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Look Up Table을 이용한 자기공명영상 기반 방사선 치료계획의 타당성 분석 연구 (The Feasibility Study of MRI-based Radiotherapy Treatment Planning Using Look Up Table)

  • 김신욱;신헌주;이영규;서재혁;이기웅;박형욱;이재춘;김애란;김지나;김명호;계철승;장홍석;강영남
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제24권4호
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    • pp.237-242
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    • 2013
  • 뇌병변 등의 방사선 치료에 있어 CT (Computed Tomography) 영상만을 이용한 종양 체적(Tumor volume) 윤곽의 정확한 설정은 CT 영상의 부족한 연부조직 대조도 특성에 의하여 한계를 가진다. 따라서 자기공명영상(Magnetic Resonance Images, MRI)이 보다 정확한 목표 체적의 윤곽을 그려내기 위해 광범위 하게 사용되고 있다. 치료계획을 위해 획득한 자기공명영상에 진단단계에서 얻어진 CT영상의 전자밀도를 융합하는 방법과 자기공명 영상으로부터 만들어진 가상의 CT를 이용하는 방법 등이 자기공명 영상장치를 기반으로 한 방사선 치료 계획의 선량계산을 위하여 소개되어 왔다. 본 연구는 MRI기반의 선량계산의 가능성을 확인 해보기 위해 15명 환자의 진단 MR 영상을 통하여 Look Up Table (LUT)을 만들어 MRI 기반 선량계산과 기존의 CT 기반 선량계산을 비교 검증 하였다. 여기서 lMRI는 획득한 MR 영상에 LUT를 이용한 전자밀도 보정을 한 것이며 wMRI는 획득한 MR영상을 물 밀도로 동일화 시킨 것이다. 6 MV anterial 방향의 조사가 CT, lMRI, wMRI에 적용되어 치료계획으로 비교되었으며 또한 환자의 병변위치에 따라 2문 조사에서 5문 조사의 치료계획이 비교되었다. CT기반 치료계획을 기준으로 하여 등선량 분포와 DVH의 차이는 wMRI 보다 lMRI에서 더 적었으며 최대선량 차이가 91 cGy vs. 57 cGy, 평균선량이 74 cGy vs. 42 cGy, 최소선량 차이가 94 cGy vs. 53 cGy로 측정되어 각각의 선량 평가 면에서 그 차이가 wMRI보다 lMRI에서 더 적었다. 이러한 결과는 wMRI의 경우 공동내 선량계산에서 CT기반 선량계산과 차이가 나기 때문이다. 따라서 본 연구의 결과는 lMRI 기반 선량계산의 가능성이 있음을 보여준다.

반복된 본드 흡입이 백서의 정상발육에 의한 체중증가와 중추신경계에 미치는 영향 (Effects of Glue Sniffing on Weight Increase or Central Nervous System of Young Rat)

  • 김헌;김선민;조수헌
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제26권2호
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    • pp.222-230
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    • 1993
  • 본드라고 불리우는 공업용 접착제는 수종의 유기용제를 함유하고 있으므로 본드 흡입은 단일 유기용제 흡입과는 다른 독성을 나타낼 수 있다. 공업용 접착제에서 휘발한 유기용제를 흡입하여 반복적으로 급성 중추신경계 억제증상에 이르렀던 어린 백서가 급성 중독증상이 소실된 후에도 체중증가의 둔화나 중추신경계 기능이상 혹은 만성 비가역적 중추신경계 이상이 유발되는가를 검증하고자 주령이 6주인 어린 웅성 백서 20 마리를, 폭로장치를 이용하여 $40^{\circ}C$의 평판위에서 가열한 30g의 본드에서 발생하는 유기용제 증기에 4주간에 걸쳐서 1회에 30분씩 21회 반복 폭로시켜서 폭로군으로 하였고. 이와 함께 동일한 주령의 백서 20마리를 같은 조건으로 대기에 폭로시켜서 대조군으로 하였다. 그후 6 개월동안 동일한 환경하에서 사육하면서 시간경과에 따라서 체중을 측정하였고 tail flick 검사, hot plate 검사, treadmill 검사를 실시한 다음 뇌를 적출하여 육안과 현미경으로 신경조직의 변화유무를 관찰하였다. 시간의 변화를 고려한 폭로군과 비교군간의 비교에서 체중 증가는 양군간에 유의한 차이를 나타냈으나, tail flick 검사, hot plate 검사, rotarod treadmill검사 등의 결과에서는 양군간의 차이를 발견할 수 없었다. 눈가림법을 적용한 현미경적인 비교에서나, 적출한 대뇌와 소뇌의 크기의 비교에서도 양군간 유의한 차이는 없었다. 이상의 결과에 의하면 본드흡입은 정상발육에 의한 체중증가를 저해하는 것으로 보인다. 한편 본 연구의 결과만으로 본드흡입이 백서나 인체의 신경계에 영구적인 손상을 유발하지 않는다고 결론짓기는 어려우며. 다양한 폭로조건으로 연구를 시행한 후에만 이러한 가설에 대한 평가가 가능할 것으로 생각된다. 철과 Sc척도, Pt척도는 양의 상관 관계를 보이고 있다. 본 연구의 결과로 볼때 비폭력범죄자와 정상 대조군 사이에서 일부 금속원소의 함량 차이가 있는 것으로 보여지며, 금속원소 함량과 MMPI 척도와도 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 향후 폭력범과 비폭력범, 폭력범과 일반인과의 차이를 비교하여 볼 필요성을 느낀다.으로 현저히 증가되어 있었다. 이상의 결과로 규폐증에서는 일반적인 건강진단 항목상의 신기능 검사에 이상소견을 보이지 않은 경우라도 신장기능의 변화가 동반될 수 있으며, 요중 NAG 활성치를 분진 폭로 근로자에게 적용하면 산업보건학적 측면에서 근로자의 건강관리를 위하여 매우 유익한 자료가 될 것으로 생각한다.견해를 보였으나 약국의료보험이용은 극히 저조하고 의사의 처방전 발행도 저조한 실정이다. 이에 약국의료보험제도에서 의약분업제도로의 제도적 전환이 고려되어야 할 것으로 생각된다. 둘째, 의사와 약사의 의약분업에 대한 의견이 상이한 점으로 미루어 유추할 수 있지만 의약분업제도 실시의 장애요인으로 의 약사단체 상호간의 업권문제와 의약사간의 갈등이 지적되는 바, 이들 모두를 만족 할 대안을 선택하는 것이 쉬운일 아닐 것이므로 국민의 건강보호차원에서 정부의 중립적 의지가 있어야 할 것으로 생각된다.의 비율이 감소하였으나 본태성고혈압, 당뇨병, 폐결핵, 협심증 둥의 비율이 증가하였다. 일반외과의 경우에는 치핵, 항문열상, 종기 등의 비율이 감소하였고, 위암, 대장암, 담낭암 등의 비율은 증가하였다. 소아과의 경우 급성상기도염, 기관지염, 불명확한 장관감염 등의 비율은 감소하였고, 간질, 폐결핵, 천식, 임파성백혈병 등은 증가하였다. 이상의 결과로 보아 의료전달체계가 실시됨으로써 3차 진료기관의 외래 방문 환자의 건수, 건당 진료기간, 건당 방문횟수, 건당 검사건수, 건당

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대구지역 고등학생의 학교급식 공급유형에 따른 석식식단 선호도 조사 (A Study on the menu preferences with school dinner by food service management types in Daegu)

  • 이은주
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제45권5호
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    • pp.489-499
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    • 2012
  • 본 연구는 대구시내에 소재하고 있는 고등학교 중 석식의 운영형태가 운영위탁과 운반위탁으로 다른 2학교 선정하여 총 219명 (남 96명, 여 123명)의 학생을 대상으로 식습관 및 식행동, 급식 메뉴에 대한 기호도를 조사하였으며, 이를 분석한 결과는 다음과 같다. 1) 조사대상자의 평균 신장은 남학생 175.0 cm, 여학생 161.4 cm였고, 평균 체중은 남학생 67.1 kg, 여학생 50.3 kg이었다. BMI는 남학생의 경우 정상 54.2%, 저체중 13.5%, 과체중 이상 32.3%인 반면에 여학생은 정상 68.3%, 저체중 30.1%, 과체중 이상 1.6%이었다. 2) 식품선택기준으로는 '맛'을, 석식을 하는 이유는 '배고픔 해결'이 모든 학생에게서 가장 많았고 두 항목 모두 운반위탁교 학생들에게서 더 높이 나타났다. 식습관에 영향을 주는 요인에서 운영위탁 급식학교는 가족, 친구, 학교 순이었고, 운반위탁교는 가족, 학교, 친구 순으로 답하였다. 편식여부에서는 운영위탁교 33.0%에 비하여 운반위탁교가 56.1%로 높았다. 3) 식품별 선호도는 운영위탁교에 비하여 운반위탁교에 곡류, 육류 및 가금류, 과일류, 우유 및 유제품이 높았지만 유지류는 낮았다. 조리법에서는 운영위탁교는 데치기를, 운반위탁교는 찌개, 구이, 볶음을 더 선호하였다. 4) 급식 식단에서 밥류는 모든 학생이 쌀밥을 가장 선호하였고, 운영위탁교에서 콩밥 등 잡곡밥이, 국 찌개류에서는 콩나물국 등 맑은 국의 선호도가 운반위탁교에 비하여 높았다. 전반적으로 대상학생들은 육류 찬류에 대한 선호도가 높았다. 그러나 볶음류, 찜 조림류, 튀김 구이류의 주찬류에서 운영위탁교의 학생들은 채소와 생선 등 다양한 재료들로 조리한 식단에 대한 선호도도 비교적 높은 반면 운반위탁교에서는 불고기 등 육류 재료의 선호가 현저히 높았다. 부찬류로 무침류와 김치류에서 운영위탁교에 비하여 운반위탁교의 기호도가 낮은 반면 후식류인 음료와 과일의 기호도는 운반위탁교에서 높았다. 이상의 연구결과를 종합해 볼 때 운영위탁교에 비해 운반위탁교에서 대부분의 메뉴에 대한 기호도가 낮게 조사되었다. 이것은 외부조리시설에서 조리를 한 후 학교까지 운반되어 오는 과정에서 관능적인 부분이 현저히 낮아지고, 운반에 따른 제약점 때문에 식단이 다양하지 못한 점에서 기인되었다고 생각된다. 대부분의 현재 고등학교에서 석식의 운영을 운반위탁형태로 유지하는 이유가 점심 배식 후 조리실의 세척 및 소독과정과 석식 준비과정이 중복됨으로 발생하는 위생 문제를 가장 큰 요인으로 꼽고 있다. 그러나 이는 각 준비과정이 이루어지는 구역을 구분하고 별도의 식판과 배식기구를 사용함으로써 해결할 수 있으리라고 생각한다. 뿐만 아니라 현재의 위탁급식의제 문제를 해결하기 위하여 행정적, 제도적 장치가 마련되어져야 하며 학생, 학부모, 영양 (교)사와 교사 등의 다양한 의견을 수렴하고 운영방식의 검증하여 체계적이고 합리적인 급식관리가 필요하다고 생각한다.

플라즈마 발파를 이용한 토양 내 유체의 침투 효율 개선 (Improvement of Fluid Penetration Efficiency in Soil Using Plasma Blasting)

  • 백인준;장현식;송재용;이근춘;장보안
    • 지질공학
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    • 제31권3호
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    • pp.433-445
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    • 2021
  • 고전압 아크 방전에 의한 플라즈마 발파의 유체 침투 효율을 검증하기 위해 실험실 규모의 토사 시료에 대하여 발파 시험을 실시하였다. 이 연구를 위해 대용량 축전기가 포함된 플라즈마 발파 장치와 직경 80 cm, 높이 60 cm 크기의 컬럼형 토사 시료를 제작하였다. 토사 시료로는 사질토와 실트를 7:3 비율로 섞은 A 시료 7개와 9:1 비율로 섞은 B 시료 3개가 제작되었다. A 시료에 플라즈마 발파 없이 수압만으로 유체를 주입했을 때는 시추공 주변으로 국소적인 침투만 발생되었고 침투면적비는 5% 이하로 분석되었다. 플라즈마 발파에 의한 유체 침투 시험은 1 kJ, 4 kJ 그리고 9 kJ의 방전 에너지로 실시되었다. A 시료에 대한 플라즈마 발파 시험에서 유체의 침투면적비는 1회만 발파하였을 때는 16~25%이고 5회 연속 발파 시에는 30~48%로 분석되어, 수압만으로 유체를 주입했을 때보다 침투면적이 최대 9.6배까지 넓어졌다. B 시료에 대한 5회 연속 플라즈마 발파 시험에서 유체의 침투면적비는 33~59%로 분석되어 동일 조건의 A 시료 시험에 비해 침투면적이 1.1~1.4배 정도 넓어졌다. 이러한 결과는 플라즈마 발파 시에 방전 에너지가 클수록, 발파 횟수가 증가할 수록 유체의 침투면적이 증가하며, 투수성이 큰 토양에서 플라즈마 발파가 더욱 효과적임을 보여준다. 유체 침투 효과를 삼차원적인 부피로 분석하기 위해 유체 침투반경을 계산하였다. 수압으로만 유체를 주입했을 때의 침투반경은 9 cm인 반면에, 9 kJ의 에너지로 5회 발파 시에는 침투반경이 27~30 cm로 계산되어 유체 침투 효과가 최대 333%까지 증가되었다. 이러한 연구결과는 투수성이 낮은 실제 오염토양에서 원위치 토양 세정을 실시할 때 플라즈마 발파 기술을 적용하면, 세정제의 전달범위가 증가되어 정화효율이 개선될 수 있다는 것을 보여준다.

하수처리장에서 발생하는 고농축 잉여슬러지의 열적가용화 특성에 관한 연구 (A Study on the Thermal Solubilization Characteristics of Highly Thickened Excess Sludge in Municipal Wastewater Treatment Plant)

  • 김은혁;박명수;구슬기
    • 유기물자원화
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    • 제30권4호
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    • pp.5-13
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    • 2022
  • 현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH4+-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.

비대면 원격수업 형태 중 실시간 쌍방향 수업 자료 개발 사례 연구: 고등학교 기하 과목 공간도형 단원의 평면의 결정 요건을 중심으로 (A Case Study on the Development of Real-Time Interactive Class Data among Non-face-to-Face Remote Class Types)

  • 이동근;안상진
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.173-191
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    • 2021
  • 본 연구는 국내 선행 연구에서 '팬데믹(pandemic)시기에 교사들을 대상으로 진행한 설문 조사 결과 원격수업 형식 중 '실시간 쌍방향 형' 수업이 차지하는 비중이 현저하게 적다는 점'을 지적한 것에 주목하여, 고등학교 수학 교과 기하 과목의 '평면의 결정 요건'을 중심으로 '실시간 쌍방향 형' 비대면 수업 자료를 개발하여 수업에 적용한 사례를 보고한 연구이다. 개발에 참여한 교사는 고등학교 교직 경력 28년차의 서울 소재 고등학교에 근무하는 수학 교사(수석교사) 1인이며, 2020년에 수학 교과의 기하 과목을 담당한 교사이다. 개발 교사는 실시간 쌍방향 형 비대면 수업을 개발하기로 한 이후, 수업 내용의 선정과 온라인 수업 도구를 선정하는 과정을 거친 다음 '만남 및 수업 안내', '동기 부여', '과제 제시', '개별 탐구 활동 및 교사 피드백', '성찰 및 평가'의 네 단계로 수업 지도안을 구성하여 자료를 개발하였다. 특히 '동기 부여' 과정에서는 개발 교사가 화이트보드 애니메이션 제작 프로그램인 Videoscribe를 이용해서 5분 정도의 영상 자료를 제작하여 제시하였으며, '과제제시'에서 과제 8번의 경우에는 학생들의 수업 종료 이후 자유로운 소감을 기록하는 것으로 구성하였는데, 이는 학생 스스로의 평가 장치임과 동시에 학생의 교사에 대한 피드백 제공 역할을 하였다. 본 연구는 현장 교사가 수업 자료를 개발하는 일련의 과정을 소개한 사례 연구로서, 수업에 바로 적용 가능한 수업 자료 제시와 더불어서 이후 수업 자료 개발에 대한 샘플 제시 역할에 목표를 두고 진행한 연구 결과물이다. 개발한 자료는 수업에 참여한 학생들의 의견 수렴 및 수학교사 3인에게 의뢰한 평가 결과를 바탕으로 수업 자료로서의 적합성 검증을 거쳤다.

제주 현무암 '숲' 지하 공기(숨골: Sumgol)의 분석과 인체에 미치는 치유 효과 (Initial Analysis of the Underground Air Among Jeju Lava Forest(Sumgol) and its Healing Effect on the Human Body)

  • 신방식;김혁년;이덕희;김태승;김용환;강창희;송규진;이형환
    • 한국자연치유학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.18-30
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    • 2022
  • 배경: 제주도 화산섬 지하자원인 현무암 "숲" 지하 공기(숨골)의 효과를 검증하기 위하여 '지하 공기정화 층을 이용한 공기정화시스템(APS)'을 개발한 후에 정화 공기 체험장을 설치하였다. 이 정화 공기를 채취하여 분석하고 인체에 유용성에 관한 탐색연구가 필요하다. 목적:현무암 "숲" 지하 공기(숨골)를 APS로 채취하여 성분을 분석하고, 이 공기를 체험한 후에 인체에 미치는 영향을 탐색하는 것이었다. 방법: 제주도의 파파빌레 지역의 4개의 지점에 APS 장치를 설치하였다. APS에서 배출하는 지하 공기를 채집하여 자원화 성분을 분석하였다. 또한 공기 밀폐 연구 체험장을 지상에 설치하였으며, 이 체험장의 음이온 농도는 5,000 ions/m3정도이었고, 체험자들이 60~120분 정도 머무르게 한 후에 혈관 상태를 조사하였다. 결과: 현무암 '숲' 지하 공기를 채취하여 분석한 결과는 O2 농도는 21.18%로 대기의 평균 산소 농도 20.94%보다 높았다. 폼알데하이드는 검출되지 아니하였고, CO2농도는 419 ppm으로 실내공기보다 낮았다. 미세먼지(PM2.5) 농도는 24 ㎍/ms 이하였으며, 음이온도 5.000 ions/m3 이상 검출되었다. 체험한 사람들의 혈관 건강 지수 개선되었고, 평균 맥박의 증가 및 스트레스 해소 등의 효과가 높게 나타났다. 결론: 현무암 "숲" 지하공기(숨골)를 분석하여 규명한 유용한 성분은 자연치유 등에 활용할 가치가 높았고, 체험한 결과에서는 맥박의 증진, 혈관과 스트레스 개선에 효과를 나타냈다. 이러한 조건은 제주지역의 현무암 숲이 자연치유와 웰니스 산업으로 확장하기 위한 새로운 지역이라고 높게 평가할 수 있다.

탄자니아의 태양광 발전소와 통합된 전기 모빌리티 운영 시스템 : 비전과 시범운행 (Smart Electric Mobility Operating System Integrated with Off-Grid Solar Power Plants in Tanzania: Vision and Trial Run)

  • 이협승;임혁순;프랭크 앤드류 마농기;신영인;송호원;정우균;안성훈
    • 적정기술학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.127-135
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    • 2021
  • 전 세계적인 지구온난화의 위협에 대응하고자 세계 각국은 신재생 에너지의 확산, 탄소 배출 감소 등을 추진하고 있다. 또한, UN의 SDGs에도 포함된 기후변화에 맞서기 위한 노력으로 글로벌 자동차 제조사들은 향후 10년내에 전기 자동차로의 전면 전환을 추진하고 있다. 전기자동차는 탄소 배출 감소를 위한 유용한 수단이 될 수 있으나, 충전용 전기를 생산하는 단계에서 발생하는 탄소의 저감을 위해서는 친환경 신재생 에너지를 이용한 발전시스템이 요구된다. 본 연구에서는 아프리카 탄자니아에 설립된 태양광 발전소와 통합된 스마트 전기 모빌리티 운영 시스템에 대한 비전을 제안한다. 아두이노 컴퓨팅 장치를 기반으로 하는 스마트 모니터링 및 통신 기능을 적용하여 전기자동차 또는 전기 오토바이의 배터리 잔존용량, 배터리 상태, 위치, 속도, 고도, 도로 상태 등의 정보를 모니터링한다. 또한, 주변의 독립형 태양광 발전소 인프라와 통신하여 주행가능거리를 예측하고 충전 스케쥴 및 목적지까지의 경로 최적화를 수행하는 시나리오를 제시한다. 제안된 시스템의 구현 가능성은 전기 오토바이의 시험운행을 통해 검증되었다. 탄자니아에서 운영될 전기 모빌리티 시스템은 현지의 환경과 특성을 고려하여 친환경성, 경제성, 운용 용이성, 호환성 등의 요소가 고려되어야 한다. 본 연구에서 제안하는 스마트 전기 모빌리티 운영 시스템은 SDGs의 이행을 위한 중요한 기반이 될 수 있을 것이다.

선박 발전기관용 SCR 촉매의 셀 밀도차에 따른 NOx 저감 특성 (NOx Reduction Characteristics of Ship Power Generator Engine SCR Catalysts according to Cell Density Difference)

  • 임경선;임명환
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권7호
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    • pp.1209-1215
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    • 2022
  • 선택적 촉매 환원법(SCR)은 질소산화물(NOx)을 저감하는 매우 효율적인 방법으로 알려져 있으며 발생된 질소산화물(NOx)을 질소(N2)와 수증기(H2O)로 환원시키는데 촉매 작용을 한다. 질소산화물(NOx) 저감 성능을 결정하는 요소 중 하나인 촉매는 셀 밀도가 증가하면 촉매효율이 증가하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 실습선 세계로호에 설치되어 있는 발전 기관의 배기가스 조건을 모사한 실험장치를 통하여 100CPSI(60Cell)촉매의 부하에 따른 질소산화물(NOx) 저감 성능을 확인하고 세계로호에 설치되어 있는 25.8CPSI(30Cell) 촉매의 기존 연구 자료와의 비교를 통해, 셀 밀도가 질소산화물(NOx)의 저감에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 실험용 촉매는 셀 밀도만 변화를 주었고 형태는 벌집형(honeycomb), 조성물질은 V2O5-WO3-TiO2를 동일하게 사용하여 제작하였다. 실험결과 100CPSI(60Cell) 촉매의 질소산화물(NOx) 농도 저감율은 평균적으로 88.5%이며 IMO specific NOx 배출량은 0.99g/kwh로 IMO Tier III NOx 배출기준을 만족하였다. 25.8CPSI(30Cell) 촉매의 경우, 질소산화물(NOx) 농도 저감율은 78%, IMO specific NOx 배출량은 2.00g/kwh 이었다 두 촉매의 NOx 농도 저감율과 IMO specific NOx 배출량을 비교하였을 때, 100CPSI(60Cell)촉매가 25.8CPSI(30Cell) 촉매보다, NOx 농도 저감율은 10.5% 높고 IMO specific NOx 배출량은 약 2배 적은 것을 확인하였다. 따라서 촉매의 셀 밀도를 높임으로써 효율적인 탈질효과를 기대할 수 있으며 향후 실선 테스트를 통하여 검증한다면 촉매의 부피 저감을 통한 제작 비용을 줄이고 협소한 선박 기관실을 효율적으로 사용하기 위한 실용적인 자료로서 기대된다.

부유식 해상풍력발전기용 반잠수식 계류 풀리의 강도 성능평가를 위한 구조해석과 축소 모형시험 (Structure Analysis and Scale Model Test for Strength Performance Evaluation of Submersible Mooring Pulley Installed on Floating Offshore Wind Turbine)

  • 송창용
    • 해양환경안전학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.479-487
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    • 2023
  • 최근 지구 온난화의 영향으로 태풍의 파괴력이 증가함에 따라 부유식 해상풍력발전기의 막대한 유실과 붕괴에 대한 우려가 깊어지고 있다. 부유식 해상풍력발전기의 안전한 운영을 위해 새로운 형태의 탈착형 계류 시스템 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서 고려한 새로운 반잠수식 계류 풀리는 기존의 탈착형 계류 장치에 비해 계류 라인으로 부유식 해상풍력 터빈을 보다 쉽게 탈부착할 수 있도록 고안되었다. 8MW급 부유식 해상풍력발전기에 적용 가능한 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 검토하기 위해 3D 프린터를 이용하여 축소구조모형을 제작하고, 이 모형에 대한 구조시험을 수행하였다. 축소 모형의 구조시험을 위해 3D 프린팅에 사용된 ABS 소재의 인장 시편을 제작하고 인장시험을 수행하여 소재의 물성을 평가하였다. 인장시험에서 얻은 재료 특성과 축소모형 구조 시험과 동일한 하중 및 경계 조건을 적용하여 반잠수식 계류 풀리의 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석을 통해 반잠수식 계류 풀리의 구조적 취약 부분을 검토하였다. 반잠수식 계류 풀리의 주요 하중조건을 고려하여 구조모형시험을 수행하였으며, 재료의 최대인장응력 이상이 발생하는 위치에 대해 유한요소해석과 시험 결과를 비교하였다. 유한요소해석과 모형시험의 결과로부터 작동조건에서는 Body와 Wheel의 연결부 구조가 취약한 것으로 파악되었고, 계류조건에서는 Body와 Chain stopper의 연결부 구조가 취약한 것으로 검토되었다. 축소모형 구조시험에서 나타난 SMP의 구조 취약부는 구조해석의 결과와 일치하는 것으로 나타났다. 연구 결과를 통해 반잠수식 계류 풀리의 초기 설계에 대한 구조적 안전성을 실험적으로 검증할 수 있었다. 또한, 본 연구 결과는 상세설계 단계에서 반잠수식 계류 풀리의 구조 강도를 향상시키는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.