• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.355-363
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• 2023

지구물질에 존재하는 안정 동위원소의 평형상태에서의 분화(equilibrium isotope fractionation of stable isotope)는 물질의 진동 특성(vibrational properties)에 기인하며, 지구물질이 지구시스템 내에서 겪는 다양한 지질학적 과정들을 정량적으로 이해하는 데 도움을 준다. 본 연구에서는 H₂O 분자의 clumped 동위원소의 특성을 양자화학계산을 이용하여 규명하였다. 특히, 산소 동위원소(¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O)와 수소 동위원소(수소, 중수소, 삼중수소)의 조합으로 구성된 H₂O 분자에 대한 산소와 수소 동위원소간의 clumping 세기를 정량적으로 계산하고, 온도 변화에 따른 clumping 세기 변화 패턴을 분석하였다. 최적화된 분자구조의 평형 결합길이(bond length)와 결합각(bond angle)은 분자의 질량수와 무관하며, 각각 0.9631-0.9633 Å과 104.59-104.62°로 일정하였다. H₂O 분자의 3개의 진동 모드의 진동수는 동위원소 질량수가 증가함에 따라 감소하였으며, 산소보다 수소 동위원소의 변화에 더 큰 영향을 받는다. 진동수를 바탕으로 계산된 동위원소 치환반응의 평형상수 또한 수소 동위원소 질량수에 따라 더 큰 변화 양상을 보인다. 무거운 동위원소 조합의 clumping 반응의 평형상수는 로그값에서 강한 선형 상관관계를 지시한다. 세 동위원소 조합의 상대적인 clumping 강도는 HD¹⁸O에 대하여 각각 1.86배(HT¹⁸O), 1.16배(HT¹⁷O), 0.703배(HD¹⁷O)로 나타났다. Clumping의 세기인 Δ₂₁ 값은 온도의 증가에 따라 감소하며 이차 상관관계를 보인다. 이는 Δ₂₁이 온도 환경 지시자로서 이용될 가능성이 있음을 지시한다. 본 계산 결과는 ¹⁷O와 삼중수소를 포함한 clumped 동위원소 분배의 경향을 최초로 정립한 연구이다. 향후, 자연계에서 산소-수소 동위원소 조성의 기원을 보다 정량적으로 이해하기 위하여 비조화적(anharmonicity) 진동이 고려된 동위원소 분배계수의 계산 또한 필요하다. 상기한 연구 결과는 H₂O 분자의 다양한 지표환경에서의 clumped 동위원소의 측정과 이를 기반으로 한 지질환경 변화 기작을 설명하는 데 사용될 것으로 기대한다.

• 동위원소회보
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• 제13권1호
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• pp.71-75
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• 1998

• 대한화학회지
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• 제47권3호
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• pp.191-198
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• 2003

Pairwise Energy Model(PEM)은 A+BC$\{leftrightarrow}$AB+C(여기서 B와 C는 수소의 동위원소)반응의 반응 cross section은 A와 B사이의 pairwise energy Es에만 의존 한다고 가정한다. PEM은 지금까지 $O(^3P)+HD,\;Ar^++(H_2,\;D_2,및\;HD)$등 여러 반응에 대한 동위원소 효과를 이론적으로 설명하는데 이용되어 왔다. 본 논문에서는 quasiclassical trajectory 방법을 이용하여 $Cl+H_2$와 Cl+HD 반응을 계산하였고 높은 충돌에너지에서 이들 반응들의 결과를 PEM을 이용하여 잘 설명할 수 있었다. PEM을 이용하여 $Cl+H_2$ 반응의 cross section 값으로부터 높은 충돌에너지에서 Cl+HD 반응의 동위원소 효과를 정확히 예측할 수 있었다. 이러한 이유를 설명하기 위하여 생성물의 내부에너지 분포도 $P(E_{int})$를 조사 했다. 생성물의 내부에너지 분포도 $P(E_{int})$는 고정된 충돌에너지 E에서 동위원소 조합에 따라 다르지만 고정된 Es 값에서는 동위원소 조합에 대해서도 근사적으로 같다. 이것이 바로 PEM으로 이들 반응을 잘 설명해 줄 수 있는 이유이다. 여기서 도출된 결론은 높은 충돌에너지에서 여러 A+BC 반응에 또한 적용될 수 있을 것이다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제36권4호
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• pp.318-324
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• 2016

본 연구는 전남농업기술원 답리작 시험포장에서 2006년과 2007년 사이에 보리와 이탈리안 라이그래스와 각종 두과를 혼파비율을 달리한 처리하여 파종하였다. 주구는 보리 및 이탈리안 라이그래스와 자운영, 크림손클로버, 헤어리벳치, 사료용 완두였고 세구는 화본과와 두과를 각각 50:50, 60:40, 70:30 그리고 80:20이었다. 공중질소 고정량 및 이의 이동을 측정하기 위하여 질소동위원소($^{15}N(NH_4)_2SO_4$)를 2007년 4월 15일 처리 후 쿼드랏 안의 식물체를 6월 8일에 수확하여 화본과 및 두과로 분리한 후 안정성동위원소 질량분석기를 이용하여 분석하였다. 공중질소 고정률은 두과에서 화본과로, 질소이동은 차이법과 동위원소 희석법을 이용하여 구하였다. 본 실험결과의 주요내용은 동위원소 초과는 화본과에서는 차가 없었던 반면 보리와 두과와 혼파비율이 60:40인 처리에서 유의적인 차이가 있었다. 그 값은 보리와 혼파한 두과는 0에서 0.54 범위였다. 이탈리안 라이그래스와 두과 혼파에서는 초과 값이 더 높아 보리에서는 0.71에서 0.82, 두과는 0.37에서 1.01 사이였다. 공중 질소 이용비율은 보리와의 조합은 0%~49.5%, 이탈리안 라이그라스 조합은 0~60.5%의 범위로 다양한 결과를 나타내었다. 차이법에 의한 이동량 시험에서는 보리와의 조합에서 12.3~90.9 kg/ha, 이탈리안 라이그래스 조합에서는 보리보다 더 많아 31.7~107.8 kg 사이였다. 한편 동위원소 희석법에서는 보리와 두과 혼파조합은 0~36.1 kg/ha 그리고 이탈리안 라이그래스와 두과 혼파에서는 0~50.6 kg/ha로 이탈리안 라이그래스 조합이 더 많은 것으로 나타났다. 차이법에 의한 질소 이동량이 동위원소 희석법보다 더 많은 것으로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.92-92
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• 2016

전기방전의 기본적인 특성을 가지고 있는 플라즈마를 이용하여 재료를 가공하는 증착, 식각, 표면처리 공정에 있어서 플라즈마 내의 전자 충돌 반응에 의한 이온, 라디칼의 생성과 재료 표면의 반응을 분석하는 도구로써 분압 측정은 일반적인 화학 조성 분석에 기원한 오랜 역사를 가지고 있다. 1 amu 정도의 분해능을 가지고 있고 크기가 30 cm 정도에 불과한 사중극자 질량 분석기는 적절한 질량 스캔 시간과 넓은 이온 전류 측정 범위를 가지므로 소형 차등 배기 시스템과 조합하면 1 mTorr 영역의 스퍼터링 시스템에서 1 Torr 영역의 PECVD/PEALD 시스템 진단에도 쉽게 적용이 가능하다. Inficon사의 CPM-300과 Pfeiffer사의 Prisma80을 이용한 플라즈마 식각 공정 분석 결과를 보면 동위원소까지 분석이 가능하다. 또한 전자충돌 이온화 에너지를 조절하여 m/q(질량전하비율)가 중첩되는 경우의 해석도 가능하다. 다중 오리피스를 갖는 compact design의 밸브 블록을 이용한 설계에서는 line-of-sight 입사가 불가능하여 이온 전류를 분석할 수 없다는 단점이 있으나 표준 가스를 이용한 정량화 등의 큰 장점들이 있다. 최근 이루어진 연구의 내용으로는 유도 결합 플라즈마 장치에서 전도성 메쉬를 이용한 라디칼 거동 관찰을 위해서 두 대의 CPM-300을 메쉬 전 후에 설치하여 라디칼의 양 변화를 전류 프로브와 같이 사용하여 조사하였다.

• 자원환경지질
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• 제15권3호
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• pp.155-166
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• 1982

신예미광상(新禮美鑛床)은 태백산광화대서부(太白山鑛化帶西部)에 위치하여 Cambro-Ordovician 기(紀)의 막동석회암(莫洞石灰岩)과 신예미화강섬록암(新禮美花崗閃綠岩)(60m. y.)의 접촉부에 발달하는 접촉교대광상(接觸交代鑛床)이다. 광석광물(鑛石鑛物)은 섬아연석(閃亞鉛石), 방연석(方鉛石), 황동석(黃銅石), 휘수연석(輝水鉛石), 자철석(磁鐵石)이며 자류철석, 황철석, 유비철석, 백철석, 회중석도 소량 수반된다. 스카른광물(鑛物)은 석류석(石榴石), 휘석동위원소성분(輝石同位元素成分)로 되어 있고 소량의 녹렴석(綠簾石), tremolite, phlogopite도 포함된다. 광상(鑛床)은 산출상태(産出狀態), 광물(鑛物)의 성분(成分), 유황동위원소성분(硫黃同位元素成分)에 의해 서부층상(西部層狀)스카른광체(鑛體)와 동부(東部) pipe 및 복상광체(服狀鑛體)로 나누어진다. 71개(個)의 유화광물(硫化鑛物)의 유황동위원소치(硫黃同位元素値)(${\delta}^{34}S$)는 -10.1~+5.0‰이며 서부층상광체(西部層狀鑛體)(조기광화(早期鑛化))의 유화광물(硫化鑛物)의 ${\delta}^{34}S$는 -10.1~+2.5‰, 서부(西部) pipe 상(狀) 및 맥상광체(脈狀鑛體)(후기광화(後期鑛化))의 것은 +2.7~5.0‰이다. 이같은 동서부(東西部)의 차이(差異)는 ${\delta}^{34}S$ 값이 광물의 종류(種類)에 관계(關係)없이 광화작용(鑛化作用)의 시기(時期)와 산출상태(産出狀態) 및 광화용액(鑛化溶液)의 침전환경등의 차에 의한 것으로 해석된다. 또 이 ${\delta}^{34}S$ 범위는 국내의 화성기원(火成起源)의 유화광상산(硫化鑛床産) 200여개 유화광물(硫化鑛物)의 ${\delta}^{34}$ 범위 +2~+7.0‰과 거의 같은 범위에 들어간다. 섬아연석(閃亞鉛石)-방연석동위원소지질온도계(方鉛石同位元素地質溫度計)에 의하면 동부(東部)의 신광체(新鑛體) B의 생성온도는 $400{\sim}540^{\circ}C$이며 이는 스카른광물의 광물조합에서 얻은 결과와도 비교적 잘 일치한다. 여러 자료(資料)에서 검토 해본 결과 신예미광상(新禮美鑛床)은 전형적인 접촉교대광상(接觸交代鑛床)이며 열수광액(熱水鑛液)의 기원(起源)은 신예미화강섬록암(新禮美花崗閃綠岩)에 연관되어 있는 것으로 해석된다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.765-779
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• 2023

다음 열수분출대(Daum Vent Field, DVF)는 한국해양과학기술원 주도로 수행된 2021년도 인도양 중앙해령 대양탐사에서 새롭게 발견되었다. 본 논문에서는 DVF의 광상 유형 분류, 광화 조건 비교 및 주요 금속 공급원 규명을 위해 획득한 침니와 마운드 시료를 대상으로 현미경 관찰, 전암분석, 전자현미분석 및 in situ 황 동위원소 분석을 실시하였다. 유형별 중앙해령 시스템과의 비교연구 결과 DVF에서 확인되는 주요 광물조합(황철석±섬아연석±황동석), 섬아연석 FeS 함량(대부분 <20 mole %) 및 (Cu+Zn)/Fe 전암 구성비(0.001-0.22)의 상관성은 DVF가 현무암 기반의 중앙해령 해저열수광상임을 시사한다. 침니에서 확인되는 교질상/수지상 황철석의 우세한 산출, 상대적으로 철이 결핍된 섬아연석 및 Co 결핍과 Mn, Tl 부화로 특징되는 온도 의존성 금속의 거동 특성은 침니에 비해 마운드의 형성이 상대적으로 고온의 환원성 유체에 의해 규제되었음을 나타낸다. In situ 황 동위원소 분석에서 확인되는 황철석의 δ³⁴S 값 범위(+8.31에서 +10.52‰)는 약 38.7-49.4%의 해수기원 황과 50.6-61.3%의 화성기원 황의 복합적인 기여를 반영하며, 이는 DVF 형성에 있어 주요 금속 공급원이 마그마 영향을 거의 받지 않은 물-암석 상호작용임을 지시한다.

• 암석학회지
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• 제21권2호
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• pp.235-247
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• 2012

우리나라 백령도, 제주도, 보은, 아산, 평택, 간성일대에는 맨틀 페리도타이트들이 알칼리 현무암류에 포획되어 온 형태로 분포하고 있다. K-Ar 전암연대측정 자료에 의하면 이들 화산암류는 약 0.1-18.9Ma에 분출하였다. 페리도타이트의 광물조합은 감람석-사방휘석-단사휘석-첨정석이며, 함수광물이나 석류석이 보고된 바는 없다. 암석의 종류는 레어조라이트에서 하즈버가이트에 걸쳐있다. 감람석은 $Fo_{88.4-92.0}$이고, 단사휘석은 투휘석, 사방휘석은 엔스터타이트가 풍부하며, 첨정석은 Cr이 풍부하다(Cr# = 7.8-53.6). 주성분 원소함량에 의하면 이들 페리도타이트는 부화된 중앙해령현무암 근원 맨틀로부터 대략 26%까지의 부분용융을 겪은 후에 남은 잔류물로 추정된다. 그러나 맨틀에서의 이차적인 변성교대작용의 흔적이 미량원소의 함량에 기록되어 있는 경우도 있다. 양휘석 지온계에 의하면 우리나라 페리도타이트 포획암의 평형온도는 대략 $850-1050^{\circ}C$ 범위이다. Sr-Nd 동위원소비는 결핍된 중앙해령현무암의 근원맨틀 성분(DMM)에서부터 지구전암(BSE) 성분 값까지 넓은 범위에 걸쳐있어, 오랜 시간의 성장과 진화의 역사를 대변하고 있다. Sr-Nd-Pb 동위원소비에 의하면 우리나라 암석권 맨틀은 대개 맨틀 단성분 중 DMM과 EM2의 혼합으로 설명되며, 상부 대륙지각과 연계될 수 있는 남북 내지는 동서방향으로의 지역성을 기록하고 있지는 않다. 이는 동아시아의 신생대후기 판내부기원 현무암류들이 기록하고 있는 남북간의 이분성과는 매우 대조적인 것으로, 동아시아 연약권 맨틀의 지역성을 시사하고 있다. Os 모델연대에 기초하면 우리나라 암석권 맨틀이 연약권으로부터 분리된 시기는 약 1.8-1.9 Ga로 추정된다.

• 한국광물학회지
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• 제15권3호
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• pp.205-220
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• 2002

가사도 지역 금은광상은 후기 백악기 화산활동에 의해 형성된 화산쇄설암을 모암으로 하여 판상(sheeted) 및 망상(stockwork) 석영맥으로 산출되며, 빗살, 호상 및 깃털조직 등을 보이고 있다 금은광화작용과 관련된 열수변질대는 광물 조합에 따라 고점토대(딕카이트-명반석-석영), 점토대(딕카이트-석영), 견운모대(석영-견운모-황철석) 및 프로필리틱대(녹니석-탄산염광물-석 영-장석-휘석)로 구분된다 고점토대는 등대맥 최상부인 노인봉을 중심으로 분포하고 있으며, 그 외각부에서 견운모대 및 프로필리틱대가 산출되고 있다. 석영맥은 석영, 옥수질석영, 아듈라리아, 탄산염광물등의 맥석광물과 함께 미립의 황철석, 섬아연석, 황동석, 방연석, 함은광물, 에렉트럼 등 광석광물로 구성되며, 에렉트럼의 금함량은 14.6~53.7 atomic % Au이다. 유체포유물 및 에렉트럼-섬아연석 지질온도계로부터 추정된 광화작용 온도는 $158^{\circ}C$~285$^{\circ}C$범위로 전형적인 천열수광응의 온도범위를 보이고 있으며, 산소.수소 안정동위원소 연구 결과($\delta^{18}$ /$O_{water}$ =-10.1~8.0$\textperthousand$, $\delta$D=-68~64$\textperthousand$) 동위원소 교환이 적게 진행된 천수로부터 유래된 광화유체로 추정된다. 이러한 변질대의 분포특성, 열수유체의 기원 및 생성환경을 종합해 볼 때, 현재 지표에 노출된 가사도 지역의 광화대는 온천형 저유황성 천열수 금은광상의 최상부에 해당하는 것으로 추정된다.

• The Korean Journal of Physiology
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• 제22권2호
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• pp.163-177
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• 1988

세포막을 구성하고 있는 지질의 물리학적 성상이 단백질의 세포막 속으로의 삽입과정 및 단백질의 기능에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 골격근의 근세망(SR)으로부터 $Ca^{2+}-ATPase$ 단백질을 분리한 후 이를 세포막의 주 구성성분인 포스파티딜콜린(PC)과 포스파티딜에타노라민(PE)의 혼합지질과 재조합(reconstitution)시켰다. 이와같이 인공적으로 재조합된 구조물에서 $Ca^{2+}-ATPase$의 기능을 측정하기 위하여 칼슘지시색소인 아르세나죠III(AIII)를 이용한 분광방법과 방사선동위원소를 이용한 여과법으로 칼슘흡수율을 측정하였고 또한 ATP 가수분해 능력을 측정하였다. 실험결과 칼슘의 흡수율은 포스파티딜코린의 함량이 많은 혼합지질과 재조합시킬 때에 증가하였고, ATP 가수분해 능력은 포스파티딜함량이 25%까지는 포스타피딜코린의 양에 비례하여 증가하였으나 50%이상에서는 약간 감소하는 경향을 보였다. 한편 지질세포막속으로 단백질이 삽입되는 양은 포스파티딜 함량이 25%일 때 최고의 값을 보였으며 함량이 그 이하 또는 이상일 때는 감소하였다. 이상의 실험결과로보아 단백질의 기능은 세포막이 "bilayer" 구조를 갖출때에 증가하고 세포막속으로 단백질이 삽입되는 양은 세포막이 "non-bilayer" 구조를 형성할 때에 증가함을 알 수 있다.