[연구자 요약] 정재원 연구원은 중이온가속기구축사업단 희귀동위원소개발팀 ISOL팀에서 사이클로트론 및 ISOL 시스템의 운영 및 유지보수 업무를 담당하고 있습니다. 주요 연구 분야는 희귀동위원소 생성 장치 및 관련 활용 연구이며, 특히 탄화우라늄(UCx-C) 스크랩의 친환경적 처리 및 재활용 기술 개발에 기여하고 있습니다. 이와 함께, ISOL 시스템 내 우라늄 표적의 안전하고 효율적인 이송을 위한 운반 장치 개발과 ISOL 시스템의 핵심 표적 물질인 우라늄탄화물/MWCNT 디스크의 제조 방법에 대한 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 연구를 통해 희귀동위원소의 안정적인 생산과 가속기 기반 물질 연구 발전에 기여하고 있습니다.

직책

연구원

소속 기관

기초과학연구원 (중이온가속기구축사업단)

연구실

희귀동위원소개발팀 ISOL팀

연구 분야

탄화우라늄 스크랩 재활용 및 친환경 처리 기술: 본 연구는 희귀동위원소 생산 과정에서 발생하는 탄화우라늄(UCx-C) 스크랩의 효율적이고 친환경적인 처리를 목표로 합니다. 특히, 산화우라늄으로부터 탄화우라늄(UCx-C)을 제조하는 공정에서 불가피하게 발생하는 스크랩을 단순 폐기하는 대신, 재사용 가능한 산화우라늄으로 회수하는 독자적인 열처리 기술을 개발했습니다. 이 기술은 스크랩을 전용 도가니에 담아 열처리로에 투입한 후, 시간에 따라 온도를 상승시키는 승온 처리를 통해 스크랩 내 탄소를 효과적으로 승화시켜 제거하는 과정을 포함합니다. 결과적으로 탄소가 제거된 고순도 산화우라늄을 회수함으로써, 핵심 자원의 재활용률을 극대화하고 고방사성 폐기물의 발생량을 획기적으로 줄이는 데 기여합니다. 이러한 연구는 자원 순환 경제를 실현하고 환경 부하를 저감하는 동시에, 중이온가속기 운영의 지속가능성을 확보하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 기술은 핵물질 취급의 안전성과 경제성을 동시에 향상시키는 혁신적인 해결책을 제시합니다., 고방사성 우라늄 표적 안전 이송 시스템 개발: 본 연구는 중이온가속기 ISOL 시스템에서 사용되는 고방사성 우라늄 표적의 안전하고 효율적인 운반 장치 개발에 중점을 둡니다. 우라늄 표적은 그 물리적, 화학적 특성상 취급 과정에서 고유한 문제점과 위험성을 내포하고 있습니다. 본 연구실에서는 이러한 표적의 특성을 심층적으로 분석하고, 이를 바탕으로 작업자의 안전을 최우선으로 고려한 독창적인 이송 시스템을 설계하고 개발했습니다. 이 운반 장치는 표적의 손상을 방지하고 방사선 노출을 최소화하기 위한 다중 안전 장치와 차폐 기능을 갖추고 있습니다. 또한, 원격 제어 및 자동화 기능을 통해 고방사성 환경에서의 직접적인 접촉을 피하고, 운반 과정을 정밀하게 제어하여 인적 오류를 줄일 수 있도록 합니다. 이 기술은 고방사성 물질을 다루는 연구 환경에서 필수적인 안전성을 확보하며, 희귀동위원소 생성 및 활용 연구의 효율성을 대폭 향상시키는 데 기여합니다. 이는 핵물질 취급 기술의 선진화를 이끌며, 관련 분야의 국제적인 안전 기준을 충족하는 데 중요한 발판이 됩니다., 희귀동위원소 생성을 위한 복합 표적물질 개발: 본 연구는 ISOL(Isotope Separation On-Line) 시스템의 핵심 구성요소인 표적물질의 성능 향상을 통해 희귀동위원소 생성 효율을 극대화하는 데 주력합니다. 특히, 고효율 희귀동위원소 생성을 위해 우라늄탄화물(UCx)과 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 결합한 새로운 복합 디스크 표적물질의 제조 방법 및 디스크 자체를 개발했습니다. 이 개발은 대면적의 MWCNT/우라늄산화물 디스크를 성공적으로 제조하고, 이를 정밀한 열처리 과정을 거쳐 최적의 우라늄탄화물/MWCNT 복합 디스크로 전환하는 독자적인 기술을 포함합니다. MWCNT의 도입은 표적물질 내에서 핵분열 생성물인 희귀동위원소의 확산 속도를 향상시키고, 생성된 동위원소의 빠른 인출을 가능하게 하여 ISOL 시스템의 전체적인 효율을 크게 증대시킵니다. 이 기술은 핵물질 과학과 신소재 공학의 융합을 통해 희귀동위원소 연구의 새로운 지평을 열었으며, 핵의학, 기초과학 연구 등 다양한 응용 분야에서 요구되는 고품질 희귀동위원소 공급에 기여할 것입니다. 본 연구는 차세대 가속기 기반 연구의 발전에 핵심적인 역할을 수행합니다.

키워드

ISOL, 방사성폐기물, 희귀동위원소, 핵의학, 핵물질운반, 핵연료재활용, 신소재, 스크랩처리, 우라늄, 탄화우라늄, MWCNT, 가속기, 표적물질, 탄화우라늄 스크랩 재활용 및 친환경 처리 기술, 본 연구는 희귀동위원소 생산 과정에서 발생하는 탄화우라늄(UCx-C) 스크랩의 효율적이고 친환경적인 처리를 목표로 합니다. 특히, 산화우라늄으로부터 탄화우라늄(UCx-C)을 제조하는 공정에서 불가피하게 발생하는 스크랩을 단순 폐기하는 대신, 재사용 가능한 산화우라늄으로 회수하는 독자적인 열처리 기술을 개발했습니다. 이 기술은 스크랩을 전용 도가니에 담아 열처리로에 투입한 후, 시간에 따라 온도를 상승시키는 승온 처리를 통해 스크랩 내 탄소를 효과적으로 승화시켜 제거하는 과정을 포함합니다. 결과적으로 탄소가 제거된 고순도 산화우라늄을 회수함으로써, 핵심 자원의 재활용률을 극대화하고 고방사성 폐기물의 발생량을 획기적으로 줄이는 데 기여합니다. 이러한 연구는 자원 순환 경제를 실현하고 환경 부하를 저감하는 동시에, 중이온가속기 운영의 지속가능성을 확보하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 기술은 핵물질 취급의 안전성과 경제성을 동시에 향상시키는 혁신적인 해결책을 제시합니다., 고방사성 우라늄 표적 안전 이송 시스템 개발, 본 연구는 중이온가속기 ISOL 시스템에서 사용되는 고방사성 우라늄 표적의 안전하고 효율적인 운반 장치 개발에 중점을 둡니다. 우라늄 표적은 그 물리적, 화학적 특성상 취급 과정에서 고유한 문제점과 위험성을 내포하고 있습니다. 본 연구실에서는 이러한 표적의 특성을 심층적으로 분석하고, 이를 바탕으로 작업자의 안전을 최우선으로 고려한 독창적인 이송 시스템을 설계하고 개발했습니다. 이 운반 장치는 표적의 손상을 방지하고 방사선 노출을 최소화하기 위한 다중 안전 장치와 차폐 기능을 갖추고 있습니다. 또한, 원격 제어 및 자동화 기능을 통해 고방사성 환경에서의 직접적인 접촉을 피하고, 운반 과정을 정밀하게 제어하여 인적 오류를 줄일 수 있도록 합니다. 이 기술은 고방사성 물질을 다루는 연구 환경에서 필수적인 안전성을 확보하며, 희귀동위원소 생성 및 활용 연구의 효율성을 대폭 향상시키는 데 기여합니다. 이는 핵물질 취급 기술의 선진화를 이끌며, 관련 분야의 국제적인 안전 기준을 충족하는 데 중요한 발판이 됩니다., 희귀동위원소 생성을 위한 복합 표적물질 개발, 본 연구는 ISOL(Isotope Separation On-Line) 시스템의 핵심 구성요소인 표적물질의 성능 향상을 통해 희귀동위원소 생성 효율을 극대화하는 데 주력합니다. 특히, 고효율 희귀동위원소 생성을 위해 우라늄탄화물(UCx)과 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)를 결합한 새로운 복합 디스크 표적물질의 제조 방법 및 디스크 자체를 개발했습니다. 이 개발은 대면적의 MWCNT/우라늄산화물 디스크를 성공적으로 제조하고, 이를 정밀한 열처리 과정을 거쳐 최적의 우라늄탄화물/MWCNT 복합 디스크로 전환하는 독자적인 기술을 포함합니다. MWCNT의 도입은 표적물질 내에서 핵분열 생성물인 희귀동위원소의 확산 속도를 향상시키고, 생성된 동위원소의 빠른 인출을 가능하게 하여 ISOL 시스템의 전체적인 효율을 크게 증대시킵니다. 이 기술은 핵물질 과학과 신소재 공학의 융합을 통해 희귀동위원소 연구의 새로운 지평을 열었으며, 기초과학 연구 등 다양한 응용 분야에서 요구되는 고품질 희귀동위원소 공급에 기여할 것입니다. 본 연구는 차세대 가속기 기반 연구의 발전에 핵심적인 역할을 수행합니다.