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화력발전소와 야금 공장에서 생성되는 연소 가스의 일렉트론 빔을 이용한 정화 작업은 방사선을 촉매로 이용하여 환경에 유해한 가스상 혼합물을 비료로 이용할 수 있는 암모늄이나 포타슘 염과 같이 쉽게 제거할 수 있는 화합물에 결합시켜 주는 조작에 기초하고 있다. 이 장치의 두드러진 특징은 농축시킨 안정된 상태의 전자 빔을 대기중으로 발사함으로써 마음대로 원하는 강도의 빔을 발사할 수 있다는 점이며, 아직 러시아는 물론 해외에서도 이와 유사한 장치는 제작된 바 없었다. 본 전자 빔식 정화장치의 주요한 장점은 다음과 같다. - 일체의 환경에 유해한 혼합물질을 단일 공정을 통해 정화시킬 수 있다. - 촉매가 필요 없다. - 크기가 작다.- 정화작업의 부산물을 무기비료로 이용할 수 있다.
수년간에 걸쳐 방사선 기술부문의 작업을 위한 고압 전자가속기를 연구, 개발 및 제조하는 일은 NIIEFA의 주요 활동 가운데 하나였다. 현재까지 “Electron” 및 “Aurora” 계열에 속하는 4개 모델 이상의 가속기들이 제조된 바 있는데 그 전자 에너지 범위는 0.3-2.5 MeV였으며, 빔 파워 레인지는 최고 100 kW 수준이었다. 이들 가속기 중 많은 모델들이 여러가지 방사선의 처리와 관련된 공장들에서 실전 배치되어 전력 소비량 및 공해물질 배출을 줄이는데 기여하고 있으며, 그와 같은 프로세스 가운데는 피복의 보수, 폴리머의 변형 및 방사선을 이용한 고무제품의 vulcanisation이 포함된다. 실제 운영해 본 경험에 따르면 앞서 말했던 가속기의 신뢰성, 효율성 및 기타 특성들은 산업장비에 관한 제 표준을 만족시켜 주고 있다. NIIEFA에서 개발 중인 고압가속기는 전력발전소의 배기가스를 정화시키는 한편, 가스상 폐기물을 정유공장, 방사선을 이용한 목재의 살균처리 및 식품의 저온살균처리에 활용할 목적으로 설계된 것이다. 따라서 이러한 가속기들의 빔 출력 및 전자 에너지는 수 MW 및 4-55MeV 수준이므로. 이전까지 구현되었던 수치에 비하면 대폭 개선된 값이다.
본 기는 3중 수소를 포함하는 가스 혼합물을 정확하게 분석할 목적으로 설계된, 자석을 필요로 하지 않는 특수용도의 다이내믹 매스 스팩트로미터이다. 이와 같은 방식의 매스 스팩트로미터를 개발함으로써 온라인 모드에서 fusion fuel에 포함된 화학물질 및 동위원소의 함량을 효과적으로 측정할 수 있게 될 것으로 기대된다. 또한 이 장치를 이용함으로써 융합 반응로, 시스템 및 발전소의 가동 중에 또는 기타 3중수소와 관련된 일체의 설치작업 시에 발생할 수 있는 3중수소의 누출이나 전반적인 안전상의 문제에 대처할 수 있을 것이다. 가장 뚜렷한 장점 중 한가지는 현재 3중수소핵이 붕괴할 때 발생되는 노이즈를 대폭 줄일 수 있다는 점인데, 3중수소를 다루는 작업에서는 이점은 매우 중요하다. 본 기기는 타 기종의 매스 스팩트로미터와 비교해서도 우수한 성능을 보여줄 뿐만 아니라, 감도가 매우 뛰어나며 소형인 동시에 비교적 다루기가 간편하다. 본 기와 관련된 주요 파라미터는 다음과 같다. - 감도: 10-11Pa- 해상도: 800- 다이내믹 레인지: 10-8- 스팩트럼 검출 단일 주기의 지속시간: 10-5s.매스 스팩트로미터는 3중수소를 포함하는 혼합물속에 든 회학물질과 동위원소들을 신속하게 분석할 목적으로 설계된 것이다. 이 장치는 기초과학연구에 있어 융합시설에서 연료의 순환 상태를 24시간 모니터링하기 위한 용도로 사용되는 외에, 전반적인 안전을 위해 기타 핵 및 핵화학 장비에도 사용되는 한편, 3중수소의 누출을 생태학적으로 예방 및 관리하는 데도 쓰이고 있다. 또한 매스 스팩트로미터는 기타 공장 지대 등에서 여러 성분을 포함하는 가스 혼합물에 대한 신속한 정량분석 작업을 할 때도 사용된다.
lidar는 허용가능한 최대 농도를 초과하는 농도의 유독성 물질(PS)과 공해 물질을 검출할 목적으로 설계되었다. lidar는 실시간 모드로 사용된다. 상기의 프로젝트에서는 여러 종류의 PS를 동시에 확인하는 문제를 해결하려는 것을 목표로 하고 있다. lidar는 가동시의 관리나 전략적 시설물(strategic object), 정부 기관의 건물 및 많은 사람이 모이는 장소(운동경기장, 지하도, 만남의 장소 등)를 보호하기 위한 용도로도 활용할 수 있다.
Institute for Mathematical Modelling에서는 수년간에 걸쳐 비평형 및 화학반응의 내부 흐름(laminar and turbulized)을 시뮬레이트하기 위한 모델의 개발을 추진해 왔다. 1. 현재 여러 종류의 단면(또는 노즐)을 갖는 Smooth Channel(SmC)을 이용하여 비스코스 화학반응의 흐름에 관한 새로운 모델이 개발되고 있다. 이 모델은 parabolic type(포물선)의 equation중 가장 우수하며, 단순화된 순 Navier-Stocks 식에 기초하고 있다. 단순화된 모델의 주요 특징은 채널의 형태에 맞춘 특수한 orthogonal curvilinear 좌표를 채용하고 있다는 점이다. 이 방법으로 표준 parabolic equation의 주요한 단점을 극복할 수 있었다. SmC의 주요한 장점은 다음과 같다. - 강력한 신축성을 지원하는 단면구조 및 채널의 벽면이 곡면으로 가공되어 순환용으로 이용할 수 있다. - Bound layer flow 및 intricid core의 경우에 공통적으로 asymptotically valid하다. - 수치상으로는 폭넓은 Re 수치 범위에 대하여 NS 식에 가장 근접한 특성을 보여준다.본 모델은 물리학, 유체역학, 비핵 에너지, 연소 화학, 환경보호 등의 부문에 유용한 도구로 쓰일 수 있으며, 그밖에도 다양한 용도에 활용될 소지는 충분하다.
Gintsvetmet 연구소에서는 그간의 연구 및 대대적인 테스트의 결과, 가정 및 산업 폐기물 처리를 위한 기술을 개발하였다. 이 기술의 핵심은 SLE(smelting in a liquid bath)로 알려져 있는 거품 발생 용해 장치 속에서 폐기물에 거품을 발생시켜 slag 상으로 용해시키는 것이며, 현재는 이 장치를 Vanjukov furnace(VF)란 이름으로 부르고 있다.점점 더 많은 유해 폐기물을 배출하고 있는 다양한 인구 규모를(10만 ~ 1000,000만 이상) 갖는 지역사회, 공업, 농경 및 기타 시설과 단체들.
비소화합물의 산업적인 소비 및 생산은 계속 증가하는 경향이며 그 결과, 상당량의 비소화합물이 대기중으로 배출되고 있다. 정화 기법이 개발되어 있음에도 불구하고, 인위적인 비소배출량은 약 40,000 tons/year에 이른다. 자연적으로 존재하는 일반적인 생화학적 프로세스를 통해 비소를 재활용하기란 불가능하므로, 생명체에게 있어 비소는 전적으로 유독물질에 불과함을 명심해야 한다. 따라서 National SR Institute OCT에서는 상당량의 실험을 거듭한 끝에 맹독성 화합물로부터 배출된 가스를 정화하는 흡착기법을 개발하였다.
화석 연료의 연소 프로세스는 질소산화물(NOx)의 형성을 수반한다. 이러한 NOx를 선택적으로 환원시켜 주는 고효율 신형 촉매 시스템이 개발되었으며, 지금까지 3종류의 촉매 물질이 개발된 바 있다.
화석연료의 생산, 처리 및 연소를 위한 프로세스는 유해 가스의 방출을 수반한다. 배출 가스의 대부분은 낮은 농도의 휘발성 유기화합물 (VOC)을 함유하며, 이 경우 재래식 방법대로 VOC를 촉매연소시키려면 가스를 가열하고 반응역(reactive zone)에서 필요한 온도를 유지하는데만도 상당한 에너지가 소요된다. 이 문제를 해결하기 위해 오존을 이용하여 가스 속에 포함된 유가화합물을 산화시키기 위한 에너지 절감형 프로세스 및 촉매를 개발하였다. 오존을 가스의 흐름속에 추가함으로써 산화 효율을 높여주는 한편, 전체 VOC 산화반응 과정의 온도를 섭씨 40-60도로 낮출 수 있는 동시에, 운영비 및 장비의 크기 또한 줄일 수 있다. 오존은 염화탄화수소 및 polyaromatic 탄화수소와 같이 산화시키기 어려운 화합물을 효과적으로 산화시켜 준다. VOC를 산화시킨 다음 특수 촉매를 써서 남은 오존을 분해하도록 한다.유망한 응용분야로는 저농도의 유기화합물을(<200mg/m3) 함유하고 있는 가스 스트림(gas stream)으로부터 유기화합물을 제거하는 일 및 가스에 포함된 오존을 분해하기 위한 용도를 꼽을 수 있다.
황을 포획하는 기술에 있어서는, 석회석이나 석회보다는 알칼리 금속의 탄산염과 소다를 주로 이용하는 방법이 제안된 바 있다. 이 방법을 써서 프로세스를 크게 활성화시킬 수 있으며, 흡착제를 2-4배만큼 적게 소비하는 간단한 구조의 소형장비를 이용함으로써 so2 의 회수율을 95%이상으로 개선할 수 있으며, 이러한 사실은 공장에서 황잔류물을 포함하는 연료(sulphur residual oil)를 이용하는 dust-coal 보일러와 히터를 통해 확인된 바 있다.
사용하기 간편한 bunker trestle에서 배출된 고형폐기물과 100-200kg의 저질 석탄 및 석회석을 특수 shaft furnace에 충진시켜 처리한다.
질산의 생산 프로세스는 3500k, 108Pa의 온도 및 압력조건에서 대기 중에서 질소를 산화시킨 다음, 생성된 가스 혼합물을 급냉시켜 약 7% 정도의 농도로 산출되는 no 분자를 얻어내는 방법에 기초하고 있다. 기존의 방법과 비교했을 때 제안된 상기의 방법에서는 작업공정을 최소화하는 동시에, 백금 촉매를 사용하지 않으며, 유독성 중간 물질(NH3와 CO)이 생성되지 않는다.개발된 기술은 화학공업제품의 생산이나 비료생산 및 과학의 연구에 활용할 수 있다.
자동식 대기 모니터링 및 공해 원인 관리 시스템(AAMPSCS)은 특정한 지역사회를 대상으로 개발되었으며, 실험실, 이동실험실, 자동 모니터링용 스테이션(AMS)은 물론, 관리 및 환경 보호기구에서 수집한 데이터를 바탕으로 하고 있다. AMS는 일산화질소나 이산화질소, 이산화탄소, 이산화황, 분진 등과 같은 공해물질의 레벨을 지속적으로 측정하는 한편, 특정지역에서 특이적으로 발생되는 물질에 대하여 자동적으로 그 샘플을 채취한다(중금속, 페놀, 포름알데히드, 벤조피렌 등).또한 AAMPCS는 향후 2-4년간 우랄 지역의 2-4개 도시에서 실제로 현장 투입될 예정이다.
현재, 인간의 활동이 대기에 미치는 영향이 중요한 문제로 대두됨에 따라 집중적인 조사가 행해지고 있다. 특히 각종 엔진에서 배출되는 배기가스는 심각한 공해물질의 원천이 되고 있는 바, 본 신기술에서는 turbulent combustion 이론에 입각한 최근의 조사결과를 바탕으로 NOx의 생성량을 크게 줄일 수 있는 신기술을 제안하고자 한다.각각 연료 1kg당 5g이하의 NOx 생성량을 목표로 한 제 2세대 SST용의 aerocumbustor 및 연료 1kg당 5ppm이하의 NOx 생성량을 목표로 한 고정식 가스 터빈용의 연소장치의 개발
현재 가스 상태에서의 화학 반응 및 수증기의 응결 측면을 고려하여, 근미래에 출현할 제2세대 민간 초음속 항공기(SST-2)의 분사가스 및 그 궤적에 대한 이론적인 조사가 진행되고 있다. 한걸음 더 나아가, 항공기 운행이 지구 대기의 오존층에 미치는 범세계적인 영향에 대한 분석작업과 함께, 분사 가스와 그 궤적에 포함된 화학물질 및 phase species의 원격 측정 가능성에 대한 이론적 조사가 진행 중이다.비행안전성을 높이고, 비행 회랑(flight corridor) 환경을 개선하며, 현재 및 향후에 비행이 지구의 대기 전체에 미치는 영향을 완화한다.
현재 본 시스템은 전적으로 생태학적으로 유해한 가스 또는 액체 상태의 독성 혼합물을, 재래식 기법으로 제거 가능한 생리적으로 무해한 농축된 물질로 변형시켜 처리할 수 있도록 하는 것을 목표로 개발되고 있다. 이러한 시스템은 정화시스템의 핵을 이루며, 생태학적으로 무해한 혼합물과 독성을 갖는 혼합물은 특수한 방사선을 조사해 줌으로써 변환시킬 수 있는데, 매질은 두 가지 방식으로 처리된다.화력발전소 및 비철금속을 취급하는 야금공장들에서 배출된 폐가스에 함유된 황 및 질소 산화물의 정화, 천연가스에 포함된 이산화황의 정화, 화학 및 방위산업 부문의 공장에서 배출하는 독성 및 오염물질의 제거.
액체 상태의 촉매를 이용한 산화작용을 기초로 유류 및 유류 가공제품에 대한 저온 탈황 정화 처리 기술을 개발하였으며, 준 공업적 기준에 따른 테스트를 실시하였다. 개발된 상기의 탈황 기법을 이용하면 오일 슬러지, lake 및 원유의 처리 프로세스 중에 촉매반응에 의한 오일 황화물의 저온산화기법을 통해 탈황처리를 실시할 수 있다.
본 프로젝트의 목적은 심정수를 정화처리하는 전기화학적 기술(ETP)을 개발하고 그 타당성을 입증하는 한편, ETP의 실현을 위한 상용 수준의 시험 처리시설을 설계하고 테스트하려는 것이다.
NPP 및 기타 핵물질 순환처리시설에서 방사성 물질을 대기중으로 배출시킬 때의 사고위험으로 인해, 비상시에 방사능 처리상황을 예측할 수 있는 능력이 요청되었다. 이 작업을 할 때는, 사고의 초기 단계에 주민의 보호를 위한 긴급한 결정을 내려야 한다는 관점에서 볼 때 특히 중요한 것은 신속한 조치를 취하는 일이다. 즉 실시간 스케일에 따라 예측 경보를 수신할 수 있어야 한다. 이러한 과제를 해결할 수 있는 유일한 방법은 최신의 정보기술과 대기중의 방사능 오염 패턴에 대한 수학적 모델링 기법을 채용하는 것이다.추가로 실험을 통해 증거를 확보함으로써 모델의 타당성을 입증. 물에 뜨는 성질과 관련한 효과를 설명하는데 목표를 둔 모델의 개발. 특히 무거운 가스의 확산 모델을 작성
본 연구의 목적은 전 세계의 대기로부터 오존층을 파괴하는 프레온을 제거하는 작업의 현실적 타당성을 체크하려는 것이다.이 프로젝트가 실현된다면 단일한 공동체인 세계에 대해 광역 대기 청정 시스템의 설계를 제한할 수 있을 것이다. 이 연구의 결과는 축적된 프레온과 화학무기를 파괴하기 위한 작업에 이용될 수 있을 것이다.