• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제24권2호
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• pp.125-134
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• 2007

이 연구에서는 태양 및 지자기 활동에 의해 발생한 우주환경변화가 우리나라 위성인 아리랑위성1호(KOMPSAT-1)의 궤도에 미치는 영향을 분석하였다. 인공위성의 궤도변화는 정상적인 상태에서도 자연적인 섭동에 의해 지속적으로 발생하지만, 거대한 태양폭발에 의한 지구 주변 우주환경이 급격히 변화할 때 고층대기의 밀도변화로 인해 크게 발생한다. 특히 이러한 현상은 아리랑위성 1호와 같이 저궤도 상에서 운영되는 위성에 직접적인 영향을 미친다. 이 때, 태양활동에 의한 지구 주변 우주환경의 변화는 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 하나는 태양 플레어 (Flare)가 폭발했을 때 고에너지 복사(Radiation)로 인해 지구 고층대기가 가열되어 팽창하고 이런 결과로 고층대기에 있는 중성입자밀도가 급격히 증가하는 것이다. 다른 하나는 코로나 물질 방출(Coronal Mass Ejections) 등에 의해 발생한 지자기폭풍기간 동안 플라즈마 대류와 입자들의 하강으로 전기장이 강해져 상당량의 줄가열(Joule heating)과 하강입자가열(precipitating particle heating)이 발생하고 이로 인해 중성입자밀도가 증가하는 것이다. 두 가지 원인에 대한 영향을 구분하여 알아보기 위해, 우리는 태양 및 지자기 자료를 면밀히 분석하여 2001년에서 2002년 동안 5개의 기간을 선정하였다. 그 결과 위성의 대기저항가속도는 태양의 극자외선(Extreme Ultra-Violet)의 증가와 함께 약 하루 정도의 시간 지연을 가지고 유사하게 변화하고 있음을 확인하였다(R=0.92). 그리고 지자기폭풍이 발생한 기간동안 대기저항가속도는 지자기폭풍에 의한 Dst 변화와 상당히 유사하게 그리고 거의 동시에 급격히 변화하는 것을 확인하였다. 마지막으로 우리는 위성의 대기저항가속도의 변화는 전반적으로는 오랜 기간 동안 고에너지 복사에 의한 효과로 나타나고 있으나 짧은 기간(하루 미만) 동안 크게 발생하는 대기저항가속도의 변화는 지자기폭풍에 의한 효과로 보고 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권3호
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• pp.329-352
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• 2005

자외선 영역에서 최대 세기를 보이는 라이먼 알파(121.6nm)선은 태양 채층과 전이영역의 방출선으로 지구 고층 대기 변화의 주요 원인이 되기 때문에, 태양연구에서 가장 중요한 파장대의 하나이다. 그렇지만, 이전의 라이먼 알파선의 관측은 콜로라도 대학 등 미국의 여러 대학들에서 탐사 로켓에 의해 수행된 단속적인 관측들뿐이었고, 여러 위성에 의한 관측들도 시간 분해능이 아주 떨어지는 장기 관측들뿐이었다. 그러므로 인공위성에 탑재되어 충분한 시간 분해능과 연속적인 관측이 충족될 수 있는 라이먼 알파선 태양망원경의 개발은 세계적으로도 중요한 과학적 의미를 갖고 있으며, 인공위성의 운영에 막대한 영향을 미치는 지구 고층 대기에 대한 태양 자외선 복사의 영향을 연구하기 위한 실용적인 목적도 갖고 있다. 이러한 배경에 의해 본 연구는 과학기술위성2호 탑재용 자외선 태양카메라(LIST: $Lyman-{\alpha}$ Imaging Solar Telescope)를 개발하기 위한 목적으로 system 규격결정이 이루어졌으며 광학계, 기계구조 및 전자회로의 예비 설계가 완성되었다. 또한 system requirements에 맞춰 광학계, 기계구조 및 전자회로의 예비 구조 설계가 완료되었으며 기계 구조해석 및 열해석, test plan 결정 및 verification test matrix 작성도 완료되었다. 부분별로는 상세설계가 완료되어 제작에 착수하였으며 본 탑재체의 데이터에 맞는 데이터 획득 시스템을 결정하기위한 기반 조사가 완료되었다. 과학적 운영을 위해서는 태양의 진공 자외선 복사의 연구 방향과 연구 현황 등 데이터를 수집하고, 수집된 자료로 태양에 대해 지속적인 연구가 이루어졌다 자외선 태양카메라 연구개발은 산업적인 파급효과가 큰 광학계의 설계와 비구면 광학계의 제작기술, 첨단 측광기의 기본을 이루는 CCD의 제어기술, 탑재체의 통제 제어 기술이 요구된다. 확보된 우주 탑재체 개발 기술과 결과물들은 본 사업에 적용되었던 시스템 관리 기법과 함께 향후 유사한 우주기술 사업에 이용될 수 있으며 과학적 시스템과 성과물들도 현재 정부가 지원하여 구축하고 있는 우주환경 감시 시스템에 이용될 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제41권6호
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• pp.617-629
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• 2020

기후변화와 지구환경변화에 중요한 역할을 하고 있는 해수면온도는 인공위성 적외선 센서가 관측하는 피층 수온과 측기들이 관측하는 표층 수온으로 나누어질 수 있다. 국외 여러 기관에서 보급되고 있는 해수면온도 관측 자료들은 각각 서로 다른 깊이의 수온을 나타내고 있어서 해양 피층과 표층 수온 사이의 관계를 이해하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 적외선 라디오미터를 해양조사선에 장착하기 위한 시스템을 설계하고 부착하고 운용하여 국내에서 처음으로 해양 피층 수온을 산출할 수 있는 관측 환경을 구축하였다. 선박 관측 전에 실험실에서 라디오미터 기기의 검보정을 실시하여 보정 계수를 산출하였다. 관측된 해수면에서 방출된 복사에너지와 하늘 복사에너지를 피층 수온으로 산출하는 일련의 과정을 적용하였다. 산출된 피층 해수면온도를 현장 관측 표층 수온자료와 비교하여 표층과 피층 수온 차이를 정량적으로 조사하고자 하였으며, Himawari-8 정지궤도 위성 해수면온도 자료와의 비교를 통해 해양 상층 연직구조의 특성을 이해하고자 하였다. 2020년 4월 21일부터 5월 6일까지 남해안의 장목항과 동해 남부를 관측한 해양 피층 수온은 전체적으로 표층 수온과 0.76℃ 정도의 차이를 보였다. 또한 이 두 수온 차이의 평균제곱근오차는 약 0.6℃에서 0.9℃까지의 일간변화를 가지고 있었으며, 하루 중 1-3시에 0.83-0.89℃로 가장 크게 나타났으며, 15시에 0.59℃로 최소의 차이를 가지고 있었다. 또한 편차도 0.47-0.75℃의 일간변화를 나타내었다. 해양 피층 관측 수온과 위성 해수면 온도 간 차이는 약 0.74℃의 평균제곱근오차, 0.37℃의 편차를 나타냈다. 본 연구의 분석을 통해 관측 수심에 따른 피층-표층 수온의 차이를 확인할 수 있었으며, 피층-표층 수온 차의 계절적 변화를 정량적으로 이해하고 또 변동 요인과의 관련성을 연구하기 위하여 연구조사선을 이용한 추가적인 연안 및 대양 관측이 지속적으로 진행되어야 함을 시사한다.

• 핵의학기술
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• 제21권2호
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• pp.74-79
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• 2017

양성자선을 이용한 치료는 기존의 광자를 이용하였을 때 보다 병소 주위 정상 조직에 영향을 거의 주지 않고 암세포를 치료할 수 있는 정밀한 방사선 치료법이다. 양성자선 조사 시 인체 내 조직과의 상호작용으로 양전자 방출 핵종이 발생하며 양전자 방출 단층촬영은 이러한 특성을 이용하여 양성자 치료 후 그 효과를 확인하는데 이용된다. 그러나 이 때 발생하는 소멸복사선은 짧은 반감기로 인하여 영상 획득 시간에 어려움이 발생하게 된다. 본 논문에서는 양성자선 조사 후 영상 획득 시간에 따른 영상의 차이를 비교하여 그 효율성을 알아보고자 한다. 증류수를 가득 채운 2001 IEC body 모형에 37, 28, 22 mm 구체를 삽입하고 구체의 중심에 양성자선이 조사되도록 CT로 치료 계획을 수립하였다. 양성자선은 wobbling technique, gantry $0^{\circ}$, 100 MU, 구체 크기별로 범위는 각각 16.4, 14.7, 9.3 cm로 조사하였다. 조사를 마친 모형은 약 5분의 거리를 이동하여 PET/CT로 1 분씩 50 개의 영상을 획득하여 1에서 10. 11에서 21, 21에서 30, 31에서 40, 41에서 50으로 10개씩 영상을 합산하여 재구성 하였다. 합산된 영상에서 열소 부위와 배후 방사능에 ROI를 그린 후 방사능 농도 값을 산출하고 대조도 잡음비를 계산하여 영상의 질을 평가하였다. 전체 영상의 CNR은 37 mm 구체에서 0.43, 0.42, 0.40, 0.31, 0.21로 나타났으며, 28 mm 구체는 0.36, 0.32, 0.27, 0.19, 0.09로 측정되었다. 22 mm의 구체는 0.25, 0.25, 0.19, 0.11, 0.08로 측정되었다. CNR은 37 mm 구체에서는 30분 이후에 빠르게 감소하였고, 28 mm와 22 mm 에서는 20분 이후에 급격히 감소하였다. 치료 효과 확인을 위한 PET 촬영에서 양성자선 조사 후 데이터의 획득 시점과 총 획득 시간이 매우 중요하다. 실험 결과에서 병소의 크기가 22 mm 이상이라고 가정한다면 영상 획득은 조사 후 25분 내에 완료될 수 있도록 진행하는 것이 바람직하다. 종양의 크기가 작거나 저 선량이 조사될 경우에는 보다 긴 영상 획득 시간을 적용한다면 도움을 될 것으로 사료된다.

• 수산해양기술연구
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• 제14권1호
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• pp.1-14
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• 1978

동계(冬季) 황해(黃海)에서 1961년(年)부터 1974년(年)까지 (1966년제외(年除外) 13년간(年間)의 열수지(熱收支)를 산출(算出)하고 이 기간(期間)동안 하계동지나해(夏季東支那海)에서의 황해(黃海) 냉수(冷水) 세력(勢力)과의 관계(關係)를 분석(分析)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. (1) 황해상(黃海上)의 일사량(日射量)은 동계중(冬季中) 12(月)이 가장 낮아 약 $160{\sim}190ly/day$이고, 1월(月)과 2월(月)로 갈수록 점차 증가(增加)하여 2월(月)에는 $250{\sim}260ly/day$로서 12월(月)에 비(比)하여 $79{\sim}90ly/day$가 컸다. 동계(冬季) 일사량(日射量)의 년별변화량(年別變化量)은 약 50 ly/day 이하(以下)인 것으로 나타났다. (2) 해면(海面)에서의 장파복사량(長波輻射量)이 유효일사량 보다 12월(月)에는 $30{\sim}70ly/day$, 1월(月)에는 $27{\sim}46ly/day$ 정도 크게 나타났으나, 2월(月)에는 반대(反對)로 $20{\sim}30ly/day 정도 작게 나타났다. (3) 일사량(日射量)에서 해면반사량(海面反射量)과 해면복사량(海面輻射量)을 뺀 값은 100 ly/day 이하(以下)이고, 12월(月)과 1월(月)에는 (-), 2월(月)에는 (+)로 나타나며, 3개월간(個月間)의 평균(平均)은 약 -20 ly/day정도이다. (4) 현열방출량(顯熱放出量)과 증발열량(蒸發熱量)을 합한 값은 1963년(年) 1월(月)이 최고(最高)였고 (882 ly/day), 1961년(年) 2월(月)이 최저(最低)였다.(471 ly/day). (5) 동계(冬季) 황해(黃海)에서 잃어버린 총열량(總熱量)은 1962년(年)이 평균(平均) 588 ly/day로서 최저(最低)이며, 1968년(年)에 716 ly/로서 최고(最高)였다. (6) 1971년(年) 8월(月)에 황해(黃海)와 동지나해(東支那海)의 표층수(表層水)는 여러 종류로 분류(分類)되나, 30m 이심(以深)에서는 수온(水溫)이 $6.4^{\circ}{\sim}13.2^{\circ}C$, 염분(鹽分)이 $33.17%_{\circ}$ 이상(以上)으로서 다같이 저온(低溫)의 성질(性質)을 띠고 있다. (7) 평균(平均) 수온분포도(水溫分布圖)에서 단위면적당(單位面積當) 적산수온(積算水溫)을 냉수지수(冷水指數) 50m층(層)의 지수(指數)를 수평지수(水平指數), $32^{\circ}N$의 20m 이심층(以深層)의 지수(指數)를 수직지수(垂直指數)라 하면, 1962년(年)의 경우 수평지수(水平指數)가 1.86, 수직지수(垂直指數)가 3.18로서 냉수지수(冷水指數)가 5.04였고, 1968년(年)의 경우에는 냉수지수(冷水指數)가 -3.21였다. (8) 냉수지수(冷水指數)에서 11월하순(月下旬)의 황해(黃海)의 수온(水溫)의 표준편차(標準偏差)를 뺀 값 C-T'w와 동계열수지(冬季熱收支)와의 관계(關係)는 $C-Tw'=32.06-0.049Q_T$이고, 그상 상관계수(相關係數)는 0.94이다. 또 수평지수(水平指數)에서 초기조건(初期條件)을 뺀값 $C_h-T'w/2$, 수직지수(垂直指數)에서 초기조건(初期條件)을 뺀 값 $C_v-T'w/2$와 열수지(熱收支)와의 관계(關係)는 $C_h-T'w/2=12.20-0.019Q_T$ $C_v-T'w/2=18.07-0.027Q_T$이고, 그 상관계수(相關係數)는 각각(各各) 0.90 및 0.97이다. 이 결과(結果)로서 동계(冬季) 황해(黃海)에서의 열수지(熱收支)와의 하계(夏季) 동지나해(東支那海)의 황해(黃海) 냉수세력(冷水勢力)과의 상관계수(相關係數)가 높음이 밝혀졌으므로, 동계열수지(冬季熱收支)를 계산(計算)하고, 11월(月) 하순(下旬)의 황해수온(黃海水溫)만 알면 하계(夏季) 황해(黃海)의 냉수세력(冷水勢力)을 예측(豫測)할 수 있어 어장(漁場) 선정에 많은 도움이 되리라고 생각된다.