• 자원환경지질
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• 제57권5호
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• pp.513-527
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• 2024

메탄은 이산화탄소에 이어 두 번째로 지구온난화에 미치는 영향이 큰 온실가스로, 기후변화에 상당한 영향을 미친다. 본 논문에서는 메탄 배출을 효율적으로 탐지하고 정량화하기 위해 사용되는 인공위성 원격탐사 기반 메탄 탐지 기술을 종합적으로 검토하고자 한다. 메탄 배출원은 크게 자연적 배출원(영구동토, 습지)과 인위적 배출원(농축산업, 석탄광, 석유 및 가스전, 폐기물 처리)으로 구분된다. 이 중 인위적 배출원에 대해 단파장적외선을 포함한 다양한 파장영역의 정보를 활용한 메탄 탐지의 원리와 이를 지원하는 주요 위성자료의 활용성에 대해 고찰하였다. 최근에는 위성자료를 활용한 메탄 탐지에서 딥러닝 기법을 적용한 연구들이 진행되고 있으며 이는 메탄 배출을 보다 정확하게 분석하는 데 기여하고 있다. 또한, 딥러닝 기법 적용 사례를 포함하여 전 지구, 지역 및 대형 사고 규모에서의 메탄 배출 탐지 사례를 종합적으로 검토하고 위성 기반 메탄 모니터링의 실용성을 평가하였다. 전 지구 규모에서는 Sentinel-5P TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI)와 같은 위성 센서를 사용한 연구들이 검토되었고 지역 규모에서는 주로 TROPOMI 자료와 상대적으로 고해상도의 위성자료(Sentinel-2 MultiSpectral Instrument (MSI), GHGSat Wide-Angle Fabry-Perot (WAF-P) Imaging Spectrometer 등)를 결합하여 메탄 배출 및 배출량을 탐지한 연구 사례를 소개하였다. 이러한 종합적 검토를 통해 위성 기반 메탄 탐지 기술의 현황과 활용성을 평가하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2011년도 학술대회 및 정기총회
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• pp.197-198
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• 2011

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.44-48
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• 2001

본 연구에서는, 접촉연소식 가스 탐지 소자를 대상으로 감도특성 및 전기적 특성을 분석하였으며, 24시간 동안 공기중에 노출시킨 후 온도($20^{\circ}c$, $40^{\circ}c$)와 상대습도(65%, 85%)에서 작동시켜 분석하였다. 또한 동일한 주거환경에서 210일 동안 50 cm/sec 유속을 유지하며 가스탐지소자의 동작을 실험하였다. 가스 탐지센서에 공급 전원은 기본회로에 직류 전압별(2.1V, 2.2V, 2.3V)로 인가하였다. 따라서, 상대습도와 온도에 의한 이소부탄과 메탄 특성그래프를 각각 분석한 결과 전반적으로 선형적인 증가를 보임을 확인할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.48-52
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• 2008

산업의 성장으로 가스사용량이 증가함에 따라 가스설비, 화학플랜트 등 시설 또한 점차로 증가하고 있으나, 가스에 대한 안전관리는 여전히 미흡한 실정이다. 공장과 가정에서 많이 사용되고 있는 메탄은 천연가스의 주성분으로 가연성이면서 폭발성가스이어서 그에 대한 안전관리도 매우 중요하다. 그 한 가지 방안으로 $3.2\;{\mu}m$ 중적외선 영역의 LED 및 PD를 이용하여 메탄가스누출검지시스템을 개발하고자 한다. 이 파장대역의 센서로 레이저를 이용할 경우 고열이 발생하여 초저온 냉각장치가 필요하나 LED는 상온에서 동작함으로 냉각장치가 필요 없다. 그래서 초소형이나 휴대용으로 구현이 가능하다. $3.2\;{\mu}m$ 부근의 파장대역은 $1.67\;{\mu}m$에 비하여 메탄흡수강도가 강하여서 극미량의 가스탐지가 가능하고 응답성 또한 빠르다. 본 연구에서는 이를 상용화하여 매설 및 노출배관 등 가스설비의 가스누출을 보다 정확하고 신속히 검지함으로써 사고를 미연에 방지하고 그 피해를 최소화하고자 한다.

• 한국진공학회지
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• 제10권1호
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• pp.87-92
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• 2001

자기 Fe-Co(C)나노(nano)캡슐과 Fe-Co 나노입자들이 메탄과 혼합기체($H_2$+Ar) 두 종류의 분위기속에서 각각 아크방전으로 제조되었다. 이 두 종류의 초미세 입자들의 특성과 자기적 성질들을 XRD(X-ray Diffraction), Mossbauer 분광, XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy), TEM(transmission Electron Microscopy), EDS(Energy Disperse Spectroscopy), 화학적 분석, 산소량 측정과 자기 측정 등을 통하여 체계적으로 조사하였다. 메탄기체로부터 분해되어 나온 탄소원소가 미세입자들의 상구조, 자기적 상태 그리고 표면 특성들에 끼치는 효과를 아르곤원소를 사용했을 때와 비교하였다. 두 미세입자에서의 Fe/Co 질량비가 약간 다르게 나타났으며 Fe-Co나노입자의 크기가 Fe-Co(C)나노캡슬보다 약 두배였다. 또한 Fe-Co(C)나노캡슐의 포화자화값이 Fe-Co 나노입자보다 약 8% 높았으며 둘 다 유사한 상구조를 보였다. 핵 표면에 쌓인 껍질들이 매우 얇아 XRD측정으로는 그 존재를 탐지하기 어려웠으나 XPS분석을 통하여 그들이 탄소층과 산소층임을 결론지을 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제26권2호
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• pp.167-174
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• 1993

국내 광상의 유체포유물에 대한 지화학 조성이 제한적이나마 비파괴 방법과 파괴 방법을 이용하여 분석 탐지 되었다. 그 동안의 유체포유물 연구 결과는 균질화온도와 염농도가 정비례함을 보여주고, 중석과 동 광상의 것이 금광상의 것 보다 좀더 높은 균질화온도와 염농도를 갖는 경향을 보여준다. 값진 보석 자수정을 산출하는 언양 화강암의 유체포유물은 많은 소금 결정을 딸광물로 가지고 있는데, 이 점에 있어서는 마그마로부터 근원한 최초의 유체는 아주 염도가 높았을 것을 잘 나타내 주고 있는 셈이다. 파괴분석에 의해 탄산깨스, 질소, 메탄, $H_2S$, $SO_2$가 대부분의 광상에서 검출됨에도 불구하고, 레이저 마이크로푸르브 (RLM) 분석에 의해서는 하나의 금광상에서 탄산깨스, 질소, 메탄이 검출되었을 뿐, 다른 광상의 유체포유물로부터 이들 성분이 분석되지 않았슴은 RLM 분석은 다수의 개별 유체포유물을 대상으로 분석해야 함을 암시해 주고 있다. 한국 금광상의 유체포유물은 소금 결정을 보이지 않는다. 유체포유물의 지화학, 균질화온도 및 염농도는 잠두광체 탐사에 응용 이용될 수 있다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.167-176
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• 2008

태평양 해양 지각판과 인도-호주 대륙 지각판간 섭입작용에 의해 형성된 남태평양 라우분지는 활동성 후열도분지로서 해저열수광상이 부존할 가능성이 매우 높은 지역이다. 한국해양연구원은 라우분지를 대상으로 다중음향측심장비(EM120)을 이용하여 정밀지형조사를 실시하여 열수활동이 활발할 것으로 예측되는 해저 지각 확장축 주변지역 (FRSC)과 해저화산 지역(MTJ)을 선별하였다. 또한, 표층 및 심해견인 자력탐사결과를 토대로 저 자기이상 현상을 나타내는 열수광체 지역을 선정하였다. 표층 및 심해 견인 자력탐사 결과 해령에서 주로 나타나는 Central Anomaly Magnetization High(CAMH)가 FRSC-2 지역에서 관측되었으며, MTJ-1 지역에서는 열수분출작용으로 추정되는 저자화이상이 발견되었다. CTD 시스템을 이용하여 열수 플룸 추적자인 투명도, 수소이온(pH), 미생물생체량(ATP), 메탄$(CH_4)$농도를 실시간으로 측정한 결과 FRSC-2와 MTJ-1 지역은 현재 매우 활발한 화산 활동이 진행되고 있음을 알 수 있었다. 이 지역에서 채취한 열수분출공과 기반암 시료는 이 지역에서 열수활동이 진행되었거나 진행되고 있으며, 실제로 열수 광체가 부존하고 있음을 확인할 수 있었다. 첨단 해저면 영상장비를 사용하지 않고도, 전통적인 해양 지구물리탐사 방법이 해저열수광상의 탐지에 비용 효과적인 탐사방법임을 알 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권4호
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• pp.184-190
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• 1999

가스 하이드레이트는 전세계적으로 새로운 에너지 자원으로 활용 가능성을 포함하고 있어 연구가 활발하게 진행되고 있다. 한국자원연구소에서는 1997년 부터 동해에서 메탄 하이드레이트 부존 잠재력 규명을 위한 탄성파 탐사를 하고 있다. 탄성파 자료에서 하이드레이트 부존을 의미하는 일반적인 특성은 해저면과 평행하게 나타나는 BSR(Bottom Simulating Reflection)과 BSR 상부에서 보이는 진폭감소 그리고 BSR 하부에서 보이는 진폭증가와 구간속도의 감소 그리고 BSR에서 반사파의 역전현상 등이 있다. 따라서 위와 같은 하이드레이트 부존특성을 탐지하기 위한 목적으로 실시되는 자료처리는 진 진폭을 유지하는 자료처리, 정밀 속도분석 및 AVO분석 등이 요구된다. 본 연구는 1998년 동해에서 취득된 탄성파 탐사자료를 처리하여 하이드레이트 부존 가능성을 확인하고자 하였다. 적용된 자료처리 공정은 구형확산 보정과 주파수 필터링, 공심점 분류, 정밀 속도분석 공정 등이다. AVO분석은 이용된 현장자료가 AVO를 분석할 정도의 입사각을 유지하고 있지 않아 제외하였다. 정밀 속도분석은 반복적으로 속도 스펙트럼을 구하는 방법으로 정확한 중합속도 결정이 가능한 XYA를 이용하였으며 자료처리의 모든 공정은 국내고유의 탄성파 자료처리 소프트웨어인 Geobit 2.9.5 를 이용하였다. 자료처리 결과 음원위치 $1650\~1900$에서 해저면으로 부터 약 $367\~477m$ 깊이(왕복주시 약 1800ms)에 해저면과 평행하게 발달한 BSR을 확인할 수 있었으며, BSR부근에서 구간속도 감소 뿐만 아니라 해저면 반사파의 위상과 반대인 반사파 역전현상도 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권1호
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• pp.8-17
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• 2023

해양 환경에서의 기포는 바람, 파도, 선박 및 해저 가스 누출을 포함한 여러 요인에 의해 생성된다. 수중에서의 기포는 강력한 산란 신호를 생성하여 음향 신호를 측정하는데 영향을 미친다. 이러한 기포의 특성은 음파 신호의 세기를 감쇠시켜 소음 차단 목적으로 주로 이용되고 있으며, 최근에는 해저에서 대규모로 누출되는 메탄가스 탐지를 위한 연구가 진행되고 있다. 이러한 가스 누출은 기포플룸의 형태를 취하며, 기포의 물리적 특성과 분포 구조를 이해하는 것은 누출된 가스를 기후 변화와 연관성을 파악하는데 중요한 요소 중 하나이다. 본 연구에서는 탄성파 영상화 기법을 이용하여 기포플룸의 분포를 추정하고자 수조환경에서 실험을 수행하였으며, 별도로 제작된 인공기포 발생기, 자료 취득 시스템을 이용하여 기포에 의한 음향 신호를 취득하였다. 기포플룸을 영상화하기 위해 지진파 영상기법 중 역시간 구조보정을 이용하였으며, 획득한 음향 신호의 포락선 신호를 이용하여 기포 분포 패턴을 효과적으로 추정하였다. 영상화 결과의 검증을 위해 추정된 기포플룸의 분포와 광학카메라 영상을 비교하였다. 실험결과 탄성파 영상화 기법 통해 인공 기포플룸의 산란신호를 이용한 영상화가 가능함을 확인하였다.