• 제목/요약/키워드: 계수장치

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투과 감마선 계측신호의 Cross correlation 기법 적용에 의한 다중상 유체의 유량측정 (The Flow-rate Measurements in a Multi-phase Flow Pipeline by Using a Clamp-on Sealed Radioisotope Cross Correlation Flowmeter)

  • 김진섭;김종범;김재호;이나영;정성희
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제33권1호
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    • pp.13-20
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    • 2008
  • 석유 및 정유관련 산업에서 다중상(multi-phase flow) 유체의 배관 내 흐름은 일반적인 현상의 하나이다. 그러나 각각의 상에 대한 정확한 유량측정은 항상 정확한 결과획득을 얻는데 장애의 근원으로 작용하였다. 일반 상업용 유량계는 일정 이상의 기포가 포함된 유체 흐름의 경우 유량계측에 상당한 오차를 유발한다. 본 연구에서는 ${\gamma}$-ray attenuation 기법을 이용하여 clamp-on 타입으로 배관 외부에서 다중상 유체흐름의 유량 측정을 수행하였다. 사용된 밀봉 감마선원으로는 $^{137}Cs$ 20 mCi와 17 mCi 두 개의 동위원소를 사용하였으며, 감마선 검출기로는 $2"{\times}2"$ NaI(Tl) 섬광계수관을 이용하였다. 방사선 검출기로부터 데이터를 수집하고 각각의 데이터에 대해 푸리에 변환과 필터링을 통해 노이즈를 최소화하였다. 복원된 신호에 대해 상호상관함수(cross correlation function)를 적용하여 두 검출기 사이의 통과시간(transit time)을 측정함으로써 유량을 산정하였다. 배관 내 기포함량 측정을 통해 유량을 보정해줌으로써 측정유량의 정확도를 높였다. 두 선원간의 거리가 4D(D; inner diameter) 그리고 본 실험의 측정조건(N/S: $0.12{\sim}0.15$, sampling time ${\Delta}\;t$: 4msec) 하에서 기포량(단면적 대비 $6.1\;%{\sim}9.2\;%$) 보정을 통해 산정된 유량은 계측오차가 실제 평균유량 대비 1.7 % 이하인 정확도를 보였다. 또한 두 밀봉 감마선원 간의 거리가 가까울수록 통과시간 측정에 정확도가 향상되므로 보다 정확한 유량측정이 가능하였다. 본 연구를 통해 다중상 혼합유체의 유량을 밀봉감마선원과 상호상관 기법으로 이용하여 계측할 수 있음을 확인하였다. 방사성동위원소의 선택 및 계측시스템의 최적화 조건 등에 대한 추가연구가 수행된다면 석유화학 산업과 같은 장치산업의 유지관리 측면에 경제적으로 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

인공어초어장의 어류 군집상과 어획량 변동 (Variations of Fish Community and Fish Density on Artificial Reefs)

  • 이정우;강영실
    • 한국수산과학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.535-548
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    • 1994
  • 각 해역에 시설된 사각형, 반구형, 원통형 인공어초어장의 어류 군집상 및 어획량 변동을 조사하여 인공어초 모형에 대한 어종 친화성과 해역별 최대효과를 가져 올 수 있는 적정 어초모형에 대해 논의하였다. 1988년 5, 7, 9, 11월에 각 1회씩 삼중자망으로 어획조사를 실시하였으며, 어획된 어류는 종별로 분류하여 계수하였다. 인공어초어장에서 출현한 총 어종수는 45종이며 볼락류, 쥐노래미, 가자미류, 쥐치 및 말쥐치의 출현빈도가 높았다. 사각형 인공어초어장에서는 총 38종이, 원통형 인공어초어장에서는 총 31종이, 그리고 반구형 인공어초어장에서는 총 18종이 출현하였다. 해역별 주요 우점종은 대부분이 가자미류, 가오리류, 쥐치, 말쥐치, 쥐노래미, 볼락류와 같은 연안정착성 혹은 저서성, 암초성어류였으며 남해 외양만이 회유성 어종인 고등어가 최우점종이었다. 인공어초모형에 따라 저서성, 암초성, 회유성 어류의 조성률이 다르게 나타났다. 사각형 인공어초어장에서는 회유성어류의 조성률이 높은 반면 반구형 인공어초어장에서는 저서성 어류 및 부착생물을 주로 먹이로 하는 어류의 조성률이 높았다. 동해 중부연안을 제외한 전 해역의 인공어초어장중 사각형 인공어초어장에서 어획량이 가장 높았으며, 동해 중부연안은 원통형 인공어초어장에서 어획량이 가장 높았다. 인공어초모형별 어류 군집상은 사각형 인공어초어장과 반구형 인공어초어장은 서로 차이가 있으며, 원통형 인공어초어장은 이 두 인공어초어장의 중간적인 성격을 띤 군집상을 나타내었다. 또한 해역별로 보면 남해연안과 서해 남${\cdot}$중부연안의 군집상이 유사했고, 남해외양과 동해 남${\cdot}$중부연안의 군집상이 유사하였다./TEX>인 점을 고려하여 볼 때 수은 오염에 주의할 필요가 있음을 알 수 있었다. 6. 카드뮴의 어종별 96hr-LC50은 넙치 28.4mg/l, 숭어 2.55mg/l, 조피볼락 28.7mg/l으로 나타났다. 7. LAS의 96hr-LC50은 0.79mg/l이었고, 숭어에 대한 96hr-LC50은 0.06mg/l, 조피볼락 1.08mg/l으로 기수성 어류인 숭어의 내성이 매우 낮은 점이 특이하였다.치사하지 않으므로, 본 실험의 결과를 기초로 하여서 무수 수송 장치를 만들면 충분히 실용화가 가능할 것으로 생각된다.X>로 상당히 높게 나타났고, EPA, DHA 등 w3 계의 장쇄(長鎖)고도불포화지방산의 조성비가 $22.13\%$로 높게 나타났으며, 양적으로 많은 지방산은 포화산 중에는 palmitic acid($C_{16:0}$), monoene산 중에서는 palmitoleic acid($C_{16:1}$), polyene산 중에서는 hexadecatetraenoic acid($C_{16:4}$), eicosapentaenoic acid ($C_{20:5}$), docosahexaenoic acid($C_{22:6}$) 등이 함량이 많았다. Carotenoprotein으로부터 분리한 총 caroteoid 함량은 $8.80mg\%$였고, 주 carotenoid는 mytiloxanthin($74.79\%$), 3,4,3'-trihydroxy-7',8'-didehydro-${\beta}$-carotene($18.26\%$)였다

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침지식 냉수냉각에 의한 상치의 저장중 품질변화 (Changes in Quality of Lettuce During Storage by Immersion-Type Hydrocooling)

  • 정진웅;김병삼;김의웅;남궁배;박기재
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.537-545
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    • 1995
  • 본 연구에서는 냉각조 및 침지조를 직접 설계제작하여 이에 대한 성능시험 및 수냉각에 의한 냉각특성을 검토함으로써 향후 시스템 제작에 필요한 기초자료를 제공함을 목적으로 하였고 아울러 본 장치에 의한 세척효과 및 저장효과를 살펴보기 위해 상치를 시료로 수확 후 저장기간별 품질조사를 실시하였다. 침지식 냉수냉각에 있어 냉각시간에 대해 무차원화한 온도를 semi-log로 plotting한 결과, 상치의 냉각속도계수는 $-0.365\;min^{-1}{\sim}-0.255\;(R^2=0.99{\sim}0.88)$로 나타났다. 또한, 저장온도에 따른 처리구별 저장시험에서 처리 조건에 따른 수분함량의 유의적 차이는 없었으나, 상치의 중량감소율은 $5^{\circ}C$ 저장에서는 미미한 차이만을 나타내었고 $15^{\circ}C$ 저장에서는 수냉처리구가 저장 $10{\sim}15$일까지 무처리구에 비해 효과가 있었다. 또한 수냉처리 후 포장조건에 따른 저장시험에서는 PE 비닐 포장이 트레이 포장시보다는 낮은 중량감소율을 나타내었다. 부패율은 수냉처리한 상치에 있어 소독처리한 시료, PE비닐 포장한 시료, 탈수처리한 시료가 타 시료에 비해 낮게 나타났으며, 색택변화도 수냉처리한 상치는 무처리한 시료에 비해 저장기간의 경과에 따라 L값 및 b값의 변화 정도가 완만하였다. 클로로필함량 변화는 초기치 $115.7{\sim}147.3\;mg%$$5^{\circ}C$$50{\sim}60%$수준으로 감소되었고, 초기미생물수도 수냉처리에 의해 상당히 감소시킬 수 있었으며 특히, 소독제 첨가에 의한 총균수 및 대장균군의 초기치 감소와 저장기간에 따른 증식억제 효과를 확인할 수 있었다. 또한, $5^{\circ}C$ 수냉처리시의 호흡량은 무처리한 상치에 비해 약 1/10 정도 낮은 $23.95\;mg\;CO_2/kg{\cdot}hr$로 나타났다.

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방사선사고시 피폭선량평가를 위한 휴대전화 부품의 전자상자성공명(EPR) 특성에 대한 예비 연구 (Preliminary Study on Electron Paramagnetic Resonance(EPR) Signal Properties of Mobile Phone Components for Dose Estimation in Radiation Accident)

  • 박병룡;하위호;박선후;이진경;이승숙
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제40권4호
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    • pp.194-201
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    • 2015
  • 본 연구에서는 전자상자성공명(electron paramagnetic resonance, EPR) 장치를 사용한 휴대전화 부품들의 EPR 특성 측정을 통해 방사선사고시 회구적 선량평가용 선량계로써 활용가능성에 대하여 확인하였다. 화면표시 방식이 다른 두 스마트폰에서 12개의 시료를 선정하여 실험에 사용하였고, 시료의 방사선조사에는 $^{137}Cs$ 감마선 그리고 EPR 측정은 실온에서 Bruker사의 ELEXSYS E500 X-Band EPR spectrometer를 사용하여 수행하였다. 먼저 각 시료에 대하여 비조사시료와 조사시료의 EPR 스펙트럼을 측정하여 방사선에 의한 라디칼 생성 여부를 확인하였고, 그 후 선량반응곡선과 시간에 따른 시그널 크기 변화를 측정하였다. 측정결과 유심 플라스틱과 IC 칩을 제외한 모든 시료에서 방사선에 의한 EPR 시그널 증가를 확인할 수 있었다. 시료 중에서 덮개유리, 카메라렌즈, 도광판, 확산시트는 결정계수 $R^2=0.93$이상의 좋은 선형상관관계를 보였다. 특히 도광판은 선량에 따른 시그널 증가량이 가장 크고 백그라운드 시그널이 없기 때문에 선량평가에 이상적인 특성을 가지고 있었지만, 72 시간 이내에 시그널이 약 50% 감소하는 약점이 있었다. 확산시트 또한 도광판과 유사한 페이딩 특성을 나타내었고, 덮개유리와 카메라렌즈는 단기간 동안에는 시그널이 안정적으로 보존되었다. 휴대전화 부품을 이용한 EPR 선량평가를 실제 대규모 방사선 사고에서 신속하게 적용하기 위해서는 더 많은 휴대전화 기종의 같은 부품에 대한 시그널 차이, 페이딩, 시료 전처리 방법 등에 대한 추가연구가 진행될 필요가 있다. 그러나 현재 결과를 바탕으로 소규모 방사선사고시 피폭환자가 소지하고 있던 휴대전화와 동일한 제품을 구입하여 비교하는 방법 또는 추가조사법을 이용한 선량평가는 가능할 것으로 판단된다.

평판집열기(平板集熱機)를 이용(利用)한 고추 건조(乾燥)에 관(關)한 연구(硏究) (Red Pepper (Capsicum annum) Drying Using Flat-Plate Solar Collectors)

  • 김동만;김만수;장규섭
    • 농업과학연구
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    • 제6권1호
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    • pp.56-64
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    • 1979
  • 고추 건조(乾燥)의 열원(熱源)으로 태양(太陽)에너지를 이용(利用)하기 위(爲)하여 가격(價格)이 저렴(低廉)한 두 종류(種類)의 평판집열장치(平板集熱裝置)를 설계제작(設計製作)하였으며 이의 이용(利用)에 따른 기본적(基本的)인 요소(要素)들을 분석(分析) 검토(檢討)하였고, 고추의 형태(形態)에 따라 건조시험(乾燥試驗)을 수행(遂行)한바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 대전지방(大田地方)에서의 집열기(集熱機)의 적정경사각(滴定傾斜角)은 1년(年)에 2번 조정(調整)할 경우, 하절기(夏節期)에는 약(約) ${\phi}-15^{\circ}$이고 동절기(冬節期)에는 약(約) ${\phi}+15^{\circ}$였다. 1년중(年中) 직달방향계수(直達方向係數)(Rb)는 집열기(集熱機)의 경사각(傾斜角) $33^{\circ}$에서 4월(月) 16일(日)부터 8월(月) 27일(日)까지를 제외(除外)하고는 1이상(以上)이었다. 2. 시험기간중(試驗期間中)의 외기(外氣) 및 각건조실(各乾燥室)의 조건(條件)은 외기(外氣)의 평균(平均) 온습도(溫濕度)가 $25.6^{\circ}C$, 52.6%RH, 대비건조실(對比乾燥室)이 $42.0^{\circ}C$, 74.2%RH였으며, 물가열식(加熱式)에서 가장 높았고 상대습도(相對濕度)는 공기가열(空氣加熱) 건조실(乾燥室)이 가장 낮았다. 3. 고추 건조(乾燥)에서 건조속도(乾燥速度)는 통고추는 물가열식(加熱式)이 2.3배(培)로 가장 빨랐고 다음이 공기가열식(空氣加熱式), 대비구(對比區) 천일노천구(天日露天區)의 순서(順序)였다. 가장 빠른 건조방법(乾燥方法)은 고추를 수평(水平)으로 절단(切斷)하여 물가열식(加熱式) 건조실(乾燥室)에서 건조(乾燥)시켰을 때였다. 4. 고추의 신미성분(辛味成分)인 capsaicine과 적색소(赤色素)인 capsanthine 함량(含量)은 건조과정중(乾燥過程中)에 약간 감소(減少)하였으나 건조제품(乾燥製品)의 질(質)에 영향(影響)을 미치는 정도(程度)가 아니었으며 건조처리별(乾燥處理別)로도 큰 차이(差異)를 보여 주지 않았다.

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4D-CT와 결합한 호흡게이트 PET을 이용한 PET영상의 호흡 인공산물 분석 (Analysis of Respiratory Motion Artifacts in PET Imaging Using Respiratory Gated PET Combined with 4D-CT)

  • 조병철;박성호;박희철;배훈식;황희성;신희순
    • 대한핵의학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.174-181
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    • 2005
  • 목적: 호흡게이트PET(이하 RGPET)을 이용하여 호흡에 의한 PET영상의 인공산물의 감소 효과를 호흡모형 팬톰을 제작하여 분석하였다. 특히 4D-CT를 시행하여 얻은 동일 호흡위상의 CT영상을 이용하여 RGPET의 감쇠 보정에 이용할 수 있도록 CT영상을 재구성하는 방법을 제시하였다. 대상 및 방법: 반복주기 6초, 진동 폭 26mm의 운동 팬톰에 각각 3 ml syringe와 10, 30 ml의 vial에 18.5 MBq (0.5 mCi) 18-F FDG를 주입한 후, 게이트의 유무에 따라 Discovery ST (GE Medical System, Milwaukee. WU) PET-CT 스캐너를 사용하여 PET/CT스캔을 시행하였다. 이때 호흡추적장치로는 적외선 CCD카메라 방식의 Real-Time Position Management (Varian Medical Systems, Palo Alto, CA)을 사용하였다. 호흡게이트PET 및 4D-CT스캔은 10% 호흡위상백분위 별로 총 10세트의 영상을 각각 획득하였다. 이와 같이 운동주기를 10개의 소 구간으로 분할하여 얻은 PET과 CT영상으로부터 각 물체의 위치를 분석하였고, 물체의 크기에 따른 운동 인공산물의 크기와 PET 계수 값의 감소간의 상관관계를 분석하였다. 결과: RGPET과 4D-CT상에서 물체의 중심위치를 호흡위상별로 분석한 결과, 오차범위 내에서 실제 위치와 잘 일치하였다. 게이트를 시행하지 않은 PET에서 관측된 물체의 크기는 상대적 운동크기에 비례하여 증가하여, 운동범위가 물체 크기의 2배가 되면 부피를 2.5배 가량 과대 평가하였다. 반면, 최대 uptake수치는 50% 가량 줄었다. 결론: RGPET을 통해 PET영상에서 나타나는 호흡으로 인한 인공산물의 대부분을 제거할 수 있음을 확인할 수 있었으며, 4D-CT스캔을 통해 획득한 동일위상의 CT 영상을 이용하여 보다 정확한 감쇠 보정 및 영상융합 결과를 얻었다.

모바일 기반 온실 냉난방 부하 산정 프로그램 개발 (Development of Greenhouse Cooling and Heating Load Calculation Program Based on Mobile)

  • 문종필;방지웅;황정수;장재경;윤성욱
    • 생물환경조절학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.419-428
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    • 2021
  • 모바일 기반 온실에너지 계산프로그램을 제작하기 위해 먼저 주요 단일 피복재 10종 및 보온재 16종에 대한 열관류율 측정하였다. 또한 피복 및 보온재를 이중 및 삼중으로 다층 설치할 때 열관류율 추정을 위하여 이중 설치시 24조합, 삼중설치 시 59조합에 대한 열관류율을 핫박스를 이용하여 측정하였다. 단일 피복재에서는 PE필름(0.08mm) 대비 PO필름(0.15mm)이 가장 열관류율이 가장 작고 열절감율이 가장 큰 것으로 나타났다. 단일 보온재에서는 열관류율에서는 외피가 있는 5겹의 다겹보온커튼이 가장 보온력이 좋은 것으로 나타났다. 또한 단일자재에 대한 열관류율 값과 열저항값을 이용한 피복 및 보온재의 다층설치시의 총 열관류율 값을 산정하였고 실측 값과의 오차를 보정하는 선형회귀식을 도출하였다. 단일재료의 열관류율값에 의한 피복 및 보온재의 다층설치시 열관류율 추정 모형을 개발한 결과 모형평가지수가 0.90(0.5 이상일 때 양호)으로 나타나 추정치가 실측치를 매우 잘 재현 하고 있는 것으로 나타났다. 또한 시험온실을 통한 실증시험결과 예측된 열절감율이 실측치보다 상대오차 2%로 작게 나타나는 것으로 평가되었다. 이러한 연구결과를 기반으로 모바일 기반의 온실 에너지계산 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 HTML5 표준 웹 기반 모바일 웹 애플리케이션으로 구현하였으며 N-Screen 지원을 통해 다양한 모바일 장치 및 PC 브라우저에서 동작이 가능하게 제작되었다. 또한 온실 피복(12종) 및 보온재(16종)의 조합별 열관류율 및 난방부하계수를 제공하여 농민이 모바일로 온실 위치, 형태 및 피복·보온재 등을 반영한 최대 주야간 냉난방부하 및 기간 난방부하를 산정할 수 있다. 대상 온실의 에너지 소비량에 대한 평가가 가능하며 온실의 지역 및 형태에 따라 피복 및 보온재의 최적 선택으로 에너지 절감형 온실 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

근접방사선치료 QA에서 CsPbI2Br과 CsPbIBr2를 이용한 상대 선량계들의 검출 능력 비교 및 적용가능성 평가 (Comparative and Feasibility Evaluation of Detection Ability of Relative Dosimeters using CsPbI2Br and CsPbIBr2 Materials in Brachytherapy QA)

  • 양승우;박성광
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.433-440
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    • 2023
  • High dose rate brachytherapy은 선량률이 높은 동위원소를 체내에 넣어 종양에 방사선을 집중적으로 조사하는 암 치료법이다. 이러한 치료를 위해서는 정확한 치료 계획을 통하여 종양 조직에는 적확한 선량을 조사하면서도 정상조직에는 최소한의 선량만을 전달될 수 있도록 하여야 한다. 그래서 임상에서는 정확한 품질보증(QA)을 통해 선원의 위치정확성을 확인하는 것이 매우 중요하다. 하지만 임상에서 소스 위치는 눈금자, 자동 방사선 사진기, 비디오 모니터 등을 사용하여 결정되므로 부정확한 결과를 산출한다. 이에 본 연구에서는 CsPbI2Br과 CsPbIBr2를 활용한 새로운 반도체 선량계를 제작하였다. 그리고 두 물질 중에 근접방사선치료기용 relative QA에 측정에 적합한지 분석하고자 각각의 방사선 검출 능력을 비교 평가하였다. 근접방사선치료에서의 방사선 검출 능력 평가하기 위하여 192IR에서 두 물질의 재현성, 선형성을 평가하였다. 재현성 평가에서 CsPbI2Br는 relative standard deviation(RSD) 0.98%로 제시되었고 CsPbIBr2는 RSD 3.45%로 제시되었다. 선형성 평가에서는 CsPbI2Br의 결정계수(coefficient of determination, R2)가 0.9998로 제시되었으며, CsPbIBr2의 R2은 0.9994로 제시되었다. 평가결과, 본 실험에서 제작된 선량계에서 평가 기준을 만족하면서도 방사선 검출이 더 안정적인 것은 CsPbI2Br로 나타났다. 따라서, CsPbI2Br 물질이 근접방사선치료 장치의 방사선 검출을 위한 상대 선량계로 적용하기에 적합하다.

한국의 납석 광산 분포 현황 및 활용 방안 (Distribution of Agalmatolite Mines in South Korea and Their Utilization)

  • 강성승;나태유;노정두
    • 지질공학
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    • 제33권4호
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    • pp.543-553
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    • 2023
  • 본 연구는 국내 산업원료 광물인 납석의 지속적이고 체계적인 개발과 안정적인 수급 관리를 위할 목적으로 국내 납석 광산 현황을 살펴보고 산업용 원료로써 그 활용 방안을 모색하기 위함이다. 국내 납석 광산은 대부분 중생대 화산암류가 열수변질을 받아 형성된 광상으로써, 납석의 주 구성 광물인 엽납석의 물리적 특성은 비중 2.65~2.90, 굳기 1~2, 밀도 1.60~1.80, 내화도 29 이상이며, 색은 보통 백색, 회색, 회백색, 회녹색, 황색, 황녹색을 띠는 것으로 나타났다. 국내 납석의 화학성분 중 SiO2와 Al2O3는 엽납석의 경우 58.2~67.2%와 23.1~28.8%, 엽납석 + 딕카이트의 경우 49.2~72.6%와 16.5~31.0%, 엽납석 + 일라이트의 경우 45.1%와 23.3%, 일라이트의 경우 43.1~82.3%와 11.4~35.8%, 딕카이트의 경우 37.6~69.0%와 19.6~35.3%인 것으로 분석되었다. 국내 납석 광산의 분포는 한반도 남서부와 남동부 지역에 집중해서 분포하며, 그 외에 한반도 동북부 지역에도 일부 분포하는 것으로 조사되었다. 국내 납석 생산 광산은 21개이며, 매장량은 전남(45.6%) > 충북(30.8%) > 경남(13.0%) > 강원(4.8%), 경북(4.8%) 순으로 전남이 가장 많은 것으로 나타났다. 국내 납석 생산량 상의 10개 광산은 중앙자원광산(37.9%) > 완도광산(25.6%) > 나주세라믹광산(13.4%) > 청석-사지원광산(5.4%) > 경주광산(5.0%) > 백암광산(5.0%) > 민경-노화도광산(3.3%) > 부곡광산(2.3%) > 진해납석광산(2.2%) > 보해광산 순인 것으로 분석되었다. 납석은 열전전도, 열팽창성, 열변형, 팽창계수, 부피밀도가 낮고, 내열성과 부식 저항성이 높으며, 살균 및 살충 효능이 우수한 성질이 있으므로 내화 재료, 도자기 재료, 시멘트 첨가제, 살균및 살충 제조재, 충전재 등 다양한 분야에 활용되는 것으로 나타났다. 또한 납석은 수처리 세라믹 분리막 소재, 디젤엔지 배기가스 저감장치 세라믹 필터 소재, 그리고 유리섬유 및 LCD 패널 소재 등 활용범위가 첨단산업분야로까지 확대되는 것으로 분석되었다.

국산 유용 수종재의 인공건조 특성에 관한 연구 (Studies on the Kiln Drying Characteristics of Several Commercial Woods of Korea)

  • 정병재
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제2권2호
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    • pp.8-12
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    • 1974
  • 한국의 목재 인공 건조법을 개발하기 위하여 필자의 전직 대학인 전북대학교 전 김두헌 총장님, 동농대전 백남혁학장 및 동농대교수 제위의 각별한 협조를 얻어 1956년 고액을 지불하고 미국 More Dry Kiln Co.에서 최신의 목재 인공 건조 장치를 도입하여 전북 농대 임학과에 설치하게된 것이다. 그러나 이 건조 시설을 활용하는데는 많은 지장이 있었으므로 1959년 전기 More Dry Kiln의 온, 습도 조절장치만을 이용한 소형 Dry kiln을 제작하여 본 시험을 실시한 것이다. 공시수종은 소나무, 낙엽송, 은행나무, 전나무, 밤나무 및 감나무등이며, 공시목의 크기는 것이 60cm, 넓이 10cm 및 두께 15-35mm이다. 실험한 건조 조건은 건조 온도를 일정히 ($170^{\circ}F$)하고, 관계습도를 각종으로 변화할때 얻어지는 건조 속도를 측정하는 동시에 각 건조조건에 의하여 유발되는 건조결함을 조사하여 공시목의 초기 함수율과 건조 최경함수율 특히 shell의 함수율과의 비가 이들의 결함 형성 특히 표면경화(casehardening) 형성에 미치는 영향을 구명하였으며 또한 casehardening 계산식을 유도하였다. 1. 목재내부에 형성된 응력 즉 prong이 개주할 때의 응력은 prong이 서로 접합할 때의 응력을 100으로 하는 백분율에 의하여 다음식으로 표시할 수 있다. 단, 응력 측정에 사용한 prong은 그림 1과 같이 작성하여야 한다. $CH=\frac{(A-B') (4W+A) (4W-A)}{2A[(2W+(A-B')][2W-(A-B')]}{\times}100%$ 상식은 다음과 같은 간이식을 사용할 수 있다. $CH=\frac{A-B'}{A}{\times}200%$ 2. 일정 한 건조 조건하에 건조하여 항중에 달하고, 또한 normal casehardening을 형성하는 경우에 는, 그 sample board의 shell 의 함수율은 특히 얇은 sample board에 있어서 US Dep. Agr., Forest Products Laboratory에서 발표한 EMC 보다 낮다. 3. 본 실험에서 측정한 1시간당 목재 건조 표면적 $1cm^2$ 당 증발하는 증발량 즉 건조속도를 비교 검토한 결과 다음과 같은 순위로 되었으며, 비교 검토한 5수 종중 최대치를 유하는 은행나무 MC 20% 에 있어서 최저치를 표시한 밤나무의 3.8배가 된다. (표 1 참조) (1) 은행나무 (2) 감나무 (3) 소나무 (4) 낙엽송 (5) 밤나무 특히 함수율 26% 이하에 있어서 각 함수율에 대한 증발속도치는 다음과 같은 일차식으로 표시 할 수 있으며, 그 회귀계수 유의성 검정에 있어서의 T치는 다음과 같이 각각 고율의 유의성을 표시하였다. (표2 참조) 상기중 Y는 증발속도($g/cm^2hr$.), X는 함수율을 각각표시한다. 이들 회귀직선을 도시하면 그림 2와 같다. 4. 초기함수율과 건조 최종기에 있어서의 목재의 표층 함수율 즉 shell의 함수율과의 비(SR)가 casehar dening 형성에 미치는 영향은 다음과 같다. 어떤 SR 값에 관하여 그 SR 값 이하를 유하는 총개제수(N) 중 CH 제4급이 출현하는 수(D)의 확율 즉 N에 대한 D의 출현확율 P%는 표 3과 같다. (D의 출현확율 P%를 위험확율이라고 가칭한다.) 표 4에 있어서 종란의 1,2,3의 숫자는 각각 다음과 같은 사항을 표시한다. (1) CH 값 제 4급이 출현하지 아니 하는 안전한 최소 SF 값 (2) 위험을 30%를 허용하는 경우에 있어서의 SF 값의 한계 (3) CH 값 제 4급 이하가 발생하지 아니하는 위험율 100%의 값의 범위 상기한 실측 결과에 의하여 밤나무, 낙엽송등은 내부응력 형성이 용이한데 비하여 감나무, 소나무등은 내부응력 형성이 용이하지 아니하여, 특히 전나무, 은행나무등은 타수종과 동일한 건조조건에 있어서 reverse casehardening을 초래함에 비추워 타수종에 비하여 현저히 내부응력 특히 normal casehardening이 잘 형성되지 아니한다는 것을 알 수 있다. 5. casehardening을 제외한 각종의 drying defects는 long time loading에 있어서 그 내부응력이 ultimate stress를 초과할 때 나타나는 것인데 건조조건 온도 $170^{\circ}F$에 대하여 습도를 낮게하여도 그렇게 심하지 아니하나, 온도 $200^{\circ}CF$의 저습에 있어서 end coating을 하지 아니하는 경우에는 용이하게 발생한다. 특히 밤나무는 실험한 타수종에 비하여 casehardening 및 활열성 defects가 강한 것을 지적할 수 있다.

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