일반기술
원자력 > 기타 원자력 계측·제어 기술
○ 사람의 몸에는 혈관을 통하여 혈액이 순환하고 있다. 이 혈액 속에 작은 이물질이 존재하여 혈관을 막거나 심장 속으로 침투하면 건강에 큰 문제를 야기 시킬 수 있기 때문에, 이물질의 존재여부와 위치를 찾아내는 것이 매우 중요할 것이다. 원자력발전소에서 이에 해당하는 것이 금속파편(또는 이물질) 감시 시스템(LPMS Loose Parts Monitoring System)이다. 이 시스템은 1차 냉각 계통구조 및 배관의 외부표면에 설치된 진동 센서를 이용하여 계통 내부의 이물질 발생에 의한 충격파를 탐지하는 것으로 이물질의 진위여부, 발생위치 및 충격에너지를 감시 및 진단한다.○ 기존 선진국 개발 기술에 비하여, 잡음이 다소 존재하더라도 이물질의 존재를 온라인으로 보다 정확하게 진단할 수 있는 방법을 자체 개발하였으며, 핵심 하드웨어 및 소프트웨어를 전량 국산화 개발하였다. 하드웨어를 살펴 보면, 고주파용 아날로그 신호격리 증폭기를 국산화 하였으며 24채널 동시 실시간 충격 신호 검출용 알고리즘이 내장된 고성능(sampling frequency 200kHz/채널) 디지털 신호처리 프로세서를 개발하여 현장에 적용하고 성능을 검증하였다. 소프트웨어에는 아직 선진국에서 조차 실용화 하지 못한 시간-주파수 동시 분석방법을 적용하여, 새로운 금속파편의 발생위치 및 그 에너지의 크기를 감시/진단하는 방법들을 개발하였으며, 종래 원전의 금속파편 감시장치에서 발생할 수 있는 인적 오류를 대폭 감소시킬 수 있도록 하였다. ○ 위 기술 및 장치는 일반적인 플랜트, 배관, 수도누출 위치 탐지, 가스누출 위치 탐지, 크랙 위치 탐지 등에도 활용이 가능하다.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-01-03
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일반기술
원자력 > 기타 원자력
- 핵연료용 지지격자체는 원자로 내에서 냉각수를 혼합하고 연료봉 사이의 간격을 유지하는 기능을 갖는 핵연료의 핵심 부품임.- 일반적으로 열에너지는 원자로내 핵연료 집합체 각각에서 비균일하게 발생하고, 연료봉 주위를 흐르는 냉각재도 흐르는 위치에 따라서 그 온도가 다르게 됨. 특히 연료봉에서 먼 지점에서는 낮은 온도 구역을 형성하게 되는데, 이러한 낮은 온도 구역의 존재는 전체적인 원자로 열효율을 저하시키게 되고, 반대로 핵연료봉과 가까운 높은 온도 구역에서는 핵연료봉의 주위에 국부적인 과열 상태가 초래될 수 있어서 전반적인 핵연료 집합체의 건전성을 해할 우려가 있음.- 본 지지격자체의 상부에 "혼합날개" 또는 "배인"이라 부르는 애각재 혼합용 날개를 부착한 혼합날개형 지지격자체와 지지격자판을 두겹으로 만들고 판과 판 사이에 공간을 형성시켜서 유로 통로를 만들되 이 통로의 입구와 출구를 길이 방향으로 기울여서 통로를 통과한 냉각재가 기울어진 각도만큼 회전하는 회전유동을 만들어 열전달을 향상시키는 유로 통로형 혼합 지지격자체가 있음.- 본 기술은 핵연료집합체 내 낮은 온도 구역과 높은 온도 구역에 있는 냉각재를 섞기 때문에 원자로내 전체적인 열효율을 증가시켜서 핵연료봉이 국부적으로 과열되어 발생하는 핵비등 이탈 등을 방지하는 역할을 제공함과 동시에 핵연료봉 주위로 냉각수를 회전시키거나 혼합날개 등과 같이 인접 핵연료봉으로 횡방향 유동을 발생시키지 않기 때문에 유체유발 진동에 의한 핵연료봉 프로팅 마모 손상의 발생을 저감할 수 있음.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-01-03
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일반기술
원자력 > 방사선의 의학적 이용 기술
- 동맥경화증과 같은 혈관 협착성 질환, 간.담도암 및 식도암 등의 치료의 일환으로 관상동맥 확장 성형술이 시행되고 있으나 급성폐색 및 재협착이 유발되는 문제점이 있음.- 재협착을 방지하기 위하여 혈관에 스텐트를 삽입하는 스텐트 삽입술이 개발되어 사용되고 있으나 스텐트 삽입법의 경우, 혈관 리모델링과 같이 물리적으로 혈관이 좁아지는 현상은 방지할 수 있으나 암세포의 증식 및 침윤 등에 의하여 재협착이 되는 현상은 방지할 수 없다는 단점이 있음.상기 문제점을 해결하기 위하여 금속 스텐트의 외부를 폴리에틸렌 등의 얇은 뉴브로 보호 처리함으로써 암의 침윤을 억제시킬 수 있는 스텐트 또는 방사선 물질이 코팅된 스텐트 등이 개발되어 사용되고 있으나 방사성물질을 스텐트 외부에 코팅하는데 기술적 어려움이 있음.- 본 기술은 방사성핵종과 기제 용액을 온합하여 얇은 원통형 슬리브를 얻고 이를 현재 상품화되어 있는 금속 스텐트에 둘러 씌워 접착시키거나 그속 스텐트를 직접 방사성 핵종이 포함된 기제 용액에 침지하고 용매를 즐발시켜 슬리브를 씌운 새로운 형태의 방사성 스텐트임.- 상기 스텐트에서 와이어 사이의 슬리브는 암 조직이나 관상동맥의 평활근 세로의 침윤을 물리적으로 억제하고, 슬리브 내에 분산되어 있는 방사성 핵종에서 방출되는 감마선 또는 배타선 그리고 이들 두 방사선을 암 세포 또는 혈관 평활근 세포를 괴사시킴으로서 재협착을 근본적으로 해결할 수 있음.
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- 한국원자력연구원
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- 2007-01-03
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일반기술
원자력 > 기타 원자력
- 액체금속로는 고온의 온도에서 작동됨으로 원자로 용기 또는 증기발생긱의 외벽을 전열면적으로 하여 계통의 잔열을 제거할 수 있으며 그 구성은 열원이 되는 고온 구조벽과 냉각유체의 유로를 형성시키는 저온 구조벽으로 구성되며 고온 구조벽에서 두 벽면 사이를 흐르는 유체로 열이 절단됨으로서 계통의 잔열을 제거하도록 되어 있음.- 상기와 같은 개념에서는 전열면적과 열전달 능력이 비례하게 되는데 이러한 개념이 원자로 용기 또는 이에 준하는 용기가 고온 구조벽으로 작동하는 전열제거 계통에서는 경제적인 이유로 잔열제거 능력의 현실적인 한계가 존재하게 되며 이 한계가 대략 500MWe 정도로 추정됨. 따라서 이보다 더 큰 용량의 피동형 액금로를 구현하기 위하여는 열전달능력을 크게 증진시키는 방안이 필요함.- 본 기술은 고온벽과 저온벽 사이에 형성되는 냉각기체가 흐르는 냉각유로에 고온벽과 저온벽에 대하여 평행방향으로 복사구조물을 다단으로 설치하여 열전달을 징진시킬 수 있게 한 방법으로서, 본 기술의 복사구조물은 미세한 금속로드로서 벽면에 걸어 설치하는 것이므로 벽면에 부착할 필요가 없어서 구조물의 부착시 발생할 수 있는 구조물에 대한 악영향이 없이 열전달 증진효과를 이룰 수 있으며, 열전달 효과가 매우 뛰어남.
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- 한국원자력연구원
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- 2007-01-03
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일반기술
원자력 > 기타 원자력
- 원심분리장치를 이용하여 유기상과 수용상 액체를 분리하고자 할 때 두 액체의 혼합비와 액체의 회전속도에 따라 두 액체가 분리되는 경계층의 두께와 높이가 달라지며, 또한 액체의 회전속도에 따라 두 액체의 혼합반응시간도 달라진다. 따라서 두 액체의 분리효율을 높이기 위해서는 두 액체의 혼합비에 따라 변화하하는 경계층의 두께에 맞추어 분리둑의 높이를 위치시켜 주어야 하며, 회전속도와 혼합반응시간도 변화시켜 주어야 한다.- 종래에 사용되고 있는 원심분리장치는 분리둑의 높이가 일정하게 고정되어 있기 때문에 혼합비가 달라질 경우 두 액상의 분리가 제대로 이루어지지 않으므로 혼합비에 따라 회전속도와 분리둑의 높이가 서로 다른 여러대의 원심분리장치를 사용하여야 하는 문제점이 있었다. - 본 기술은 높이 조절이 가능한 분리둑과 방향전환판을 이용한 것으로 고속으로 회전하는 내측 베어링과 외측 베어링 사이에 높이를 조절할 수 있는 분리둑을 설치하여 회전체의 회전속도와 두 액상의 상비에 따라 변화하는 경계층의 두께에 따라 분리둑의 높이를 조절 할 수 있도록 함으로써 분리 효율을 높이고 혼합반응시간을 조절할 수 있도록 되어 있다. - 또한 흡입된 두 액체가 부딪혀 원심력 방향으로 유속의 힘을 가중시키는 역할을 하는 방향전환판을 흡입축에 부착시켜 수직방향으로 조절이 가능하도록 함으로써 흡입 임펠라에 의하여 흡입관으로 유입된 두 액상의 혼합반응시간에 대한 선택의 폭을 넓힐 수 있다.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-01-03
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일반기술
원자력 > 기타 원자로
- 가압경수로형 원자로는 외부의 압력용기와 압력용기 보다 작은 직여으로 형성되어 압력용기의 중심에 설치되는 노심배럴로 구성되는 원자로 용기를 포함한다. 노심배럴의 내부에는 핵연료봉이 장입되는 노심이 위치하며, 노심배럴과 압력용기 사이에는 직경치이에 의한 고리형상의 공간인 강수부가 형성된다. 그리고 압력용기에 연결되어 냉각술의 순환통로가 되는 다수의 저온관과 저온관을 통해 유입되어 강수와 노심을 지나면서 가열된 냉각수가 증기발생기쪽으로 흐르도록 노심배럴에 연결되는 고온관을 포함한 구성으로 이루어진다.- 가압경수로형 원자로는 엄격한 안전기준을 충족시켜야 하는데, 이와 같은 기준을 만족시키기 위해 가압경수로형 원자로는 비상노심내강가수를 주입하기 위한 비상노심냉각수주입관을 구비하여 저온관이 파단되어 저온관을 통해 공급되는 냉각수가 노심에 이르지 못하고 파단면을 통해 냉각계통으로 배출되는 저오관 양단 파단사고와 같은 사고발생에 대비하고 있다.- 본 기술은 비상노심냉각수를 원자로 용기에 직접 주입하는 방식의 가압경수로형 원자로로서 압력용기의 내주면 및 노심배럴의 외주면에 각각 원주방향으로 소정의 간격을 갖도록 수직으로 설치되는 다수의 요철봉을 구비하여 인접하는 두 개의 요철봉 사이에 각각 하나씩 형성되는 다수의 그루브를 구비하는 것을 특징으로 함.- 그루브에 정체와류가 발생하도록 하고 중력에 의해 그루브를 따라 강수부 하부로 하강하도록 하여 비상노심냉각수의 우회배출비율을 감소시킬 수 있으며, 따라서 저온관 파단에 따른 대형냉각수 상실사고시에 보다 많은 비상노심냉각수를 노심에 도달할 수 있게 되어 최대 핵연료피복관 온도를 저하시키고 노심의 재가열을 방지를 통한 안전성 확보가 가능함.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-01-03
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일반기술
원자력 > 기타 원자력 계측·제어 기술
사람의 안구처럼 초점거리의 변화에 따라 카메라의 헤드가 조절되게 하여 거리측정이 가능한 입체영상 획득 카메라를 이용한 거리측정방법.입체영상 획득 카메라 장치를 이용한 거리 측정 방법으로서, 사람의 안구처럼 촛점거리의 변화에 따른 카메라 사이 조절기능을 갖춘 입체영상 획득 카메라를 이용하는 방법에 있어서, 평행하게 놓인 좌/우 카메라 사이의 거리는 r로 사람의 표준 눈 간격과 같은 크기를 갖도록 하고, 관측지점과 카메라 사이의 거리 변화에 따라 카메라 헤드부분이 모아지거나 멀어지도록 부착된 모터를 구동시켜, 가까운 경우 두 카메라 헤드는 모아지고 거리가 긴 경우 카메라 헤드는 벌어지게 하여 궁극적으로 거리가 무한대이면 두카메라의 광축이 평행하게 놓이게 함으로써 두 카메라의 중심축이 측정지점과 일치하도록 카메라 각도를 조정할 수 있게 하여, 카메라 중심축이 수평과 이루는 각도를 θ라 하면 두 카메라 사이의 중앙 지점과 측정 지점과의 거리 d를 다음식인 d=r/2 tanθ를 이용하여 측정함을 특징으로 하는 촛점거리의 변화에 따른 카메라 사이각 조절기능을 갖춘 입체영상 획득 카메라를 이용한 거리 측정 방법.입체영상 시스템을 사용하거나 관측에 활용하는 분야에서 입체영상을 효과적으로 획득하고, 입체영상의 일치점을 이용하여 카메라와 물체 사이의 거리측정을 수행하는 거리 측정 방법을 제공입체영상 카메라 모듈(21), 모터 구동부(22), 아날로크/디지탈 변환기(23), 입체영상 출력기(24), 그리고 데이타처리용 컴퓨터(25)로 구성시키고 특히 입체영상 카메라모듈을 좌/우 영상을 획득하는 카메라와 카메라 사이의 각도를 조절하는 모터(26) 및 모터의 회전각을 표현하는 각도 검출기(27)으로 구성시키며 구동부(22)에는 모터의 회전방향을 결정하는 스위치가 있으며 이 스위치를 조작함으로써 카메라의 주시각을 조절하여 두 카메라영상의 춧점면이 일치하도록 만들수 있게 한 것을 특징으로 하는 촛점거리의 변화에 따른 카메라 사이각 조절기능을 갖춘 입체영상 획득 카메라 장치 및 이를 이용한 거리측정 방법을 제시
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-04-10
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일반기술
원자력 > 기타 원자력 계측·제어 기술
◦ 본 기술은 자기장 정밀조정이 가능한 영구자석 헤리칼 언듀레이타에 관한 것으로 더 상세하게는, 영구자석을 사용하면서 각 위치에서 자기장의 미세조정이 가능한 새로운 구조의 헤리칼 언듀레이타에 관한 것이다. ◦ 일반적인 종래기술에 따르면, 언듀레이타는 자유전자레이저(free-election laser)와 싱크로톤(Synchroton) 방사의 핵심부품으로 이곳에서 상대론적인 속도의 전자빔을 사행운동시켜서 레이저빔을 얻거나 싱크로톤(Synchroton)방사광을 얻는다.◦ 언듀레이타는 자기장의 분포에 따라서 프레이어 언듀레아타(planar undulator)와 헤리칼 언듀레이타로 나누어지며 그때 발생되는 광은 각각 선편광과 원편광을 갖는다. 처음 개발된 언듀레이타들은 전자석을 사용하여 필요한 자기장분포를 얻었으나 높은 자기장을 위한 대전류 전원과 연속동작시에는 냉각장치와 같이 대단위 보조장비가 필요하다는 단점들 때문에 사용이 기피되고 있다. 최근에는 희토류계나 Nd-Fe-B영구자석들을 사용하여 전자서가에 비해서 훨씬 자기장이 강하면서도 구조와 크기가 간단하고 영구적인 사용이 가능한 언듀레이타를 개발하고 있다. 그러나 구조적인 문제로 인하여 개발된 영구자석 언듀레이타는 거의 대부분 프레이어 언듀레이타였고 영구자석 헤리칼 언듀레이타는 가능한 기본적인 구조가 제안되고 있는 단계이다.◦ 위와 같은 종래기술의 문제점을 극복하기 위하여, 고성능이면서 간단하고 실현가능한 구조의 영구자석 헤리칼 언듀레이터를 제공하는 것이 본 기술이다. 12줄의 홈이 파여진 자석고정용 알루미늄 등 비자성 금속원통에 각줄마다 원통축을 따라서 자화방향이 90도씩 변하는 4개의 자석들을 한 주기로 하여 주기적으로 배열하였고 자석열의 각 줄들은 조금씩 시작점을 일정하게 달리하여 바이파일러(bifilar) 형태의 자기장이 형성되게 구성되어 있다.◦ 본 기술은 언듀레이타 양끝에서의 자기장 분포가 균일하고 전체적으로 4개의 자석들이 서로의 자기장 오차를 상쇄하기 때문에 전체 자기장과 오차가 줄어들며 자기력선들이 원통중심으로 집중되어 자기장의 세기가 세어진다.본 발명의 방법으로 언듀레이타 단면의 자석들의 내경이 21.6mm이고 외경이 5mm이며 주기가 36mm이고 전체길이가 900mm인 실제의 언듀레이타 중심축에서의 자기장의 세기를 측정한 결과 1.44kG였고, 자기장오차의 표준편차는 1.8%엿다. 크기가 작고 컴팩트한 구조이면서도 강력한 자기장을 얻을 수 있었고, 자석들의 재배치나 조정없이도 비교적 낮은 자기장 오차를 가짐을 확인하였다.그리고 원통측과 평행한 자화방향을 가진 자석들이 원통바깥쪽으로 밀리는 힘을 받고 있기 때문에 나사를 이용하여 눌러주는 정도를 달리하여 간단히 원통 중심에서의 거리를 달리할 수 있다. 원통 중심에서 자석들이 멀어지면 원통중심에서의 자기장의 세기는 약해지고 원통중심에 가까이 가면 자기장 세기는 강해진다. 그 변하는 정도가 미세하기 때문에 언듀레이타 각 위치에서의 자기장의 세기를 미세하게 조정할 수 있어 전체 자기장의 오차를 더욱 줄일 수 있다.◦ 이상과 같이 본 기술은 영구자석을 사용하여 작고 간단한 구조로 강력한 자기장과 낮은 자기장 오차를 가지며 또한 간단한 방법으로 자기장의 미세조정이 가능한 새로운 구조의 헤리칼 언듀레이타에 관한 것이다. 기존에 많이 개발된 영구자석 프레이어 언듀레이타에 비해서 뒤떨어지지 않는 자기장 세기와 낮은 자기장 오차를 가지면서도 전체 시스템의 구조가 간단하며 부피가 아주 작아서 제작비도 5배 이상 저렴하고 사용이 간편한 장점이 있다는 점에서 종래기술에 비하여 그 우수성이 현저하다고 하겠다.
- 보유기관
- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-05-22
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일반기술
원자력 > 기타 원자로
본 기술은 증기발생기의 위치를 기존보다 낮추고, 중간열전달계통의 중간열교환기 입/출구 배관 형상을 Y-자형 배관으로 짧게 연결하며, 증기발생기의 전자펌프 및 제트펌프를 일체화시키고, 중간열전달교환기의 입/출구와 증기발생기 상부를 직결시키는 장치에 관한 것이다. 액체금속원자로의 간소화 설계 개념을 도입/개선하여 금속연료 노심에서 기인되는 부반응도 투입요인을 활용한 고유안전성의 확보는 물론, 대기압하에서의 운전특성, 액체금속 냉각재 나트륨의 우수한 열전달 특성, 피동형 잔열제거 특성 등을 갖고 있어 액체금속로가 본질적 물질적 특성에서 안전성이 유지될 수 있다. 기존 구조와는 달리 중간열 교환기와 연결되는 부위를 이중관으로 하여 입/출구 배관의 일측단이 한 곳으로 집중되도록 하고, 증기발생기와 연결되는 부위의 배관을 짧게 연결 및 설치하고, 배관을 원자로 1차 용기 내의 나트륨 액면 및 증기발생기의 액면보다 높게 설치하여 안전성과 경제성을 증가시켰다. 액체금속원자로의 연결구조에 있어서, 배관 길이가 길며, 배관의 파손 확률이 높고, 사고 시 나트륨 화재 위험성이 크며, 증기발생기 하부에서 배관의 파손은 이 보다 높은 위치에 있는 모든 나트륨이 외부로 누출될 가능성이 있다. 따라서 증기발생기가 1차 노심 용기보다 높이 설치되어 있는 기존 액체금속로 설계의 경우, 사고 시 화재 위험성이 크다. 만일 중간열 교환기의 전열관이 동시에 파손되면, 방사화된 일차 나트륨이 외부로 배출되는 가능성이 크며, 냉각재 상실 사고 시 노심이 용융할 가능성이 있는 매우 위험한 상황으로 전개될 수 있다. 본 기술의 목적은 중간열 교환기와 증기발생기가 연결된 나트륨의 입/출구 배관을 Y자형, 즉 중간열교환기와 연결되는 부위를 이중관으로 하여 입/출구 배관의 일측단이 한 곳으로 집중되도록 하고, 증기발생기와 연결되는 부위를 나트륨이 유입되는 배관과 나트륨이 토출되는 배관으로 짧게 연결 및 설치하고, 배관을 원자로 1차 용기 내의 나트륨 액면 및 증기발생기의 액면보다 높게 설치하여 안전성과 경제성을 증가시킬 수 있는 중간열교환기 입/출구와 증기발생기 상부를 직결시킨 풀형 액체금속 원자로를 제공하는데 있다. 본 기술은 액체 금속로에 대한 혁신적 설계 개념을 도입한 칼리머 액체 금속 냉각 원자로에 대한 것으로서, 증기발생기의 위치를 기존보다 낮추고, 중간열교환기의 입/출구 배관 상부 형상을 Y자형 배관으로 짧게 연결하고, 전자 펌프와 제트 펌프를 일체화시키며, 중간열전달교환기의 입/출구와 증기발생기 상부를 직결시키는 장치를 그 기술적 요지로 하여 액체금속 원자로의 본질적, 물질적 특성에서 안전성이 유지될 수 있도록 설계하여 액체금속 원자로의 안전성과 경제성을 향상시킬 수 있게 된다.
- 보유기관
- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-05-22
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일반기술
원자력 > 기타 원자력
◦ 본 기술은 전분에 산화보조제 첨가 및 방사선 처리를 병행하여 변성전분을 건식으로 제조하는 방법에 관한 것이다.◦ 제지나 섬유산업분야에서는 전분이 코팅 또는 사이징용으로 이용되고 있으며, 이러한 코팅 또는 사이징용 전분을 점도가 낮고 점도의 안정성이 좋아 점도가 변하지 않아야 한다. 이러한 제지나 섬유의 사이징용 변성전분을 제조하기 위하여 현재 사용되고 있는 방법은 습식 방법으로서, 산화전분의 제조방법과 산처리 전분의 제조방법이 있다. 이러한 산업용 변성전분은 제조 방법이 쉽고 비교적 가격이 저렴하며 품질이 우수하여 예로부터 제지나 섬유공업에서 널리 사용되고 있다. ◦ 그러나, 습식공정에 의한 변성전분 제조시 상당한 량의 폐수가 발생하며, 상기 폐수를 처리하기 위해 거액의 시설투자가 소요되고 잇다. 최근들어 환경오염에 대한 규제가 강화되고 있으며, 폐수종량제 실시후 폐수처리 설비 및 운영비 등의 부담으로 인해 제지나 섬유용 등 산업용 변성전분의 원활한 생산과 공급이 어렵게 될 뿐 아니라 제품가격 상승의 주 요인이 된다. 따라서 폐수나 기타 환경오염물질을 발생시키지 않으면서 변성전분을 제조하는 방법이 현재 세계 여러 연구기관에서 중점적인 목표가 되어 연구되고 있는 실정이다.◦ 방사선은 1970년대부터 의료 및 실험기기의 멸균이나 향신료, 과채류, 육류 등의 여러 식품의 보존성 향상과 위생화 및 품질개선을 위해 연구되어 왔으며, 최근 방사선 조사식품의 건성 공인 및 허가에 의하여 그 이용이 크게 증가하는 추세로 상업적 규모로 실용화가 되고 있는 실정이다. 국내에서도 한국원자력연구소와 국제기관의 연구결과를 바탕으로 보건복지부가 1987-1995년 사이 4차에 걸쳐 13개 식품군(약 25종)에 대한 방사선 조사를 허가하였고, 현재 상업적으로 이용되고 있다. ◦ 본 기술은 방사선을 전분 고분자에 조사하면 방사선이 전분 고분자에 조사되어 고분자의 절단 및 절단된 분자끼리의 축중합 등으로 점도저하가 일어나고 여기에 산화보조제를 넣으면 점도가 안정화되어 기존 습식 공정에 의한 산화전분이나 산처리 전분과 거의 비슷한 특성을 가지면서 폐수발생이 없는 경제적인 변성전분을 제조하는 방법에 관한 것이다.◦ 방사선을 전분 고분자에 조사하면 방사선의 특징인 강력한 에너지와 투과력에 의해 저분의 고분자쇄의 절단 및 절단된 분자쇄끼리의 축중합 등이 일어나서 점도가 저하된다. 그러나, 불안정하여 시간 경과에 따라 전분호액의 점도상승이 빠르게 일어나므로 방사선을 조사하여 얻은 변성전분은 제지나 섬유의 코팅용 또는 사이징용으로 사용하기에는 물성이 부족하다. 그러나 원료전분에 산화보조제로서 무기 과산화제인 암모니움이나 소듐 혹은 포타슘 퍼설페이트류, 칼슘 하이포크로라이트를 방사선 처리 전에 첨가한 후 조사하면, 방사선 조사에 의해 상기 과산화제들이 유리되면서 방사선 조사에 의해 절단된 전분 고분자쇄에 산화반응을 함으로써 상승작용을 일으켜 전분의 점도가 현저히 낮아지고, 뿐만 아니라 점도 안정성도 향상되어, 전부에 방사선을 단독으로 조사하는 것에 비해 조사선량이 낮아도 저점도의 점도안정성이 우수한 변성성분을 제조할 수 있다.
- 보유기관
- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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일반기술
원자력 > 기타 원자력 계측·제어 기술
◦ 본 기술은 원자력발전소와 같이 다양한 형태의 이동 통로를 가진 임의의 구조물내 혹은 복잡한 지역에서 자유로이 이동할 수 있는 이동장치이다. 특수한 센싱장치(예 : 근접센서, 위치감지센서 등) 및 복잡한 제어기법 없이 바퀴의 시소매카니즘 만으로 이동을 하며 계단을 포함한 장애물이 존재하는 지역에서 자동승월이 되도록 구성하여, 조작자의 명령에 의하여 자유로이 이동이 가능한 다관절형 이동시스템에 관한 것이다. ◦ 원자력 발전소 뿐만 아니라 만은 다른 이동 시스템에 다양한 응용이 가능하고 기술적 파급효과가 매우 크다. ◦ 종래에 사용되고 있는 장애물 및 계단 승월 시스템은 센서등을 사영하여 장애물이 나타나면 이를 감지한 후 복잡한 제어에 의해 승월이 되도록 각각 별도로 개발이 되어 이들 두가지 기능을 혼합하여 이용되고 있다. 많이 이용되는 구조를 예를 들면 삼각암 형태의 끝에 바퀴를 달아 구동력을 주어 이동하며 장애물이 나타나면 센서로 감지하여 별도의 구동력으로 삼각암을 회전시켜 장애물을 승월하도록 하여 이용되고 있다. 이러한 복잡한 기능이 필요없는 이동과 자동 승월을 동시에 만족하는 이동시스템은 개발된 예가 국내외적으로 없다. ◦ 본 기술은 상기 종래기술의 단점을 보완하여, 각각의 바퀴에 모터를 부착하여 구동력을 주며, 바퀴에는 마찰력을 최대한 높이기 위해 바깥 테두리에 고무 코팅을 하여 미끄럼을 방지하였고, 조향장치없이 좌․우 바퀴의 속도차에 의하여 임의의 방향으로 이동이 가능하고 계단이나 장애물에서는 자동으로 승월이 가능한 구조로 되어 있다. 여기서 계단 및 장애물 승월시에 모터가 부착된 2륜 차륜의 전복을 방지하기 위하여 스톱퍼를 추가하여 각 링크 부위의 비틀림을 제거할 수 있는 구조로, 조작자의 명령에 의하여 자유로운 이동이 가능하다.◦ 현재까지 계단 승월장치에 대해서는 다양한 방식의 것이 제안되어 왔다. 예를 들면, 관절운동을 수행할 수 있는 다리에 의한 방식이나 차륜에 의한 방식 또는 케터필러를 이용하는 크롤러(crawler)에 의한 방식 등이 대표적인 것이다. ◦ 관절 운동을 수행하는 다리에 의한 방식은, 인간 또는 동물의 보행해석을 기구적으로 구현한 것으로 기구적으로 복잡한 구성을 가지기 때문에, 경제적 및 기술적으로 어려움이 많은 단점이 있다. 또한 큰 하중을 지지하면서 계단을 승월할 수 있도록 구성하기 위해서는, 일정 이상의 하중을 지지할 수 있는 지지구조를 동시에 구비하지 않으면 안되는 단점도 지적된다. ◦ 상면에 적재부가 구비되는 프레임과, 상기 프레임의 양측면에 설치되는 한쌍의 무한궤도, 상기 무한궤도의 전방 측에서, 상기 프레임에 자유회전이 가능한 상태로 지지되는 회전축과 같이 회전하도록 연결 지지되고, 자유상태에서 상기 무한궤도 보다 낮은 위치를 가져서 무한궤도의 전방을 상향 지지하는 전륜과, 상기 무한궤도의 후방 측에, 무한궤도의 상하로 이동 가능하게 설치되는 후륜, 그리고 상기 무한궤도를 회전시키는 구동수단을 포함하여 구성되는데(실용 제23724호), 이러한 계단승월기구는, 평지에서는 상기 전륜 및 후륜에 의하여 주행하고, 계단에서는 상기 무한궤도의 회전에 의하여 승하강한다. 하지만, 계단이나 장애물을 자동 승월할 수는 없다.◦ 본 기술은 모터의 구동력만으로 이동이 가능하고 동시에 계단이나 장애물을 여타의 제어방법이나 센싱 기술이 필요없이 자동 승월할 수 있다.◦ 본 기술의 시소구조의 2륜 구동 차륜 방식을 이용한 장애물 및 계단 자동 승월 장치는 원자력발전소와 같이 다양한 형태의 이동 통로를 가진 임의의 구조물내 혹은 복잡한 지역에서 자유로이 이동할 수 있으며, 조향장치없이 좌․우 바퀴의 속도차에 의하여 임의의 방향으로 이동이 가능하며 장애물에서는 자동으로 승월이 가능하다.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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일반기술
원자력 > 방사선의 공업적 이용 기술
◦ 본 기술은 상수, 하수, 폐수 및 대기, 유독가스, 냄새 등을 정화하는데 사용되는 활성탄을 대상으로 활성탄의 흡착능을 향상시키는 방법에 관한 것이다.◦ 활성탄은 흡착성이 강해 흡착제로서 널리 이용되고 있다. 일반적으로 활성탄은 기체나 증기를 흡착하여 가스를 정재하거나 용제를 회수하는 용도로 이용될 수 있고, 액체와 혼합하여 용액을 정제하거나 탈색하는 용도로도 이용될 수 있다. ◦ 현재, 우리나라의 경우 흡착능이 우수한 양질의 활성탄을 제조하기 위해 필요한 대부분의 원료를 수입에 의존하고 있다. 따라서, 기존의 활성탄에 흡착능을 향상시키는 방법을 개발하게 되면, 활성탄의 사용기간이 연장되므로 오래 사용할 수 있고, 궁극적으로는 원자재의 수입을 감축시켜 경제적으로 큰 이득이 된다.◦ 종래의 활성탄의 흡착성 향상을 위해서 열분해 및 수증기 등에 의한 활성화 방법이 이용되어 왔는데, 상기 방법은 약 800-1100℃의 고온에서 약 3-4시간 처리하는 방법이다. 그러나, 상기 종래의 방법은 열분해 과정의 한계로 인하여 활성탄 원료가 지니고 있는 잠재적인 흡착능을 충분히 살리지 못하였다.◦ 본 기술은 상기 종래기술의 단점을 보완하여, 활성탄에 방사선을 조사함으로써 흡착능을 대폭 향상시킨 새로운 활성탄의 제조가 가능하다.◦ 활성탄의 흡착능력을 향상시키기 위한 방법으로 상기 종래 방법 중 암모니아 처리를 통한 활성탄의 흡착능 향상방법이 있는데(특허 제86825호), 상기 방법의 경우 유독 가스의 하나인 암모니아를 사용하기 때문에, 별도의 폐수 또는 폐기의 처리방법이 필요하고, 흡착능 향상 정도가 본 기술에 비하여 떨어지는 단점이 있으며, 다른 방법으로 무기 물질, 합성 폴리메릭 탄소 전구체, 및 황 및/또는 상기 탄소 전구체와 혼화되지 않고 반응성이 없는 기름일 수 있는 흡착증진 첨가제를 제공하는 단계, 흡착증진 첨가제를 접촉시켜 상기 탄소 전구체를 포함하는 무기 물질과 상기 물질을 코팅시키는 단계, 상기 탄소 전구체를 경화 및 탄화시키는 단계, 및 상기 물질상에 활성탄의 코팅을 생성하고 활성탄 바디를 형성하기 위해 상기 탄소를 활성화시키는 단계를 포함하는 활성탄 바디 및 이의 제조방법이 있는데(대한민국 공개특허 제1997-25695호), 상기 기술의 경우 공정이 매우 복잡하고 흡착성능이 본 기술만큼 뛰어나지는 않다. 한편, 특허 제102661호는 불규칙 배열된 탄소 미세결정 및 탄소 미세결정 사이의 틈 중의 연화되기 어려운 가교 격자로 구성된 흑연화되기 어려운 탄소로 구성되고, 연필 경도가 B~6B이고, 공극 크기가 100~400Å이며, 비표면적이 150~500m2/g이고, 공극 부피가 1.3~5.0ml/g인 활성탄에 관한 것인데, 상기 활성탄은 통상의 활성탄보다 경도가 낮고 비표면적이 작으며, 공극 부피와 공극의 크기가 통상의 활성탄보다 큰 것을 특징으로 한다. 상기 활성탄은 통상의 활성탄보다 탈취 및 탈색 작용을 나타내는데, 발명자는 이는 큰 공극 크기 및 공극 부피에 기인한 현상이라고 주장하고 있다. 상기 활성탄은 폐타이어의 연소를 통해 제조되는데, 통상의 활성탄과는 다양한 목적으로 사용되기는 곤란하다.◦ 본 기술의 활성탄 흡착능 향상방법은 이미 제조된 활성탄에 방사선만 조사하면 되므로, 매우 간단한 방법으로 수행되며, 방사선 조사량을 증가시킴으로써 흡착능을 더욱 향상시킬 수 있다. 방사선은 2-4분 정도의 짧은 시간내에도 방사선을 조사한 물체의 내부 온도를 급격히 고온으로 올릴 수 있어 기존 방법이 지닌 열분해 방법의 한계를 극복할 수 있을 뿐만 아니라 방사선 조사 중의 산소의 차단이 용이하여 활성탄의 흡착능을 향상시키는 과정중 발생할 수 있는 원료의 연소를 방지할 수 있다.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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원자력 > 원격조작·제어기술
◦ 본 기술은 보이스 코일을 이용하여 파지 동작시, 그리퍼에 전달되는 힘의 세기를 조절하는 힘 제어가 용이한 로봇 손에 관한 것이다. ◦ 종래의 기술에서는, 컵이나 계란 등 약간의 히만 가해도 깨지거나 부서지는 물체를 잡기가 매우 어려우며 서보 모터, 감속기 등을 사용하므로 그 무게가 무겁고 조립성이 떨어진다. 또한, 깨지거나 부서지는 물체를 안전하게 잡기 위해서는 스트레인 게이지를 이용한 힘 감지 센서를 별도로 부착해야 하는데 따른 제작 비용이 증가하는 등 여러 문제점 있다.◦ 본 기술은 상기 종래기술의 단점을 보완하여, 로봇 손가락에 전달되는 힘을 용이하게 제어하여 부서지거나 깨지기 쉬운 물체들을 안전하게 집을 수 있도록 보이스 코일을 이용하여 파지 동작시, 그리퍼에 전달되는 힘의 세기를 조절하는 힘 제어가 가능하다.◦ 일반적으로 산업용 로봇의 손을 그리퍼(gripper) 또는 엔드-이펙터(end-effector)라고 부르는데, 그리퍼는 손가락 또는 손 전체로 물건을 잡는 일을 할 경우에 주로 사용되는 집게 모양의 로봇 손을 가리키는 말로서, 손가락을 이용하여 물체가 갖는 이동의 자유를 구속하는 것이다. 또한, 엔드-이펙터는 각종 공구(tool)를 로봇 손의 위치에 부착하여 손 대신으로 사용할 때, 부르는 말로서 손가락에 의하지 않고 물체가 갖는 이동의 자유를 구속하는 것이다.◦ 산업용 로봇 손을 기능별로 분류하면 그리퍼는 잡음, 끼움, 쥠등 손가락을 오무려 쥐는 내악과 관통, 찌르기 등 구멍에 손가락을 넣고 넓혀 쥐는 외악으로 분류할 수 있으며, 엔드-이펙터는 진공 발생 장치 및 전자 코일 전자석을 이용한 진공, 전자 흡착과 마디 관절을 이용한 물체 감기, 갈고리를 이용한 걸기, 날카로운 끝을 이용하여 물체에 꽂기, 물체를 담을 그릇을 이용한 받기 등의 접촉으로 분류할 수 있다.◦ 종래에는 손가락 또는 손 전체로 물건을 잡는 일을 할 때, 사용되는 그리퍼를 이용하여 물체를 잡을 때, 서보 모터에서 나오는 힘이 감속기를 통해 웜(worm)을 돌리고 웜은 웜 휠(worm wheel)을 돌리어 지렛대 원리에 의해 물체를 잡는 종래의 방법의 경우, 로봇 손은 손가락에서 물체를 잡는 힘을 감지할 수 없어, 대상물이 쉽게 깨지거나 부서지며, 서보 모터, 감속기 등을 사용하여 조립성이 떨어진다.◦ 본 기술은 보이스 코일과 자석을 이용하여 힘을 발생시키고 발생된 힘을 스트링을 이용하여 휭거에 전달하므로 휭거에 전달되는 힘의 조절이 매우 용이하여 쉽게 n서지거나 깨지기 쉬운 물체를 잡는데 매우 편리하며 휭거, 롤러 베어링, 스트링, 선형 운동 베어링, 자석, 보이스 코일, 케이스로 구성되어 있어 제작 및 설치가 용이하다.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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일반기술
원자력 > 기타 원자력 계측·제어 기술
◦ 본 기술은 영상광학계의 색수차 및 공간여과 측정방법을 이용하여 광원의 국부적인 변화를 감시할 수 있는 방법에 관한 것으로, 단일소자 검출기를 이용하여 광원의 국부적인 변화를 정확하고 신속하게 감시할 수 있는 방법과 장치에 관한 것이다.◦ 일반적으로 산업 전반에서 광원의 시간적, 공간적인 변화를 감시하는 경우가 발생된다. 가령, 광원의 이동을 추적하거나, 사진기 분야에서 광원까지의 초점을 자동으로 제어하거나, 용접 중 금속의 용융부위 내의 변화 등을 감시할 경우가 발생된다. 이러한 광원의 시간적, 공간적 변화를 감시하고 측정하기 위하여 단일 소자 검출기를 이용하거나, 2차원 배열 검출기를 이용하는 기술이 제안되었다.◦ 광원의 변화를 감시하기 위해서 단일 소자 검출기를 사용할 경우, 광원의 이동 등을 추적하는 것은 가능하나, 단일 소자 검출기를 사용하여 광원 내부의 국부적인 변화를 측정할 수 없으며, 2차원 배열 검출기를 사용할 경우, 광원의 변화를 모니터링 하는데는 유리하나, 레이저 용접과 같이 레이저를 전송하기 위한 레이저 전송수단으로 광섬유를 사용하게 되면 영상 전송의 어려움으로 인하여 측정이 불가능하였다. ◦ 영상광학계의 색수차를 이용하여 자동 초점 조절을 시도하거나, 이동 표적 추적을 모니터링 한 경우 이들 모두는 검출기로 2차원 배열 검출기를 사용하고 있기 때문에 광원의 변화를 모니터링하는데는 유리하나, 레이저 용접과 같이 레이저를 전송하기 위한 레이저 전송수단으로서 광섬유를 사용하게 되면 영상 전송의 어려움으로 인하여 측정이 불가능한 문제점이 있어 전송수단으로 광섬유를 사용할 수 없다는 문제점이 있었다. 용접 부위에 모니터링을 위해 색 신호를 사용하는 경우도 있으나, 이는 광학계의 수차 자체를 이용하는 것이 아니다.◦ 이에 비해, 본 기술은 발광된 빛을 색수차를 가진 영상광학계에 의하여 포집하여 개구에 결상시키는 단계; 개구를 투과한 빛을 소정 파장에 따라 파장별로 분리시키는 단계; 분광된 빛을 검출기에 조사하는 단계; 분리된 빛에 대하여 적분된 신호를 주기적으로 반복측정하는 단계; 및 광원의 국부적인 변화를 측정하기 위하여 측정된 신호를 신호처리하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광원으로부터 빛의 신호를 단일 소자 검출기로 적분하므로써 공간 여과 방법에 의하여 광원의 국부적인 변화를 측정하는 광원변화 감시방법을 개시하고 있다.◦ 본 기술에 의하면, 광원에서 발광하는 빛을 영상 광학계를 지난 후 개구에 의해 공간 여과를 수행하는 방법을 통하여 광원의 국부적인 변화를 단일 소자 검출기를 이용하여 정확하고 신속하게 감시할 수 있다.◦ 본 기술에 의하면, 투과율에 변화를 주는 외부 환경변화를 감지하여 환경변화 요인을 일정하게 제어할 수 있는데, 구체적으로 광원의 초점위치에 변화가 있는 경우 또는 광원 세기가 감쇠하는 경우에 이를 감시, 제어할 수 있으며, 광원에 순간적이고 국부적인 변화가 있는 경우에도 반복적인 주기로 감시가 가능하다.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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일반기술
원자력 > 기타 원자력 계측·제어 기술
◦ 발명은 원격 대기분석시스템(LIDAR)의 송·수신 겸용 광학 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 기존의 LIDAR 시스템에서 두 개로 나뉘어져 있는 송신광학계와 수신광학계를 하나의 망원경으로 통합함으로써 시스템을 경량 및 간소화시켰으며, 복잡한 광학계를 사용하지 않음으로써 레이저에 의하여 산란되는 신호 유도 잡음을 발생시키지 않게 하여 즉, 레이저의 광측과 수신 망원경의 광축을 가까이 둠으로써 LIDAR 시스템의 중요한 사양중에 하나인 측정범위(dynamic range)를 향상시킨 것이다. ◦ 일반적으로, LIDAR 시스템은 도 4에서와 같이 두 개의 각기 다른 송신 망원경과 수신 망원경이 사용된다. 레이저 발산각을 줄이기 위하여 송신장치에 송신 망원경이 필요하고 후방산란 신호를 획득하기 위하여 수신장치에는 수신 망원경이 필요하다. 따라서, 이와 같이 종래의 LIDAR 장치는 송신광학계와 수신광학계가 분리형으로 되어 있어서 두 광축간의 거리가 존재하여 근거리 신호를 얻는데 어려움이 있으며 또한, 도 3에서와 같이 종래의 일체형의 경우 편광 광분해기(21)나 入 /4 파장판(20)에서 산란되는 신호에 의하여 센서[PMT(Photomultiplier Tube)]에 신호유도 잡음이 발생하는 문제점이 있었다.◦ 본 발명은 상기와 같은 종래에 두 개로 나누어져 있는 송신 망원경과 수신 망원경을 하나의 망원경으로 통합한 것으로 레이저를 보내는 광경로와 받는 광경로가 일치하는 부분에서 특수한 디자인의 광학계를 설치하여야 한다. 즉, 이 광학계는 레이저에 의한 산란을 최소화하여야 하며(센서에서 생기는 신호유도 잡음을 방지하기 위하여), 편광을 유지하도록 설게되어야 하고 레이저의 투과도가 90%이상, 산란광의 반사도가 80%이상 되어 효율을 극대화 시킬 수 있는 조건을 만족하여야 한다.◦ 본 발명은 1) 작은 구멍이 뚫린 거울을 사용할 경우 송·수신 망원경을 하나의 망원경으로 간소화시킬 수 있는 장치이며, 2) 송신망원경과 수신망원경의 광축간의 거리를 좁히고, 송신망원경의 마운트에 의하여 가리는(blocking) 부분이 없기 때문에 근거리 측정이 유리하여 측정범위를 높일 수 있으며, 3) 종래의 단일망원경을 사용하는 라이다 시스템과는 달리 편광라이다 시스템에 응용이 가능하며, 4) 구멍대신에 구멍과 같은 크기의 이색성 거울을 사용할경우 여러 파장을 동시에 대기로 조사할 수 없다는 단점을 극복할 수 있다. 5) 시스템이 한 몸체로 되어 있기 때문에 독립된 망원경을 사용할 경우에 비하여 적은수의 마운트가 사용되어 정렬상태가 광학적으로 안정적이고, 송신부 주위에 생기는 열요동효과에 의한 정렬이 깨어짐을 없앨 수 있어서 라이다 신호가 망원경의 시계를 벗어나는 현상을 방지할 수 있다.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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일반기술
원자력 > 기타 원자력
◦ 본 기술은 기준전극 보관 및 관리기에 관한 것으로, 기준전극을 안정하게 보관하고 그 정확도의 기록과 전극의 이상유무를 자동으로 수행함으로써 실험자의 수고와 실수를 줄이며, 비전문가도 손쉽게 기준전극을 관리, 점검할 수 있게 하는 장치에 대한 것이다. ◦ 기준전극(RE)은 전기화학실험에서 시스템의 전기화학포텐셜을 결정하는 중요한 부분인데, 기준전극은 전극 내부용액(filling solution)이나 전극구성물질의 오염으로 쉽게 그 기능을 상실할 수 있으므로 전기화학실험실에서는 실험 전후로 기준전극(RE)을 세밀히 점검하여 정확성을 확인하고, 그 값을 기록하여야 하는 번거로운 작업을 수행하여야 한다.◦ 그러나 최근 전기화학실험이 많은 분야에 사용되면서 기준전극에 대한 보관과 관리에 대한 인식이 부족해져 잘못된 전극이 실험에 사용되는 가능성이 커지고 있는 실정이다. 종래에 전기화학 실험에 사용되는 기준전극의 관리를 위해선 매일 혹은 실험 전 후로 전위측정기(potentiometer)를 이용하여 여러 개의 전극으로 전극 간 포텐셜 차를 측정하여 실험자가 직접 비교, 기록하는 것이 일반적인 방법이다. 이 방법은 수작업으로 인한 번거로움과 측정 데이터의 신뢰도가 떨어진다는 문제점이 있었다.◦ 기준전극(RE)을 안정하게 보관하고, 보관하는 동안 그 정확도의 기록과 전극의 이상유무를 자동으로 점검하고, 내장된 기준전극(fixed reference electrode; FRE)을 이용하여 평균값 전극(mean value electrode; MVE)을 결정하고, 이 평균값 전극(MVE)에 대하여 포텐셜 차를 산출하는 방식을 사용함으로 포텐셜 측정의 안정성을 보장하고 장치구성을 단순화한 기준전극 보관 및 관리기를 제공함에 본 기술적 의미가 있다.◦ 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 기술은 전기화학실험에서 평균값 전극(MVE)을 이용하여 전극(RE)의 포텐셜을 측정하는 장치를 구성함에 있어서, 다수의 기준전극과 보관튜브가 저장되는 밀폐된 저장실;과, 상기 저장실의 기준전극들의 전위차를 처리하는 처리부로 이루어지되,상기 처리부는 프로그램이 수행되는 CPU(중앙처리장치)와, 제어 프로그램과 측정한 데이터를 보관하는 메모리와, 외부입력을 위한 제어버튼(control keys)과, 입력확인 및 결과 디스플레이(display)를 위한 LCD와, 여러 전극의 포텐셜 측정을 가능케 하는 릴레이 부(relay part)와, 포텐셜을 측정하기 위한 전위측정기(potentiometer)와, CPU에서 나오는 디지털 신호를 릴레이(relay) 구동을 위하여 증폭시키는 증폭기(amplifier)와, 전위측정기(potentiometer)에서 나오는 전위(potential) 데이타(data)를 디지털(digital) 신호로 변환시키는 DAC(analog to digital convertor)로 구성되는 것을 특징으로 하고 있다.◦ 상기와 같은 구성에 의하여, 상기와 같은 본 발명의 작용은 포텐셜 차(potential difference) 측정 및 자동 알람(alarm)기능과 측정포텐셜 저장기능, 전극선택기능 그리고 자동교정기능을 가진다. 특히 내장전극이 단순히 평균값 전극을 결정하는데 사용되므로 내장전극이 오염 등으로 부적절한 포텐셜 값을 갖는 경우에도 정확하게 평균값 전극을 결정할 수 있는 장점이 있다.,또한 일정시간 마다 더미 셀(dummy cell), 저항(resistor)에서 오는 포텐셜 이동(shift)를 상쇄하여, 전극 이외에서 오는 전위오차를 최소화할 수 있으며, 화학실험시 기준전극(RE)을 안정하게 보관하고 전극의 이상(abnormal)을 자동으로 감지하여 실험자에게 오류 없는 기준전극을 제공하는 효과가 있다는 점에서 기술적 우수성이 인정된다고 판단된다.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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일반기술
원자력 > 기타 원자력
본 기술은 하기 비고리 폴리에테르 디아미드(Acyclic polyether diamide) 화합물, 그의 제조방법 및 납 이온(Pb2+)을 선택적으로 제거하는 유기 담체로서 사용하는 용도에 관한 것이다. 이온인식 물질은 양이온과 착물을 이룰 때 주게원자(donor-atom)와의 정전기적인 인력에 의해 양이온을 안으로 감싸고 말단기에 의해서 유사동공 구조를 이루어, 양이온에 대해서 선택성을 나타낸다고 알려져 있어 금속 이온과 선택적으로 결합하는 이온인식 물질에 대한 관심이 높아져 있었다. 최근 고준위 방사성 폐액의 부피를 감소시키고 관리를 용이하게 하면 자원을 재활용하는 등의 여러 가지 이유로 방사성 폐액에 함유되어 있는 여러 가지 핵종들을 유사한 화학적 성질에 따라 분리한 후, 수명이 긴 핵종을 원자로나 가속기를 이용하여 반감기가 짧은 핵종 또는 비방사능의 안정한 핵종으로 변환시키는 소멸처리 기술에 대한 연구가 선진 여러나라에서 활발히 진행되고 있다. 본 기술의 폴리에테르 디아미드를 이용하여 전이금속이 경쟁이동량을 살펴본 결과, 납 이온(II)의 이동량이 단일 이동의 결과보다 크게 나타났는데 이것은 수용액층과 유기용매층의 경계면에서 납 이온(II)과 다른 전이 금속 이온이 공존할 때 비고리 폴리에테르에 대한 납 이온(II)의 결합력이 원등히 크기 때문에 우선적으로 착물을 형성할 수 있기 때문이다. 본 기술의 화합물은 최종처리후의 방사성 폐액이나 산업폐수에 존재하는 중금속인 납을 제거하는 유기담체로 유용하게 사용되어 환경오염을 해결하는데 이바지할 수 있다. 최종처리 후의 방사성 폐액 또는 산업폐수에 존재하는 중금속 이온들 중 납이온을 선택적으로 추출하는 방법에 대한 연구가 최근에 바취 교수에 의해 이루어졌는데, 그는 비고리 폴리에테르를 포름알데히드로 고분자화하여 여러금속중 납을 선택적으로 수용액층에서 유기층으로 추출하는 방법을 제시하였는데, pH 4에서 납이온의 선택성이 최적조건이 됨을 밝혔다(Abstract of XIX International Symposium on Macrocyclic Chemistry, June 1994, Kansas, Lawrence, Kansas, USA). 일반적으로 비고리형 폴리에테르는 고리형 폴리에테르에 비해서 착물에 대한 안정도가 낮고 금속이온을 추출하는 능력이 낮기 때문에 고리형의 폴리에테르에 비해 많은 관심을 끌지 못했지만 보틀(Vogtle, F. ; Weber, E. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1979, 18, 753)에 의해 비고리형 폴리에테르가 소개된 이후에 다양한 기능을 갖는 비고리형 담체들이 합성되기 시작하였고 이러한 비고리형의 폴리에테르와 이들의 유도체들은 합성이 용이하기 때문에 여러분야에서 관심의 대상이 되고 있다. 또한 포단드(podand)나 비고리형의 폴리에테르 등은 액체막 등의 실험을 통해서 수용액에서 유기용매층으로 금속이온이 이동될 때 우수한 선택성과 효율성을 갖는다고 알려져 있다. 본 기술의 제조방법에서는 우선, 카테콜(1)을 bis(2-클로로에틸에테르)와 반응시켜 비고리 폴리에테르 비스페놀 (2)을 제조하고, 질소하에서 비스페놀 (2)과 브롬아세트산을 수소화나트륨 (NaH) 존재하에서 반응시켜 비고리 폴리에테르 디카르복실산 (3)을 수율 좋게 얻는다. 이렇게 제조된 이온화될 수 있는 수소를 가진 비고리 폴리에테르 디카르복실산 (3)으로부터 디아미드를 합성하기 위하여 피리딘 존재하에서 염화옥살산 (Oxalyl chloride)을 사용하여 비고리 폴리에테르 디카르복실산의 염화물 (4)을 합성하고, 이어서 트리에틸아민 존재하에서 N,N-디알킬아민을 사용하여 반응시켜 목적 화합물을 수율 좋게 얻는다. 금속이 흡착된 본 기술의 비고리 폴리에테르는 1N의 질산을 사용하여 스트리핑(stripping)하면 쉽게 탈착이 가능하기 때문에 수회 반복하여 사용할 수 있고 납이온에 대한 선택성도 높은 우수한 화합물이다.
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- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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◦ 본 기술은 일체형으로 형성된 자동 플루트 체크 밸브에 관한 것으로, 내장된 플루트와 그래버티 웨이트(gravity weight)의 상호 연동작용을 이용하여, 독성이 강하거나 방사능을 갖는 용액상의 물질을 저장용기나 공정의 배관으로부터 원격으로 시료 채취할 수 있도록 에어-이젝터를 사용한 자동 액체시료 채취장치 일측에 설치되는 자동 플루트 체크 밸브에 관한 것이다.◦ 시료채취 장치는 구동부분이 최소화되어 간단하고 내구성을 보장할 수 있어야 하며 유지 보수 및 운전 조작이 간편하여야 하고, 일정한 시간 간격으로 장시간 계속하여 시료채취 및 분석을 할 수 있어야 하는데, 이를 위하여 에어-이젝터와 함께 자동 시료채취장치를 사용하는 것이 일반화되어 있는 기술이다. ◦ 그러나, 종래의 시료채취장치는 시료채취장치의 시료용기에 일정량의 시료를 채취하기 위하여 압축공기를 에어-이젝터에 공급하면 장치내에 부압이 형성되고 저장용기로부터 용액이 유입관을 통하여 시료용기로 유입되게 된다. 시료용기에 유입된 용액은 장치에 부압이 계속 유지되면 이젝터로 유입되어 압축공기와 함께 장치 밖으로 용액이 확산되므로 용액의 손실과 함께 심각한 환경오염이 발생하게 되며, 이젝터가 막히게 되는 문제점이 있었다.◦ 이러한 문제점을 해결하고자 본 기술은 이젝터 전단에 플루트 체크 밸브를 설치하여 용액이 이젝터로 유입되는 것을 자동으로 차단시킴과 동시에, 공기 흡입구를 통하여 대기압 상태인 공기가 유입되어 플루트 밸브와 시료용기의 부압을 소멸시키도록 하였다. 이와 같이 부압이 소멸되면 플루트 밸브와 시료용기에 일정량 이상 유입된 시료용액은 중력으로 시료 유입관을 통하여 저장용기로 환류되고 나머지 시료용액은 시료용기에 저장되게 된다.◦ 본 기술은 환봉을 상단부와 중단부 및 하단부로 분리하고, 상기 상단부와 접촉되는 중단부에 배큐엄 챔버, 그래버티 밸브, 세퍼레이션 포트 및 연결관을 가공하며, 상기 하단부와 접촉되는 중단부에 플루트 밸브를 가공함과 동시에 상기 상단부와 중단부 및 중단부와 하단부 사이에 테프론 시트를 넣고 볼트로 조립하고, 부식성과 독성이 강한 용액의 취급시, 배큐엄 챔버와 그래버티 밸브를 U자관으로 연결하여 그래버티 밸브의 내부공간을 조절하며, 부식성과 독성이 약하거나 없는 용액의 취급시, 그래버티 밸브의 내부공간을 용수철과 조절나사를 이용하여 조절할 수 있는 일체형으로 형성된 자동 플루트 체크 밸브를 제공한다는 기술적 특징을 가지고 있다.◦ 위와 같은 기술적 특징에 의하여, 종래의 플로트 체크 밸브가 밸브의 주요 부품을 각각 별개로 제작하고 지지대를 이용하여 조립함으로써 장치의 부피가 상대적으로 증가하게 되는 문제점을 보인데 비하여, 본 기술은 환봉의 내측에 밸브의 주요부품을 직접 가공함으로써 부피를 크게 줄일 수 있어 장치를 제한된 공간에서 취급하는데 용이하고, 방사능물질과 같이 독성과 부식성이 강한 물질을 취급하기 위하여 밀폐된 공간에서 원격으로 취급할 시, 밸브의 부피가 최소화 되고 경량화 되어 매유 유용하게 된다. 본 기술은 연결관을 환봉의 내측에 직접 가공함으로써 밸브의 내구성을 향상시켰으며, 밸브의 외관을 단순화 하였다. 그리고 U자관을 이용하여 그것이 그래버티 밸브의 내부공간을 조절하는 조절나사 기능과 진공 밸브와 연결하는 연결관을 대신하므로, 밸브의 부피를 최소화할 수 있도록 하였다. 또한, 취급하는 용액의 부식성 및 독성이 약하거나 없을 경우, 그래버티 밸브에 내장되어 있는 추의 무게 변화를 이용하는 방법 대신 용수철과 조절나사를 이용하여 간단하면서도 다양하게 양정의 높이를 조절할 수 있다는 점에서 종래 플로트 체크 밸브에 비하여 현저한 우수성이 있다고 판단된다.
- 보유기관
- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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◦ 본 기술은 요오드 이온, 요오드산 이온 및 요오드 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 함유하는 수용액 또는 폐수로부터 이들을 제거하는 방법에 관한 것이다.◦ 요오드는 수용액 중에서 보통 요오드 이온(I-), 요오드산 이온(IO3-), 요오드(I2)의 형태로 존재한다. 이렇게 다양한 화학적 존재 형태 때문에 수용액이나 폐수중에 존재하는 요오드 혼합물을 제거하기가 용이하지 않으며, 이 때문에 특히 원자력 발전소, 선진 외국에서 가동되고 있는 재처리 공장, 기타 방사성 동위원소 이용 기관 등에서 발생하는 방사성 폐수로부터 요오드를 제거하는 것이 큰 문제가 되고 있다. 특히, 요오드의 방사성 동위원소 중 요오드-129는 반감기가 1.57×107년으로 방치만으로는 감쇄가 거의 불가능할 뿐만 아니라, 만약 인체에 섭취될 경우 특정 기관에 농축되어 계속 방사선을 방출하기 때문에 큰 해독을 끼치게 된다. 따라서, 방사성 요오드를 포함한 다양한 형태의 요오드를 효율적으로 제거할 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있다.◦ 일반적으로 가장 많이 사용되고 있는 요오드 제거 방법은 유기 음이온 교환수지에 의한 방법인데, 지금까지는 요오드 이온, 요오드산 이온 및 요오드를 구별하지 않고 요오드라 불렀기 때문에 여기에서 요오드 제거방법이란 엄밀히 말하면 요오드 혼합물의 제거방법을 의미한다. 유기 음이온 교환수지에 의한 방법이란, 요오드 혼합물을 함유하는 수용액이나 폐수를 장시간 방치하거나 가온하여 용해도가 낮은 요오드를 대부분 기체로 날아가게 하여 남아있는 요오드 이온이나 요오드산 이온을 유기 음이온 교환수지로 제거하는 방법이다. 그러나 요오드 이온에 비하여 요오드산 이온은 음이온 교환수지로 잘 제거되지 않으며 또한 요오드도 일부 수용액 또는 폐수에 용해된 상태로 존재가 가능하기 때문에 유기 음이온 교환수지에 의하여 제거되지 않고 그대로 배출되어 결과적으로 전 요오드 혼합물 (요오드 이온 + 요오드산 이온 + 요오드)에 대한 제거효율이 떨어지게 된다는 문제점이 있다.◦ 요오드 혼합물 제거와 관련한 종래 기술로는 요오드 이온과 요오드산 이온을 함유한 방사성 폐수에 특정 환원제를 주입하여 요오드산 이온을 요오드 이온으로 환원한 후 여기에 다시 질산은을 가하여 요오드 이온을 요오드화 은 (Agl)으로 침전시킴으로써 요오드 이온과 요오드산 이온을 제거하는 방법이 있다 (미국특허 제 5,352,367호). 그러나 이 방법 역시 요오드가 폐수중에 존재할 때는 전 요오드 혼합물에 대한 제거 효과가 감소할 우려가 있으며, 침전에 많은 시간이 소요됨은 물론 침전물 제거에 대한 대책이 필요하다. 특히 이 방법은 값비싼 은 화합물을 사용하기 때문에 경제적이지 못하다. 또한, 요오드화 화합물을 함유하는 매체를, 유기매체에서, 스티렌과 디비닐벤젠의 설폰화된 공중합체로 구성되고 적어도 1%의 활성부분이 은 또는 수은 형태로 전환된 거대 망상구조의 강산 양이온교환수시와 접촉시킴으로써 비수성 유기매체로부터 요오드화 화합물을 제거하는 요오드화 화합물의 제거방법이 있는데(대한민국 특허 제38438호), 상기 기술 역시 은 또는 수은 등의 고가의 중금속이 사용되는 방법으로 경제성이 떨어진다. 한편, 당 연구소에서 보유한 특허로 TEDA/KI 첨착 활성탄을 이용한 방사성 요오드 제거방법이 있는데(대한민국 특허 제72819호), 상기 기술은 방사성 유기요오드의 제거에는 유용하나, 요오드산 이온 등의 제거에는 부적합하다.◦ 본 기술의 폐수로부터 요오드를 제거하는 방법은 수용액 또는 폐수중에 존재하는 요오드 이온 또는 요오드산 이온 또는 이들 모두를 하기 반응식 1의 반응에 의하여 요오드로 변화시킨 후 생성된 요오드 및 원래 존재하던 요오드를 활성탄을 이용하여 흡착시킴으로써 요오드 이온, 요오드산 이온 및 요오드를 제거하는 원리에 따른 것이다. <반응식 1>5I- + IO3- + 6H+ → 3I2 + 3H2O◦ 본 기술의 방법은 원 수용액 또는 폐수중에 존재하는 요오드 이온과 요오드산 이온의 몰비에 관계없이 요오드 혼합물을 모두 제거할 수 있으며, 각종 원자력 산업에서 발생하는 방사성 폐수처리를 비롯하여 요오드를 취급하고 있는 일반산업 분야에도 유용하게 적용될 수 있다.
- 보유기관
- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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◦ 본 기술은 새로운 팔라듐 흡착성 침윤수지, 그 제조방법 및 그것을 사용하여 팔라듐을 회수하는 방법에 관한 것이다.◦ 팔라듐(백금)과 같은 귀금속 원소들은 전기 및 전자재료, 화학공업용 촉매, 의료용 재료 등에 사용되며, 그 수요가 광범위하나 고가의 물질이기 때문에 경제적인 면에서 사용의 제약을 받고 있다. 핵연료 주기 중 원자로 내에서 핵분열 과정을 거쳐 연료로서의 수명이 끝난 고준위 방사성 폐기물에는 상술한 귀금속 핵분열 생성물들이 다량 포함되어 있으며, 자동차 배기가스 촉매 정화장치에도 백금족 원소들이 포함되어 있다. 따라서 방사성 폐기물이나 자동차 배기가스 촉매 정화장치 또는 폐 전자회로 기판으로부터 귀금속 원소들을 효과적으로 분리할 수 있다면, 귀금속 원소의 경제성을 향상시킬 수 있다.◦ 본 기술은 이미다졸 또는 벤즈이미다졸을 포함하는 헤테로고리형 아민을 고분자 수지체 세공 내로 침윤시킨 후 헤테로고리형 아민의 질소 원자를 알킬화하여 새로운 팔라듐 흡착성 침윤수지를 제조하고, 산 용액으로 용출된 팔라듐의 회수에 상기 침윤수지를 사용함으로써, 팔라듐에 대한 흡착 분배계수 및 팔라듐의 회수율이 우수한 팔라듐 흡착성 침윤수지를 제공하고 있다.◦ 종래, 핵연료 폐기물에서 귀금속 원소를 분리하기 위해, 일반적으로는 우선 질산을 사용해 귀금속 원소를 용출시킨다. 즉, 강산을 사용한 용출법을 사용해 오고 있다. 또한 강산에 녹아 있는 백금족 원소들을 분리하기 위해서는 용매 추출법을 이용하거나 강염기성 음이온 교환수지를 사용해 왔다. ◦ 한편, 이미다졸 (imidazole)이나 벤즈이미다졸 (benzimidazole)과 같이 질소를 포함하는 헤테로고리형 아민 (heterocyclic amines)은 전이금속 착화합물의 리간드 중 물 분자와 쉽게 자리바꿈하여 전이금속의 착화합물을 형성하는 것으로 알려져 있다. 따라서 벤즈이미다졸 또는 이미다졸 유도체를 이용하여 백금족 원소에 대한 새로운 흡착제를 개발하기 위한 연구가 계속되어 왔다. 즉, 이미다졸 또는 벤즈이미다졸 유도체를 구조적으로 변화시키거나, 이들 유도체를 담체인 수지 등에 결합시키는 방법 또는 담체인 수지의 종류를 변화시킴으로써 보다 효과적인 백금족 원소에 대한 흡착제를 개발하고자 하였다. 예를 들어, 리우 등에 의해 곁사슬에 이미다졸 또는 벤즈이미다졸을 포함하는 고분자 유도체는 Ag(Ⅱ), Cu(Ⅱ), Fe(Ⅱ), Co(Ⅱ)와 같은 전이금속 이온과 착화합물을 형성하고, 이를 이용하여 전이금속을 선택적으로 흡착시킬 수 있다는 것이 보고되었다 (M. Liu, et. al., Thin Solid Films, 295, pp 250-254 (1997)). 또한 거시 기공형 폴리비닐클로라이드수지 중합체 (resinification polymer, 이하 수지체라 함)의 곁사슬에 이미다졸이 화학적으로 결합된 물질은 pH 4 이하의 산성 분위기에서 극미량 존재하는 Ag(Ⅱ), Pt(Ⅱ), Pd(Ⅱ) 등을 정량적으로 흡착할 수 있음이 보고된 바 있다 (Z. X. Su, et. al., Talanta, 42, pp 1127-1133 (1995)). 웨이 등은 벤즈이미다졸이 화학적으로 결합된 기능성 수지를 내방사선성인 다공성 실리카 비드 담체에 침윤시킴으로써 백금족 원소에 대한 흡착성 침윤수지를 제조하고, Rh, Pd, Ru 등의 백금족 원소들에 대하여 흡착·탈착 실험을 수행하였다 (Y. Wei et. al., J. Nuclear Science and Technology, 35 (5), pp 357-364 (1998)). 그 결과 이들 침윤수지의 팔라듐에 대한 흡착 분배계수는 약 1,000이었다. 한편, 일본 특허 출원번호 소59-174608호에서는 벤즈이미다졸 등의 염기성 관능기를 가진 유도체를 수지체 표면에 유기합성법으로 직접 합성하는 제조법을 기술하였다.
- 보유기관
- 한국원자력연구원
- 등록일
- 2007-07-31
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