• 제목/요약/키워드: $CO_{2}$ Capture

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Optimal Temperature and Light Intensity for Improved Mixotrophic Metabolism of Chlorella sorokiniana Treating Livestock Wastewater

  • Lee, Tae-Hun;Jang, Jae Kyung;Kim, Hyun-Woo
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제27권11호
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    • pp.2010-2018
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    • 2017
  • Mixotrophic microalgal growth gives a great premise for wastewater treatment based on photoautotrophic nutrient utilization and heterotrophic organic removal while producing renewable biomass. There remains a need for a control strategy to enrich them in a photobioreactor. This study performed a series of batch experiments using a mixotroph, Chlorella sorokiniana, to characterize optimal guidelines of mixotrophic growth based on a statistical design of the experiment. Using a central composite design, this study evaluated how temperature and light irradiance are associated with $CO_2$ capture and organic carbon respiration through biomass production and ammonia removal kinetics. By conducting regressions on the experimental data, response surfaces were created to suggest proper ranges of temperature and light irradiance that mixotrophs can beneficially use as two types of energy sources. The results identified that efficient mixotrophic metabolism of Chlorella sorokiniana for organics and inorganics occurs at the temperature of $30-40^{\circ}C$ and diurnal light condition of $150-200{\mu}mol\;E{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$. The optimal specific growth rate and ammonia removal rate were recorded as 0.51/d and 0.56/h on average, respectively, and the confirmation test verified that the organic removal rate was $105mg\;COD{\cdot}l^{-1}{\cdot}d^{-1}$. These results support the development of a viable option for sustainable treatment and effluent quality management of problematic livestock wastewater.

디지털영상의 치근이개부 골손실 판독효과에 관한 실험적 연구 (AN EXPERIMENTAL STUDY ON THE READABILITY OF THE DIGITAL IMAGES IN THE FURCAL BONE DEFECTS)

  • 오봉현;황의환;이상래
    • 치과방사선
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    • 제25권2호
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    • pp.363-373
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    • 1995
  • The aim of this study was to evaluate and compare observer performance between conventional radiographs and their digitized images for the detection of bone loss in the bifurcation of mandiblar first molar. One dried human mandible with minimal periodontal bone loss around the first molar was selected and serially enlarged 17 step defects were prepared in the bifurcation area. The mandible was radiographed with exposure time of 0.12, 0.20, 0.25, 0.32, 0.40, 0.64 seconds, after each successive step in the preperation and all radiographs were digitized with IBM-PC/32 bit-Dx compatible, video camera (VM-S8200, Hitachi Co., Japan), and color monitor(Multisync 3D, NEC, Japan). Sylvia Image Capture Board for the ADC(analog to digital converter) was used. The obtained results were as follows: 1. In the conventional radiographs, the mean score of the readability was higher at the condition of exposure time with 0.32 second. Also, as the size of artificial lesion was increased, the readability of radiographs was elevated (P<0.05). 2. In the digital images, the mean score of the readability was higher at the condition of exposure time with 0.40 second. Also, as the size of artificial lesion was increased, the readability of digital images was elevated(P<0.05). 3. At the same exposure time, the mean scores of readibility were mostly higher in the digitized images. As the exposure time was increased, the digital images were superior to radiographs in readability. 4. As the size of lesion was changed, the digital images were superior to radiographs in detecting small lesion. 5. The coefficient of variation of mean score has no significant difference between digital images and radiographs.

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용해공정의 캐노피 후드 성능 개선에 관한 수치 해석적 연구 (A Numerical Study on Performance Improvement of Canopy Hood in Melting Process)

  • 정유진;손병현;이상만;정종현
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권3호
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    • pp.1519-1526
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    • 2013
  • 본 연구에서는 현장조사를 통해 주물 제조 사업장의 일부 용해공정에 적용되고 있는 캐노피 후드(canopy hood)의 흡인 성능을 검토하였다. 또한, CFD model을 이용하여 유해대기오염물질 포집 능력을 향상시킬 수 있는 방안들을 대한 유동장 및 압력장을 비교 및 평가하였다. Case-2(플랜지 부착+이중 후드)의 경우 포집 성능 측면에서는 개선이 가능하지만 후드 정압이 기존 구조보다 약 70% 이상 증가할 것으로 예측되어 현장 적용성이 좋지 않을 것으로 나타났다. 흡인효율을 개선하기 위해서는 case-3(플랜지 부착+이중 콘 부착)의 형상이 가장 적합할 것으로 판단된다. 이는 개구부 중앙에 이중 콘(cone)이 설치되어 후드 가장자리로 유량을 집중시킬 수 있으며, 또한 후드 중앙으로 상승되는 흄(hume)은 콘의 기울기에 의해 정압 상승의 요인 없이 제어할 수 있기 때문이다.

0.1 MWth 급 순환유동층에서의 무연탄 연소 전산유체역학 모사 (Anthracite Oxygen Combustion Simulation in 0.1MWth Circulating Fluidized Bed)

  • 고은솔;국진우;서광원;서수빈;김형우;강서영;이시훈
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권3호
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    • pp.417-428
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    • 2021
  • 낮은 반응성으로 인해 복잡한 공정이 필요한 무연탄은 순환유동층 내의 동적 거동을 통해 연소 특성이 고찰되어야 한다. Pilot 규모의 0.1MWth 급 순산소 순환유동층 연소로에서의 무연탄 연소 특성을 고찰하기 위하여 본 연구에서는 전산유체해석 기법을 이용하였다. 순산소 순환유동층 보일러는 연소로(0.15 m l.D., 10 m High), 싸이클론, 재순환부 등으로 구성되었고 동일한 크기의 3D 모델 반응기를 구축하였다.실험에 사용한 무연탄은 평균 입도 1,070 ㎛, 밀도 2,326 kg/m3이다. 공기 연소에서 순산소 연소로의 연소 환경 변화에 따른 반응기 내부의 기-고 흐름 패턴을 고찰하였다. 이때, 공기 연소와 순산소 연소에서 온도 분포는 비슷한 양상을 보이지만 압력 분포는 순산소 연소에서 더 낮음을 알 수 있었다. 더불어 공기 연소에 비해 순산소 연소에서 더 높은 CO2 농도를 가지므로 이산화탄소 포집이 활발히 이루어질 것을 예상해 볼 수 있다. 결과적으로 본 연구를 통해 무연탄 활용 시 순환유동층 반응기의 최적화된 설계 및 운전에 기여할 수 있음을 확인하였다.

붕소-중성자 포획치료를 위한 미세 속중성자 선량 특성 연구 (Dosimetry of the Low Fluence Fast Neutron Beams for Boron Neutron Capture Therapy)

  • 이동한;지영훈;이동훈;박현주;이석;이경후;서소희;김미숙;조철구;류성렬;유형준;곽호신;이창훈
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제19권1호
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    • pp.66-73
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    • 2001
  • 목적 : 붕소-중성자 포획치료법(Boron Neutron Capture Therapy, BNCT)을 위해 원자력병원 싸이클로트론에서 발생되는 최대에너지 34.4 MeV의 속중성자(Fast neutron)를 70 cm 파라핀으로 감속시킨 후 선량 특성을 조사하였다. 그 결과를 토대로 열외중성자(Epithermal neutron) 선량 측정법에 대한 프로토콜을 확립하여 원자로에서 방출되는 열외 중성자 선량 특성 평가의 기초를 삼고, 가속기를 이용한 BNCT 연구에 대한 타당성 여부를 조사하고자 한다. 대상 및 방법 : 공기 중 선량 및 물질 내 선량 분포 측정을 위해 Unidos 10005 (PTW, Germany) 전기계와 조직 등가 물질인 A-150 플라스틱으로 제작된 IC-17 (Far West, USA) 및 IC-18, ElC-1 이온함을 사용하였고, 감마선의 측정을 위해서는 마그네슘으로 제작된 IC-l7M 이온함을 이용하였으며 조직등가 기체와 아르곤 기체를 분당 5cc 씩 주입하며 측정하였다. 중성자, 광자, 전자가 혼합된 장의 모의 수송 해석을 위해 이용되는 Monte Carlo N-Particle (MCNP) transport code를 사용하여 2차원적 선량 분포 및 에너지 분포를 계산하였으며 이 결과를 측정값과 비교하였다. 결과 : BNCT에서의 유효 치료 깊이인 물 팬텀 4 cm에서의 선량은 치료기 1 MU 당 $6.47\times10^{-3}\;cGy$로 미세하였으며, 이때 감마 오염도(contamination)는 $65.2{\pm}0.9\%$로 중성자보다는 감마선에 의한 선량 기여분이 우세하였다. 깊이에 따른 선량 분포 특성에서는 중성자 선량은 선형적으로 감쇠 되었고, 감마선량은 지수적으로 보다 급격히 감쇠되는 경향을 보였으며 전체 선량의 $D_{20}/D_{10}$은 0.718 이었다. MCNP에 의한 에너지 분포 전산 계산의 결과 2.87 MeV 이하에서 중성자 피크가 나타났으며, 저에너지 영역에서는 감마선이 연속적으로 분포되는 양상을 보였다. 결론 : 벽 물질이 서로 다른 두 개의 이온함을 사용한 직접 선량 측정과 MCNP 전산 시뮬레이션을 이용한 공간 선량분포 계산으로 미세 속중성자 빔에 대한 선량 특성을 파악할 수 있었으며, 원자로 열외중성자 주(Epithermal neutron column)에 대한 선량 평가 자료로 확보하였다. 아울러 가속기에 대한 연구가 진행되어 고전압, 고전류를 발생시키는 전원 공급장치와 표적핵(Target) 물질이 개발되고 비스무스나 납 등에 의해 감마 오염도를 줄일 경우, 싸이크로트론에 의한 보론-중성자 포획치료도 가능해질 것으로 판단된다.

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탄소중립 달성을 위한 지하수토양분야 혁신기술 및 선도연구 소개 (Achieving Carbon Neutrality: Technology Innovations and Research Needs in the Division of Groundwater and Soil )

  • 최종복;손영규;한영수;권만재;이승학;백기태;홍용석
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제28권spc호
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    • pp.40-54
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    • 2023
  • 산업혁명 이후 화석연료의 광범위한 사용, 삼림 벌채, 토지사용의 변화 등과 같은 인위적 활동은 대기 중 온실가스(GHGs, greenhouse gases) 농도를 지속적으로 증가시켜 지구의 기후위기를 유발하였다. 우리나라의 경우 최근 30년 사이 평균 온도가 1.4℃ 상승하였으며, 국제사회의 일원으로 책임을 다하기 위해 2016년 11월 3일 파리협정을 비준하였다. 이에 파리협정의 목표인 산업화 이전 대비 지구 평균온도 상승을 2℃ 아래, 가능한 1.5℃ 아래로 억제하기 위해 2050년까지 CO2 순배출량을 0으로 만들어야 하며, 이를 위해 다양한 정책 마련과 함께 경제 및 사회 전반에 걸쳐 많은 노력이 경주되고 있는 실정이다. 탄소중립을 달성하기 위해서는 첫 번째로 GHGs 배출을 줄이고, 두번째로 대기에서 CO2 포집을 촉진하기 위해 현재 가동되는 다양한 산업분야의 생산 시스템을 개혁하는 것이 가장 중요한 과제로 고려되고 있다. 그동안 지하수토양 관련 연구분야에서는 지속가능성(sustainability), 복원성(resilience), 녹색성장(green growth) 등과 같은 사회적 요구에 부응하여, 녹색정화(green remediation), 자연 저감(natural attenuation), 탄소포집저장(carbon capture and sequestration), 지열발전등의 기술이 초기단계로 개발이 되고 연구가 되어 왔다. 이러한 기존 연구들은 탄소중립2050의 달성을 위해 고도화되어야하며, 추가적으로 자연 및 인위기원 탄소배출 연구, 토양의 역할을 고려한 저탄소 토지이용 기술, 광물탄산화 등의 연구 및 기술개발이 필요하다고 판단된다. 본 논문에서는 탄소중립2050의 간단한 내용과 함께, 이를 달성하기 위한 지하수토양 분야의 혁신기술 및 선도연구를 소개하였다.

기후변화감시센터의 대기 중 2007년 육불화황 측정 결과 및 특성 (Measurement and Characterization of Atmospheric SF6 at Korea GAW Center in 2007)

  • 유희정;김정식;이정순;문동민;이진복;김종호;김상훈;이일용
    • 한국대기환경학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.1-15
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    • 2011
  • Korea Global Atmosphere Watch Center (KGAWC), which is located in Anmyeondo and, belongs to the Korea Meteorological Administration (KMA), measures sulfur hexafluoride ($SF_6$) in every hour since 2007. In this study, $SF_6$ observed in 2007 are discussed. A gas chromatograph-electron capture detector (GC-ECD) with pre-cooled device is applied during the observation, and produced data are qualified by means of periodic calibration with $SF_6$ standard gas made by Korea Research Institute of Standard and Science (KRISS). $SF_6$ has been greatly paid attention since Kyoto protocol because of its high global warming potential(GWP) with 22,200 times of $CO_2$ in the period of 100 years. It is a man-made compound and has been usually used for gas insulation since 1970s and for etching process in the information technology-based industry since 1990. Average mixing ratio of $SF_6$ in 2007 was 6.65 pmol/mol at Anmyeondo. According to the GAW report published in 2008, average mixing ratio of $SF_6$ in the atmosphere is continuously growing. At present, the average mixing ratio of $SF_6$ in the atmosphere is known to be approximately 6.25 pmol/mol at global observatory. $SF_6$ value in Anmyeondo shows 0.40 pmol/mol greater than that of the Mauna Loa observatory in 2007.

OECD/NEA BENCHMARK FOR UNCERTAINTY ANALYSIS IN MODELING (UAM) FOR LWRS - SUMMARY AND DISCUSSION OF NEUTRONICS CASES (PHASE I)

  • Bratton, Ryan N.;Avramova, M.;Ivanov, K.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제46권3호
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    • pp.313-342
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    • 2014
  • A Nuclear Energy Agency (NEA), Organization for Economic Co-operation and Development (OECD) benchmark for Uncertainty Analysis in Modeling (UAM) is defined in order to facilitate the development and validation of available uncertainty analysis and sensitivity analysis methods for best-estimate Light water Reactor (LWR) design and safety calculations. The benchmark has been named the OECD/NEA UAM-LWR benchmark, and has been divided into three phases each of which focuses on a different portion of the uncertainty propagation in LWR multi-physics and multi-scale analysis. Several different reactor cases are modeled at various phases of a reactor calculation. This paper discusses Phase I, known as the "Neutronics Phase", which is devoted mostly to the propagation of nuclear data (cross-section) uncertainty throughout steady-state stand-alone neutronics core calculations. Three reactor systems (for which design, operation and measured data are available) are rigorously studied in this benchmark: Peach Bottom Unit 2 BWR, Three Mile Island Unit 1 PWR, and VVER-1000 Kozloduy-6/Kalinin-3. Additional measured data is analyzed such as the KRITZ LEU criticality experiments and the SNEAK-7A and 7B experiments of the Karlsruhe Fast Critical Facility. Analyzed results include the top five neutron-nuclide reactions, which contribute the most to the prediction uncertainty in keff, as well as the uncertainty in key parameters of neutronics analysis such as microscopic and macroscopic cross-sections, six-group decay constants, assembly discontinuity factors, and axial and radial core power distributions. Conclusions are drawn regarding where further studies should be done to reduce uncertainties in key nuclide reaction uncertainties (i.e.: $^{238}U$ radiative capture and inelastic scattering (n, n') as well as the average number of neutrons released per fission event of $^{239}Pu$).

디지털방사선촬영술을 이용한 인접면 치아우식증 진단에 관한 실험적 연구 (A STUDY ON THE ARTIFICIAL INTERPROXIMAL CARIES DETECTION WITH THE DIGITAL RADIOGRAPHY)

  • 권기정;황의환;이상래
    • 치과방사선
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    • 제24권1호
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    • pp.85-94
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    • 1994
  • The purposes of this study were clinical comparison and evaluation between digital radiography and conventional radiography for the detection of artificial interproximal caries. Four freshly extracted, unrestored posterior teeth were obtained and caries was simulated by drilling semicircled defects with variable size at the interproximal surface of each tooth. The experiments were performed with IBM-PC/32 bit-DX compatible, video camera(VM-S8200, Hitachi Co., Japan), and color monitor(Multisync 3D, NEC, Japan). Sylvia Image Capture Board for the ADC(analog to digital converter) was used, and spatial resolution was 512 × 480 with 256 gray levels. The obtained results were as follows: 1. At the condition of under exposure, the radiographs were superior to the digital images in readability. Also, as the size of the artificial lesion was increased, readability of the radiographs was elevated. 2. The digital images were superior to the radiographs in readability especially under over exsposure. 3. As the exposure time and size of lesion was increased, the gray level of region of interest of the digital image was decreased proportionally. 4. As the F-value of average gray level of region of interest at individual exposure time and size of lesion, gray level of the all lesion sizes was decreased in comparison with that of the normal enamel.

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Carbon Forestry: Scope and Benefit in Bangladesh

  • Rahman, Md. Siddiqur;Akter, Salena
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제29권4호
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    • pp.249-256
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    • 2013
  • The aim of the study was to reveal the scope and benefits derives from establishing carbon forests in a country like Bangladesh. Carbon forestry is the modernized forestry practice that evolves no cutting of trees or vegetation rather conserves them in the wood. Trees might be the source of carbon sink at large scale by establishing carbon forests. To find out how and in what extent forests of Bangladesh could contribute to global emission reduction, tree species of economic importance were taken into account about their carbon sequestration potential. Data source was a secondary one. Bangladesh has subtropical evergreen and deciduous forest tree species. Here trees can sequester almost 45-55 percent organic carbon in their biomass. On an average, trees in different types of stands can sequester 150-300 tC/ha. Carbon value of these forests might be 7,500-15,000 USD per hactre (assuming 50 USD per equivalent $tCO_2$). Thus, accounting tree carbon credits of total forested lands of Bangladesh, there might be a lump sum value of $1.89{\times}10^{10}-3.79{\times}10^{10}$ USD. If soil carbon is added, this amount would jump. Alternatively, there are two times higher spaces as marginal lands than this for starting carbon forestry. However, carbon forestry concept is still a theoretical conception unless otherwise their challenges are addressed and solved. Despite of this, forests of Bangladesh might be the key showcase for conserving biodiversity in association with carbon capture. Protected areas in Bangladesh are of government wealth, however, degraded and denuded waste and marginal lands might be the best fit for establishing carbon forests.