148. 나노물질의 종류에 따른 플라스틱 섬광체 227

그림 3-1-3-149. CdTe 함량에 따른 투명도 228

그림 3-1-3-150. 대면적 플라스틱 섬광체 229

그림 3-1-3-151. 통합형 모듈 230

그림 3-1-3-152. 대면적 플라스틱 섬광검출기 231

그림 3-1-3-153. 암실 개폐 여부에 따른 백그라운드 스펙트럼 232

그림 3-1-3-154. 백그라운드와 선원의 스펙트럼 233

그림 3-1-3-155. Sr-90 토양 면적 선원 233

그림 3-1-3-156. 토양 면적 선원 계수율 비교 235

그림 3-1-3-157. 핵종별 피폭경로에 따른 선량분율 238

그림 3-1-3-158. 기간 경과에 따른 농도 변화 238

그림 3-1-3-159. 연구로 토양의 흡착분배계수에 대한 분포 240

그림 3-1-3-160. Co-60에 대한 입력인자 민감도 평가결과 242

그림 3-1-3-161. Cs-137에 대한 입력인자 민감도 평가결과 243

그림 3-1-3-162. Sr-90에 대한 입력인자 민감도 평가결과 243

그림 3-1-3-163. 확률론적 분석을 위한 입력인자의 분포(Cs-137) 244

그림 3-1-3-164. 확률론적 평가를 통한 입력인자의 민감도 분석 결과(Cs-137) 245

그림 3-1-3-165. 확률론적 평가를 통한 핵종별 입력인자 민감도 평가 결과 246

그림 3-1-3-166. 핵종별 깊이분포에 따른 선량의 상대적 선량 분율 비교 247

그림 3-1-3-167. Co-60에 대한 연령군에 따른 평가결과 248

그림 3-1-3-168. Cs-137에 대한 연령군에 따른 평가결과 248

그림 3-1-3-169. Sr-90에 대한 연령군에 따른 평가결과 249

그림 3-1-3-170. Co-60 및 Cs-137의 6개 연령군 따른 선량평가 결과 249

그림 3-1-3-171. 해체 부지조사 및 최종현황조사 절차 표준화 251

그림 3-1-3-172. 부지 조사 평가 절차를 체계적으로 구성 251

그림 3-1-3-173. 개발된 부지 안전성 평가프로그램 및 평가개념도 252

그림 3-1-3-174. 부지 규제해제 통합평가 프로그램 253

그림 3-1-3-175. 부지 조사설계 절차 및 결과 253

그림 3-1-3-176. 부지 측정자료 관리 및 국부오염 통계학적 평가 254

그림 3-1-3-177. 부지 베타/감마선 오염도 동시측정 시스템(좌) 및 GIS... 255

그림 3-1-3-178. 연구로 부지 깊이분포 현장측정 결과와 전산모사(MCNP) 결과 256

그림 3-1-3-179. 부지 오염도 현장 측정시스템의 구성 257

그림 3-1-3-180. 현장측정시스템의 분석 소프트웨어 257

그림 3-1-3-181. 검출기 이동 속도 변화에 따른 점선원 측정 결과 258

그림 3-1-3-182. 수동, 백팩형 및 차량형 측정시스템의 성능평가 결과 259

그림 3-1-3-183. 차량형 측정시스템을 이용한 연구로 부지 조사 결과 259

그림 3-2-3-1. 체르노빌 원전 사고 후 Cs-137 오염 범위 273

그림 3-2-3-2. 후쿠시마 원전 주변 오염 지역 분포 274

그림 3-2-3-3. 후쿠시마 및 체르노빌 원전 주변 오염 지역 비교 275

그림 3-2-3-4. 체르노빌 사고 원전 주변 지역 제염제 공중 분사(1986. 6. 13) 277

그림 3-2-3-5. 한국원자력(연)의 복합동전기 토양 제염장치 280

그림 3-2-3-6. 고리원전 주변 풍향 및 풍속 분포를 나타내는 바람장미도 283

그림 3-2-3-7. 고리원전에서 1 Bq/sec 방출을 가정한 반경... 284

그림 3-2-3-8. 고리 원자력발전소 주변 토양 시료의 성분 분석 286

그림 3-2-3-9. 영광원자력발전소 주변 토양 시료의 성분 분석 288

그림 3-2-3-10. 월성원자력발전소 주변 토양 시료의 성분 분석 291

그림 3-2-3-11. 울진원자력발전소 주변 토양 시료의 성분 분석 293

그림 3-2-3-12. 염(KCl) 농도에 따른 PEC의 turbidity 측정 295

그림 3-2-3-13. PDADMAC와 PAA의 amine기와 carboxyl기의 몰비에 따른 turbidity 측정 296

그림 3-2-3-14. 염(KCl) 농도에 따른 PEC의 turbidity 측정 297

그림 3-2-3-15. PEC와 토양의 고정화 개념도 298

그림 3-2-3-16. Polyelectrolyte complex(PEC)의 제조 방법 298

그림 3-2-3-17. PEC 고정화제 제조 방법 299

그림 3-2-3-18. Microgel complex 형성을 위한 염 농도조건 도출 299

그림 3-2-3-19. Microgel complex의 형성 조건 도출(phase diagram) 300

그림 3-2-3-20. Microgel complex 형성을 위한 염 농도조건 도출 301

그림 3-2-3-21. Microgel complex의 형성 조건 도출(phase diagram) 301

그림 3-2-3-22. PEC를 이용한 토양의 고정화 현상 302

그림 3-2-3-23. 침출수 실험을 위한 장치 303

그림 3-2-3-24. PDADMAC/PAA molar ratio에 따른 고정화된 토양에서의 침출수 변화 304

그림 3-2-3-25. PDADMAC/CMC molar ratio에 따른 고정화된 토양에서의 침출수 변화 305

그림 3-2-3-26. 풍속 실험장치 305

그림 3-2-3-27. 토양 내에서 고상, 액상, 기상의 상관관계 307

그림 3-2-3-28. 고분자 전해질의 종류 및 고분자 전해질 복합체 형성 과정 308

그림 3-2-3-29. 고분자 전해질 복합체의 응집형태 309

그림 3-2-3-30. 고분자 전해질 복합체의 응집과정 예측 310

그림 3-2-3-31. pH 변화에 따른 polyacrylic acid 수용액의 zeta-potential 측정 결과 311

그림 3-2-3-32. 염 농도에 따른 고분자 전해질 복합체 용액의 변화 311

그림 3-2-3-33. 염농도 추가에 따른 고분자 전해질 용액의 점도 변화 312

그림 3-2-3-34. 염농도에 따른 PAA/PDADMAC 복합체 입자 크기 실제 측정 결과(DLS) 312

그림 3-2-3-35. 토양 고정화 영향인자에 역할 따른 분석 및 도식화 313

그림 3-2-3-36. 고체 표면에서의 흡착과정 313

그림 3-2-3-37. 고체표면의 이온의 거동을 설명하기 위한 전기적 이중층(EDL) 모델들 314

그림 3-2-3-38. 토양표면에서의 고분자 흡착 314

그림 3-2-3-39. 토양 입자 사이에서의 고분자에 의한 결합 형태 315

그림 3-2-3-40. 토양 입자 사이에서의 고분자에 의한 결합 형태 315

그림 3-2-3-41. Polyelectrolyte complex (PEC)의 제조 방법 317

그림 3-2-3-42. 여러 용액으로 고정화한 모래 crust 비교 318

그림 3-2-3-43. 기존 PEC 용액 제조 순서 318

그림 3-2-3-44. 기존 PEC 용액 제조 순서 319

그림 3-2-3-45. pH에 따른 카르복실기 존재 형태 변화 319

그림 3-2-3-46. PDADMAC 및 PAA 용액의 pH 변화 320

그림 3-2-3-47. 개선된 PE 용액 제조 순서 320

그림 3-2-3-48. KCl 농도에 증가에 따른 PE 용액의 투명도 321

그림 3-2-3-49. 상등액의 탁도 321

그림 3-2-3-50. 고정화된 모의 토양 322

그림 3-2-3-51. CAP 이상의 고정화된 모의 토양(4.28 wt%) 322

그림 3-2-3-52. 양, 음이온 몰 비에 따른 PE 용액의 탁도 변화 323

그림 3-2-3-53. 강도측정용 토양 시편 323

그림 3-2-3-54. 강도 측정장치 및 시편 324

그림 3-2-3-55. 강도 측정 324

그림 3-2-3-56. 고분자 농도에 따른 굽힘 강도 측정 시편 325

그림 3-2-3-57. 고분자 농도가 굽힘 강도에 미치는 영향 325

그림 3-2-3-58. PEC 용액 투입량에 따른 시편의 강도 변화 326

그림 3-2-3-59. 분자량에 따른 고정화 시편의 강도 변화 327

그림 3-2-3-60. 분자량에 따른 고정화 시편의 강도 변화(10 wt% PE solution) 327

그림 3-2-3-61. 분자량이 낮은 조합(100,000/100,000 (+/-))의 시편 328

그림 3-2-3-62. PDADMAC 및 PAA 수용액의 점도 328

그림 3-2-3-63. KCl의 농도가 고정화 강도에 미치는 영향 329

그림 3-2-3-64. 풍식 실험장치 330

그림 3-2-3-65. 풍식 실험시편 330

그림 3-2-3-66. 풍식 실험 결과 331

그림 3-2-3-67. Cyanoacrylate의 중합반응 331

그림 3-2-3-68. 강도 측정용 crust 시편 332

그림 3-2-3-69. Cyanoacrylate 용액으로 고정한 시편의 물분해 실험 332

그림 3-2-3-70. 고정화 시편의 물분해 및 재건조 실험 333

그림 3-2-3-71. 고정화 시편의 물분해 및 재건조 반복실험 333

그림 3-2-3-72. 고정화 시편의 강도 측정결과 334

그림 3-2-3-73. 천연고분자 이용한 PEC 형성과 토양 고정화 335

그림 3-2-3-74. 토양 처리 조건에 따른 고정화 시편의 물리적 강도 변화 336

그림 3-2-3-75. 일반토양이 채워진 5단 분리형 원형컬럼 337

그림 3-2-3-76. 토양밀도에 따른 고정화강도 측정 후 분석시료 338

그림 3-2-3-77. 균일토양에서의 침수량에 따른 고정화 경향분석 339

그림 3-2-3-78. 토양의 입도에 따른 고정화제의 침투 특성 분석 339

그림 3-2-3-79. 모래토양의 고정화시편과 고정화 강도 측정 장치 340

그림 3-2-3-80. 일반토양의 고정화시편 343

그림 3-2-3-81. 고분자전해질과 핵종흡착제의 자성분리 347

그림 3-2-3-82. 표준시료를 이용한 고정화 시편의 비교 347

그림 3-2-3-83. 오염핵종 흡착 고정화제를 이용한 토양에서의 오염토양과 흡착제의 분리 348

그림 3-2-3-84. Carboxymethyl cellulose의 화학적 구조와 금속과의 결합형성 모식도 349

그림 3-2-3-85. 금속이온/천연고분자 고정화제 처리 전과 후 비교 350

그림 3-2-3-86. 금속이온 처리 조건에 따른 천연고분자와의 결합 경향 351

그림 3-2-3-87. 금속이온 처리 조건에 따른 토양 표면에서 천연고분자 막의 형성 경향 351

그림 3-2-3-88. 금속이온/천연고분자 고정화 토양의 파쇄 이미지 352

그림 3-2-3-89. 금속이온 처리 조건에 따른 모래 토양에서 천연고분자 막의 형성 353

그림 3-2-3-90. 일반토양에서 천연고분자/금속이온 고정화제 처리 결과 353

그림 3-2-3-91. 일반토양에서 천연고분자/금속이온 고정화제 처리 결과 354

그림 3-2-3-92. 일반토양에서 천연고분자/금속이온 고정화제 처리 결과 354

그림 3-2-3-93. 금속이온 농도에 따른 고정화 후 침출수 실험 355

그림 3-2-3-94. 고정화 후 침출 평가 후 고정화 표면 355

그림 3-2-3-95. 금속이온 처리 농도에 따른 고정화 막의 낙수 파손 경향 356

그림 3-2-3-96. 고정화 토양의 wind erosion 평가 356

그림 3-2-3-97. 고정화제 종류에 따른 water erosion 비교 358

그림 3-2-3-98. 고정화제 토양의 water erosion 평가 358

그림 3-2-3-99. 고정화제 토양의 시간에 따른 상태 변화 359

그림 3-2-3-100. 방사성 세슘 흡착제 제조 방법 및 합성된 세슘 흡착제 360

그림 3-2-3-101. CMC를 이용한 토양 고정화제의 효소 분해능(효소 처리 48시간 후의 모습) 361

그림 3-2-3-102. 고분자전해질 고정화제 분사장치 설계 도면 362

그림 3-2-3-103. 고분자전해질 고정화제 분사장치 및 분사시험 362

그림 3-2-3-104. 고분자전해질 고정화제를 이용한 부지토양의 고정화 363

그림 3-2-3-105. 외부자극 민감성 hydrogel/흡착제 복합소재를 이용한 오염됨 건물표... 364

그림 3-2-3-106. Silane coupling agent를 이용한 자성흡착제 제조 방법 모식도 367

그림 3-2-3-107. 열분해법으로 합성된 산화철 자성나노입자의 X-ray Diffraction(XRD) 결과 368

그림 3-2-3-108. 열분해법으로 합성된 산화철 자성나노입자의 TEM 이미지 368

그림 3-2-3-109. 제조된 EDA-MNPs의 입자의 크기 측정 결과(DLS 분석) 369

그림 3-2-3-110. EDA-MNPs의 표면전하 측정 결과 370

그림 3-2-3-111. Silane coupling agent를 이용한 자성흡착제 제조 방법 모식도 370

그림 3-2-3-112. Cu-FC-EDA-MNPs의 FT-IR Spectrum 371

그림 3-2-3-113. 페로시아나이드가 접목된 자성 흡착제의 사이즈 측정 결과(DLS 분석) 372

그림 3-2-3-114. Cu-FC-EDA-MNPs 자성흡착제의 TEM 이미지 372

그림 3-2-3-115. Cu-FC-EDA-MNPs 자성흡착제의 제타 전위 측정 결과(DLS 분석) 373

그림 3-2-3-116. MNPs와 Cu-FC-EDA-MNPs의 VSM 결과로 얻은 M-H 곡선 374

그림 3-2-3-117. EDA-MNPs와 Cu-FC-EDA-MNPs의 TGA 분석 결과 375

그림 3-2-3-118. Cu-FC-EDA-MNPs 이용하여 방사성 세슘을 제거한... 376

그림 3-2-3-119. 단위 입자당 흡착 site가 증가된 자성나노흡착제 제조 방법 378

그림 3-2-3-120. CA-MNPs의 XRD 분석 결과 379

그림 3-2-3-121. CA-MNPs의 TEM 이미지 및 HRTEM 이미지 379

그림 3-2-3-122. 제조된 CA-MNPs의 입자 사이즈(왼쪽) 및, FT-IR Spectrum(오른쪽) 380

그림 3-2-3-123. PEI와 CA-MNPs간의 무게비율에 따른 PEI가 코팅된 자성나노입자의 사이즈 변화 381

그림 3-2-3-124. PEI-MNPs의 TEM 이미지 382

그림 3-2-3-125. PEI-MNPs 입자 표면에 구리-페로시아나이드 complex의 도입 383

그림 3-2-3-126. 구리-페로시아나이드가 접목된 자성 흡착제의 사이즈 측정 결과(DLS 분석) 383

그림 3-2-3-127. 구리-페로시아나이드가 접목된 자성나노흡착제의 FT-IR Spectrum 384

그림 3-2-3-128. CA-MNPs와 Cu-FC-PEI- MNPs의 M-H 곡선(VSM 분석결과) 385

그림 3-2-3-129. CA-MNPs와 구리-페로시아나이드가 접목된 자성흡착제(Cu-FC-PEI-MNPs)의... 386

그림 3-2-3-130. Cu-FC-PEI-MNPs를 이용하여 방사성 세슘을 제거한 후 자석을 이... 387

그림 3-2-3-131. PVP를 이용한 구리-페로시아나이드의 도입량이 증가된 자성나... 390

그림 3-2-3-132. OA-MNPs의 X-ray Diffraction 결과 390

그림 3-2-3-133. OA-MNPs의 TEM 이미지 391

그림 3-2-3-134. 제조된 OA-MNPs의 FT-IR Spectrum 391

그림 3-2-3-135. Emulsoin and evaporation 방법을 이용한 자성나노입자들이 봉입된... 392

그림 3-2-3-136. PVP가 코팅된 자성나노 입자의 사이즈 393

그림 3-2-3-137. PVP가 코팅된 자성입자의 TEM 이미지 394

그림 3-2-3-138. PVP-MNPs 입자 표면에 구리-페로시아나이드 complex의 도입 394

그림 3-2-3-139. 구리-페로시아나이드가 도입된 자성흡착제 사이즈 395

그림 3-2-3-140. PVP-MNPs와 Cu-FC-PVP-MNPs의 FT-IR Spectrum 397

그림 3-2-3-141. 철-페로시아나이드가 접목된 자성나노흡착제 제조방법 399

그림 3-2-3-142. 자성나노클러스터의 X-ray Diffraction 결과 400

그림 3-2-3-143. 자성나노클러스터의 TEM 이미지 400

그림 3-2-3-144. 페로시아나이드의 첨가량에 따른 철-페로시아나이드(Fe-FC)가 도입된 자... 401

그림 3-2-3-145. 페로시아나이드의 첨가량에 따른 철-페로시아나이드가 도입된 자... 402

그림 3-2-3-146. 페로시아나이드의 첨가량에 따른 철-페로시아나이드가 도입된 자성흡착제(MNC@Fe-FC)의... 404

그림 3-2-3-147. 비방사성 세슘을 흡착하고 있는 자성나노흡착제의... 405

그림 3-2-3-148. M과 G 사슬을 갖는 sodium alginic acid 구조 및 Ca이온... 407

그림 3-2-3-149. Alginate hydrogel bead 제조과정 408

그림 3-2-3-150. 3 wt% alginic acid 조건에서 Ca 농... 409

그림 3-2-3-151. 3 wt% alginic acid와 0.02 M Ca이온 조건에서 제조된... 410

그림 3-2-3-152. 4 wt% alginic acid와 0.02 M Ca이온 조건에서 제조된... 411

그림 3-2-3-153. 용매의 종류에 따라 0.02 M의 Ca 이온 조건에서 제조된 hydrogel 412

그림 3-2-3-154. 용매의 종류에 따라 0.02 M의 Ca 이온 조건에서 제조된 hydrogel bead의... 413

그림 3-2-3-155. Hydrogel/흡착제 복합소재의 제조방법 모식도 414

그림 3-2-3-156. 3 wt% alginic acid와 0.02 M Ca이온 조건에... 415

그림 3-2-3-157. 3 wt% alginic acid와 0.02 M Ca2+ 조건... 416

그림 3-2-3-158. 용매의 종류에 따른 hydrogel/흡착제 복합소재의 reswelling ratio... 417

그림 3-2-3-159. Hydrogel/흡착제 복합소재를 이용한 오염됨... 418

그림 3-2-3-160. 시간에 따른 hydrogel/흡착제 복합소... 419

그림 3-2-3-161. Hydrogel/흡착제 복합소재의 자기장을 이용한 회수 이미지 420

그림 3-2-3-162. 페인트가 코팅된 시멘트 표면의 오염된 방사성 세슘이 이... 421

그림 3-2-3-163. A와 B 고분자 각각이 서로 가교결합된 interpenetrating... 422

그림 3-2-3-164. Acrylamide를 monomer로 하여... 423

그림 3-2-3-165. Acrylamide의 첨가량에 따른 가교결합된 polyacrylamide hydrogel의 형태 424

그림 3-2-3-166. 외부자극 민감성 하이드로젤의 반응물 조건에 따른 합... 426

그림 3-2-3-167. Polyacrylamide, alginate, semi-IPN 구조... 427

그림 3-2-3-168. 외부자극(Ca 용액)에 의한 하이드로젤의 semi-IPN에서 IPN... 428

그림 3-2-3-169. Ca 용액(외부 자극)의 농도에 따른 hydrogel film의 디지털 이미지 429

그림 3-2-3-170. Semi-IPN 구조를 가지는 hydrogel 및 Ca... 430

그림 3-2-3-171. Ca이온 처리 후 IPN 구조를 갖는 hydrogel... 431

그림 3-2-3-172. Ca 용액(외부 자극)의 첨가 부피에 따른 hydrogel film의 디지털 이미지 432

그림 3-2-3-173. Ca 용액(외부 자극)의 첨가 부피에 따른 hydrogel... 432

그림 3-2-3-174. Ca 용액(외부 자극)의 첨가 부피에 따른... 433

그림 3-2-3-175. NH₄Cl 첨가에 따른 외부자극 민감성 hydrogel의 필... 434

그림 3-2-3-176. Viscous hydrogel에 첨가된 NH₄Cl의... 435

그림 3-2-3-177. 흡착제와 hydrogel의 첨가비율에 따른 외부... 436

그림 3-2-3-178. Hydrogel과 자성나노흡착제의 무게비... 437

그림 3-2-3-179. Hydrogel에 첨가되는 NH₄Cl의 농도 및 hydrogel... 438

그림 3-2-3-180. 페인트가 코팅된 시멘트 표면에 존재하는 방사성 세슘을... 440

그림 3-2-3-181. 페인트가 코팅된 시멘트 표면에 존재하는 방사성 세슘을 제거하기 위해... 441

그림 3-2-3-182. 외부자극 민감성 hydrogel/흡착제 복합소재의 제... 442

그림 3-2-3-183. (a) 킬레이팅제(EDTA)를 이용한 알지네이트의 가교결합 붕괴 및 이에... 443

그림 3-2-3-184. Hydrogel/흡착제 복합소재 film의 swelling 현상 및 외부... 444

그림 3-2-3-185. Hydrogel/흡착제 복합소재 film의 가교결합 붕괴 및 외부자기장을... 444

그림 3-2-3-186. 화학결합을 이용한 프로브물질의 도입 및 하이브리드 비드 제조 446

그림 3-2-3-187. 하이브리드 알지네이트 비드의 색변화... 447

그림 3-2-3-188. 테트라에틸 오쏘실리케이트가 가교결합 역할로 첨... 448

그림 3-2-3-189. 하이브리드 알지네이트 비드의 제조 과정 모식도 448

그림 3-2-3-190. 하이브리드 알지네이트 비드의 금속 이온의 종류에 따른 색 변화 이미지 449

그림 3-2-3-191. Cobalt ion 농도에 따른 하이브리드 알지네이트의 색 변화 450

그림 3-2-3-192. 금속 이온 흡착 시 하이브리드 비드의 RGB 색 좌표를 통한 색 변화 관찰 450

그림 3-2-3-193. Co 이온 흡착 시 하이브리드 비드의 RGB 색 좌표를 통... 451

그림 3-2-3-194. 입자 크기에 따른 콘크리트의 분리 453

그림 3-2-3-195. 콘크리트 입자 크기에 따른 세슘의 분배계수 454

그림 3-2-3-196. 콘크리트 입경 별 Kinetic 실험 결과 455

그림 3-2-3-197. 콘크리트 입경 별 Isotherm 실험 결과 456

그림 3-2-3-198. 시간에 따른 용액의 pH(상), Ca²⁺ 농도(좌), K⁺ 농도(우) 변화 456

그림 3-2-3-199. 크리트 블록 실험 모식도 457

그림 3-2-3-200. 콘크리트 블록의 농도 별 Kinetic 실험 결과 458

그림 3-2-3-201. 시간에 따른 용액 pH(상), Ca²⁺ 농도(좌), K⁺ 농도(우) 변화 459

그림 3-2-3-202. Cs과 Na의 경쟁(상)과 온도(하)에 따른 세슘의 흡착 특성 460

그림 3-2-3-203. 점토광물의 기본요소 SiO₄, Al(OH)6 구조[이미지참조] 461

그림 3-2-3-204. 격자형 점토광물 구조 모식도 462

그림 3-2-3-205. 점토광물별 Interlayer 팽윤 사이즈 462

그림 3-2-3-206. 점토성분 분석을 위한 원자력시설 주변 시료 채취 지점 463

그림 3-2-3-207. 원자력시설 주변토양 내 점토/실트 성분 464

그림 3-2-3-208. 원자력시설 주변토양 내 점토/실트 성분의 i) 건조 후, ii)... 465

그림 3-2-3-209. Illite(a), Montmorillonite(b), Hydrobiotite... 469

그림 3-2-3-210. 습윤조건의 Montmorillonite XRD 그래프 470

그림 3-2-3-211. Illite의 Frayed Edge Site(FES) 모식도 471

그림 3-2-3-212. Illite 내 Frayed Edge Site(FES)의 TEM 이미지 472

그림 3-2-3-213. Illite의 TEM-EDS 이미지, 세슘(초록), 칼슘(빨강), 규소... 473

그림 3-2-3-214. 점토광물 별 세슘의 흡착 474

그림 3-2-3-215. Six Oxygen atoms Ring(SOR) 모식도 475

그림 3-2-3-216. 점토광물 별 세슘 오염 후 EXAFS 결과 476

그림 3-2-3-217. Illite 내 FES에서 세슘의 선택적·비가역적 흡착 기작... 478

그림 3-2-3-218. Cs의 농도가 (a) 0.1 mM 및 (b) 0.5 mM 일 때, Ca²⁺와 Ba²⁺ 경쟁이... 479

그림 3-2-3-219. (a) Illite의 선택적 흡착점에 흡착된 Cs과 (b) 선택적/비선택적 흡착점... 480

그림 3-2-3-220. PVA-boronic acid 기반 hydrogel/흡착제 복합소재의 오염표면 복원과정 482

그림 3-2-3-221. PVA/Alg-borate 기반 hydrogel/흡착제 복합소재의 오염표면 복원과정 483

그림 3-2-3-222. 산화철 자성나노입자의 X-ray diffraction(XRD) 결과 및 TEM 이미지 484

그림 3-2-3-223. SA-MNPs의 입자의 크기 측정 결과(DLS 분석) 484

그림 3-2-3-224. Succinic acid를 매개물질로 이용한 자성흡착제 제조방법 485

그림 3-2-3-225. SA-MNPs, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPS의 FTIR 스펙트럼 486

그림 3-2-3-226. CoFC-MNPs(왼) NiFC-MNPs(오)의 입자의 크기 측정 결과(DLS 분석) 487

그림 3-2-3-227. SA-MNPs, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPS의 TGA 분석 결과 488

그림 3-2-3-228. SA-MNPs, CoFC-MNPs와 NiFC-MNPS의 VSM... 489

그림 3-2-3-229. CoFC-MNPs의 비방사성 세슘에 대한 흡착 거동 490

그림 3-2-3-230. NiFC-MNPs의 비방사성 세슘에 대한 흡착 거동 491

그림 3-2-3-235. Polyvinyl alcohol-boronic... 494

그림 3-2-3-236. borax 1.5wt%를 PVA(Mw : 89,000~125,000)... 494

그림 3-2-3-237. borax 1.5wt% 및 PVA(Mw : 89,000~125,000) 2wt%(a), 3wt%... 495

그림 3-2-3-238. PVA(Mw : 89,000 ~125,000)... 496

그림 3-2-3-239. PVA(Mw : 89,000 ~125,000) 4 wt% 및 borax의 함량변화(borate... 497

그림 3-2-3-240. PVA(Mw : 13,000 ~23,000)의 함... 498

그림 3-2-3-241. PVA(Mw : 13,000 ~23,000)의 함량 변화에 따른 (borax는... 498

그림 3-2-3-242. PVA(90K) 4 wt% 및 borate 1.75wt%의 함... 500

그림 3-2-3-243. PVA(Mw : 13,000 ~23,000)의 함량 및 온도 변화에 따른 (borate... 501

그림 3-2-3-244. PVA(Mw : 13,000 ~23,000) 5 wt%... 502

그림 3-2-3-245. PVA 함량(4 wt%(a), 4.5 wt%... 503

그림 3-2-3-246. (a) 자성흡착제의 합성과정 (b) 합성된 자성흡... 504

그림 3-2-3-247. PVA-boronic acid/흡착제 복합소재 기반 표면오염 복원용 용액 제조과정 504

그림 3-2-3-248. 자성흡착제의 함량에 따른(0.05 wt%(a), 0.1 wt%(b))... 506

그림 3-2-3-249. 모의오염표면에 PVA-boronic acid hydrogel/흡착제 복합소... 508

그림 3-2-3-250. 사용 후 hydrogel/흡착제 복합소재 내 자성흡착제의 자성처리 모식도 510

그림 3-2-3-251. 사용 후 hydrogel/흡착제 복합소재의 물 첨가에 따른 흡착제의 자성분... 511

그림 3-2-3-252. Alginic acid(Alg) 사슬에 phenyl boronic acid(PBA)를 도입된 고분... 513

그림 3-2-3-253. H NMR(D2O) spectrum of Alg-PBA 514

그림 3-2-3-254. FT-IR spectrum of Alg-PBA 514

그림 3-2-3-255. PVA/Alg-borate complex 기반 hydrogel 형성 과정 515

그림 3-2-3-256. Alg-PBA(2 wt%, 용액 A)와 PVA... 516

그림 3-2-3-257. Alg-PBA(2 wt%, 용액 A)와... 517

그림 3-2-3-258. Alg-PBA(2wt%, 용액 A)와 PVA(8wt%, 용... 518

그림 3-2-3-259. 용액 A(Alg-PBA : 2 wt%,... 520

그림 3-2-3-260. PVA/Alg-borate/흡착제 hydrogel에 HCl (0.5M) 첨가에 따른 상변화... 521

그림 3-2-3-261. PVA(8wt%), Alg-PBA(2 wt%), 흡착제... 522

그림 3-2-3-262. 모의오염표면에 대한 물, 0.1M NH₄Cl 및 0.5 wt% 자성흡착제 수용액... 523

그림 3-2-3-263. 모의오염표면에 대한 PVA/Alg-borate/흡착제 기반 복원제의 처리... 525

그림 3-2-3-264. 사용 후 PVA/Alg-borate/흡착제 기반... 526

그림 3-2-3-265. 층간삽입제를 활용한 오염 점토 내 세슘 탈착방안 개념도 526

그림 3-2-3-266. PEI와 세슘 오염된 montmorillonite 등온흡착실험(80℃) 결... 530

그림 3-2-3-267. PEI 처리양 증가에 따른 (a) montmorillonite... 532

그림 3-2-3-268. (a) pH 변화에 따른 montmorillonite의 제타전위... 534

그림 3-2-3-269. PEI 및 PEI/NH4+에 의한 montmorillonite 내 Cs-137... 535

그림 3-2-3-270. 양이온성계면활성제 종류별, 농도별 Cs-MMT 내 흡착량(20℃) 536

그림 3-2-3-271. (a) 다양한 종류의 양이온성 계면활성제의 처리량에 따른... 538

그림 3-2-3-272. (a) 20 °C 및 (b) 80 °C에서 DTAB와 반응... 539

그림 3-2-3-273. 양이온성계면활성제의 종류별 및 농도별 Cs-MMT 내 Cs 제거율 540

그림 3-2-3-274. 반응 온도에 따른 (a) Cs-MMT 내 DTAB 흡착량... 541

그림 3-2-3-275. 반응시간에 따른 (a) DTAB의 점토 내 흡착량과 세슘... 541

그림 3-2-3-276. Cs-MMT와 DTAB 반응 후 암모늄이온과의 추가반응에 의한... 542

그림 3-2-3-277. 방사성 세슘으로 오염된 montmorillonite로부터 DTAB/NH₄⁺에... 543

그림 3-2-3-278. 혐기성 미생물 군집을 활용한 유기산(organic acid) 생성 모식도 547

그림 3-2-3-279. 양이온 수송 채널(cation transport channel)의 종류 548

그림 3-2-3-280. 세슘의 (a)대사 독립적(metabolism independent) (b)대사... 549

그림 3-2-3-281. UV-vis spectrometer로 흡광도를 측정하여 나타낸... 552

그림 3-2-3-282. UV-vis spectrometer로 흡광도를 측정하여 나타낸... 553

그림 3-2-3-283. 온도에 따른 early stationary와 long-term stationary phase에... 553

그림 3-2-3-284. 144h 배양 이후 온도에 따른 세슘 제거량(uM) 비교 554

그림 3-2-3-285. 144h 배양 이후 온도에 따른 세포당 세슘 제거량(nmol/10⁶ cells) 비교 555

그림 3-2-3-286. 다양한 배지 조건에서 D. armatus SCK의 세슘 제거 효율 평가 556

그림 3-2-3-287. 144h 배양 이후 온도에 따른 칼륨(K+) 제거량(uM) 비교 557

그림 3-2-3-288. 144h 배양 이후 온도에 따른 세포당 칼륨(K+) 제거량(umol/10⁶... 557

그림 3-2-3-289. 새롭게 분리된 토착종 D. armatus SCK의 phylogenetic tree 558

그림 3-2-3-290. D. armatus SCK의 전자현미경 사진 559

그림 3-2-3-291. Colcemid 처리 후 단배체(haploid)가 이배체(diploid)가 되는 과... 560

그림 3-2-3-292. Colcemid 처리 후 세포의 입도 분포 변화 관찰 561

그림 3-2-3-293. 온도에 따른 단배체와 다배체의 성장율 562

그림 3-2-3-294. 온도에 따른 단배체와 다배체의 세포당 세슘 처리율 563

그림 3-2-3-295. 자성나노입자를 활용한 D. armatus SCK의 자성 회수에 관한... 563

그림 3-2-3-296. PDDA-MNP 유무와 시간에 따른 D. armatus SCK 의... 564

그림 3-2-3-297. PDDA-MNP와 D. armatus SCK... 565

그림 3-2-3-298. 정상세포(normal cell)와 동결건조된 세포(freeze-dried cell)... 567

그림 3-2-3-299. 25°C에서 일반 TAP배지와 K⁺-free TAP 배지에서 배... 569

그림 3-2-3-300. 10°C에서 일반 TAP배지와 K⁺-free TAP 배지에서 배... 569

그림 3-2-3-301. 25°C에서 일반 TAP배지와 K⁺-free TAP 배지... 571

그림 3-2-3-302. 10°C에서 일반 TAP배지와 K⁺-free TAP 배지... 571

그림 3-2-3-303. 25°C에서 HEPES, Tris, 그리고 아세트산... 573

그림 3-2-3-304. 10°C에서 HEPES, Tris, 그리고 아세트산... 574

그림 3-2-3-305. 25°C에서 Tris buffer medium을 이용했을 경... 575

그림 3-2-3-306. 유기탄소원별 D. armatus SCK의 세슘 제거 효율 576

그림 3-2-3-307. 유기탄소원 종류에 따른 세포 당 세슘 제거 효율 576

그림 3-2-3-308. 25°C에서 칼륨(K⁺) 농도에 따른 세슘 제거 효율 577

그림 3-2-3-309. 10°C에서 칼륨(K⁺) 농도에 따른 세슘 제거 효율 578

그림 3-2-3-310. 생물-자성나노복합체를 이용한 세슘 제거 방법 모식도 579

그림 3-2-3-311. 방사능 농도에 따른 D. armatus SCK의 세슘 제거능 평가 579

그림 3-2-3-312. PEI-MNP가 결합된 생물복합체를 이용한 방사성 세슘 제거능 평가 580

그림 6-1. Test group 발간 보고서 604