• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.25 no.6
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• pp.509-523
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• 2023

The high-level nuclear waste (HLW) repository is exposed to complex environmental conditions consisting of high temperature, high humidity, and radiation, resulting in structural deterioration. Therefore, structural health monitoring is essential, and piezo sensors are used to detect cracks and estimate strength. However, since the monitoring sensors installed in the disposal tunnel and disposal container cannot be replaced or removed, the quantitative life of the monitoring sensor and its suitability must be assessed. In this study, the life of a piezo sensor for monitoring was assessed using an accelerated life test (ALT). The failure mode and mechanism of the piezo sensor under high temperature conditions were determined, and temperature stress's influence on the piezo sensor's life was analyzed. ALT was conducted on temperature stress and the relationship between temperature stress and piezo sensor life was suggested. The life of the piezo sensor was assessed using the Weibull probability distribution and the Arrhenius acceleration model. The suggested relationship can be used in multiple stress ALT designs for more precise life assessment.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.04a
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• pp.1017-1020
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• 2008

Carburization at concrete structures is being processed independently or compositively and each unique Carburization will appear depending on the condition of circumstance. Therefore, the depletion rate was being estimated at this research for buildings and civil construction structures of different environments and of more than 10 - 60 years old by calculating the depth of carburization and the density of Alkali. As the results of the test, buildings (interior) had a deeper and a faster carburization than civil construction structures being exposed to open air as closer to the shore. And also, concrete structures being used as an underdrain of sewage were proven to have a deeper carburization than utility-pipe conduits or underground tunnels.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.11 no.1
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• pp.35-44
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• 1974

열박음(shrink fitting)으로 인(因)한 동심형(同心形) 구멍을 가진 복합(複合)실린더의 과도적(過渡的) 온도분포(溫度分布), 열응력(熱應力) 및 열변형도(熱變形度)를 이론해석(理論解析)하였다. 온도분포해석(溫度分布解析)에서 외부(外部) 실린더는 균일온도(均一溫度)로 가열(加熱)되어, 실온(室溫)의 내부(內部) 실린더와 접촉면(接觸面)에서 일어나는 열전도(熱傳導)에 의(依)하여 냉각(冷却)되고, 외부(外部) 표면(表面)은 대기중(大氣中)에 노출(露出)된 상태(狀態)로 취급(取扱)하였다. 열응력(熱應力)은 평면변형도조건(平面變形度條件)을 만족(滿足)하는 것으로 생각하였으며, 물성(物性)은 온도(溫度)에 무관(無關)한 상수(常數)로 취급(取扱)하였다. 온도분포(溫度分布)는 열전도문제(熱傳導問題)만을 고려(考慮)함으로서도 유효(有效)한 해(解)를 얻을 수 있으며 열응력(熱應力)은 접촉면(接觸面)에서부터 형성(形成)되며, 반경방향응력(半徑方向應力)은 시간(時間)이 경과(經過)함에 따라 압축응력(壓縮應力)이 증가(增加)하여 접촉면(接觸面)에서 최대치(最大値)를 갖고, 원주방향응력(圓周方向應力)은 접촉면(接觸面)에서 초기(初期)부터 거의 최종상태(最終狀態)와 같은 크기를 갖음을 알 수 있다. 균일온도분포(均一溫度分布)가 이루어지면 열응력(熱應力)의 형성(形成)은 완료(完了)되게 되며, 이때의 열응력(熱應力)의 크기와 분포경향(分布傾向)은 평면응력조건(平面應力條件)을 사용(使用)하였다는 사실(事實)을 고려(考慮)하면 $Lam\acute{e}$의 이론해(理論解)와 일치(一致)함을 알 수 있었다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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• v.25 no.2
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• pp.175-186
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• 2023

The buffer materials in disposal hole are exposed to the decay heat from spent nuclear fuels and groundwater inflow through adjacent rockmass. Since understanding of thermal-hydro-mechanical-chemical (T-H-M-C) interaction in buffer material is crucial for predicting their long-term performance and safety of disposal repository, it is necessary to investigate the heating-hydration characteristics and consequent T-H-M-C behavior of the buffer materials under disposal conditions considering geochemical factors. In response, the Korea Atomic Energy Research Institute developed a laboratory-scale 'Lab.THMC' experiment system, which characterizes the T-H-M behavior of buffer materials under different geochemical conditions by analyzing heating-hydration process and stress changes. This technical report introduces the detail design of the Lab.THMC system, summarizes preliminary experimental results, and outlines future research plans.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.34 no.2
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• pp.155-164
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• 2014

Carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP) composites are increasingly being used in a variety of industry applications, such as aircraft, automobiles, and ships because of their high specific stiffness and high specific strength. Aircraft are exposed to high temperatures and high humidity for a long duration during flights. CFRP materials of the aircraft can absorb water, which could decrease the adhesion strength of these materials and cause their volumes to change with variation in internal stress. Therefore, it is necessary to estimate the characteristics of CFRP composites under actual conditions from the viewpoint of aircraft safety. In this study air-coupled ultrasonic testing (ACUT) was applied to the evaluation of water absorption properties of CFRP composites. CFRP specimens were fabricated and immersed in distilled water at $75^{\circ}C$ for 30, 60, and 120 days, after which their ultrasonic images were obtained by ACUT. The water absorption properties were determined by quantitatively analyzing the changes in ultrasonic signals. Further, shear strength was applied to the specimens to verify the changes in their mechanical properties for water absorption.

• Journal of dental hygiene science
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• v.1 no.1
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• pp.7-11
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• 2001

Streptococcus mutans is one of the primary bacteria that cause dental caries which further result in plaque build up. Acid production resulted from carbohydrate metabolism can threaten survival of the bacteria. However some populations of S. mutans which are exposed to low acidic condition for a period of time would develop resistance and tolerance of cells to acidity that will enhance the chance of survival. Similar acid tolerances has been reported in case of Salmonella enterica serovar typhimurium, E. coli, Shigella flexneri. These acid tolerance responses(ATR) have been evolved in a similar manner as S. mutans. The protein produced in acidic condition has been proven to be important for ATR and confirmed by using chloramphenicol procedure. We hypothesize here that proteins synthesized in response to acid shock and other elements are important for ATR of cells. In this study we have confirmed that S. mutans developed acid tolerance and resistance against anaerobic condition. Mutational DNA analysis responsible for acid tolerance should be additionally required in the future. Since the development of acid tolerance that is essential for the survival of S. mutans and development of dental caries, ATR of S. mutans shoule be farther to prevent dental caries.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.15 no.2
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• pp.173-182
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• 2003

Recently, the durability of concrete structures has received great attention as the number of sea-side structures, such as new airport, bridges, and nuclear power plants, increases continuously. In this regards, many studies have been done on the chloride attack in concrete structures. However, those studies were confined mostly to the single deterioration due to chloride only, although actual environment is rather of combined type. The purpose of the present study is, therefore, to explore the effects of combined deterioration due to chlorides and sulfates in concrete structures. To this end, comprehensive experimental program has been set up to observe the chloride penetration behavior for various test series. The test results indicate that the chloride penetration is more pronounced for the case of combined attack than the case of single chloride attack. The surface chloride content is found to increase with time and the diffusion coefficient for chloride is found to decrease with time. The prediction equations for surface chloride content and diffusion coefficient were proposed according to test results. The equations for chloride penetration considering the time-dependent diffusion coefficients and surface chlorides were also suggested. The present study allows more realistic assessment of durability for such concrete structures which are subjected to combined attacks of chlorides and high concentration sulfates but the future studies for combined environment will assure the precise assessment.

• Korean Journal of Environmental Biology
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• v.41 no.4
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• pp.386-399
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• 2023

Microplastics and nanoplastics (NMPs) are considered one of hazardous contaminants in marine ecosystems due to their toxic effects, such as reproduction disorder and oxidative stress, on marine organisms. Although water temperature is rising due to global climate change, little information on the toxicological interaction between NMPs and temperature is available. Therefore, in this study, we confirmed the toxicity of NMPs (polystyrene [PS] beads; 0.05- and 6-㎛) on brackish water fleas (Diaphanosoma celebensis) depending on increased temperature (30℃ and 35℃) at individual and molecular levels. In the chronic toxicity test, the group exposed to high temperatures showed an earlier first reproduction time compared to the normal temperatures group, but it was delayed by co-exposure to NMPs at 35℃. Notably, the total reproduction decreased significantly only after 0.05-㎛ PS beads exposure at 30℃. Interaction analysis showed that first reproduction time, modulation of the antioxidant-related gene (GSTS1), heat shock gene (Hsp70), and ecdysteroid pathway-related genes (EcR_A, EcR_B, and CYP314A1) were closely related to temperature and PS beads size. These results indicate that microplastics have size-dependent toxicity, and their toxicity can be enhanced at high temperatures. In addition, higher temperatures and PS beads exposure may have negative effects on reproduction. This study suggests that various factors such as water temperature should be considered when evaluating the toxicity of microplastics in marine ecosystems, and provides an understanding of the complex toxic interaction between water temperature and microplastics for marine zooplankton.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.292-292
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• 2018

2016년 태풍 "차바"로 인한 부산과 울산지역의 침수 및 2003년 발생한 태풍 "매미"로 인한 마산창원지역의 침수사례는 우리나라 해안도시유역이 해수면 상승에 의한 피해에 노출되어 있음을 간접적으로 입증하는 대표적 사례라 할 수 있다. IPCC 4차 평가보고서에 따르면 전 지구적 차원에서 지난 100년 동안 해수면은 약 1.7 m 상승하였으며, 1961~2003년 사이 해수면 상승률은 연평균 3.1 mm에 이르고 있다. 특히 우리나라 남해안은 연평균 3.4 mm씩 상승하고 있어 전 세계 해수면 평균 상승속도를 상회하고 있다. 또한 1990년대 이전보다 이후 기간에 우리나라에 영향을 준 태풍의 수가 많으며 평균적으로 태풍의 강도 및 해일고가 증가하고 있다. 따라서 전 지구적 해수면 상승과 태풍해일고 증가에 따른 복합적인 해수면 상승으로 인한 해안유역의 침수피해가 증가할 것으로 예상되며 특히 미래 발생 가능한 수퍼태풍에 의한 급격한 해일고의 상승은 해안유역에 침수피해를 더욱 가중시킬 것이라 예상된다. 특히 해수면 상승으로 인한 침수피해 특성은 홍수유출에 의한 내륙 침수피해와는 다른 특성을 보이고 있어 이에 대한 대응기법 개발이 절실한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 해수면 상승에 따른 해안도시지역 대한 침수피해 예방 및 저감을 위한 침수모의기법을 개발하고 효율적 대응방안을 선정하는 기법을 제안하였다. 부정류 특성을 지닌 해수면 상승 경계조건 및 건물 간 도로를 통해 흐름이 발생하는 특성을 고려하여 해안지역의 시공적 침수규모 및 유속 등을 예측할 수 있는 2차원 수치모형을 개발하였다. 2003년 발생한 태풍 "매미" 발생 기간 동안 관측된 실제 해일고를 적용하여 창원 등 해안도시유역에 범람모의를 수행하였으며 실제 침수흔적과 비교함으로써 모형을 검증하였다. 또한 해안 경계선을 따라 월파방지벽을 설치하는 경계조건을 도입하여 월파방지벽 높이에 따른 해안도시유역 침수규모를 산정하여 월파방지벽 높이에 따른 시공적 침수규모를 분석함으로써 월파방지벽의 효과를 확인하였다. 본 연구결과는 해안지역 지점별 침수규모 및 최대 침수심 발생시간을 제공함으로써 침수에 따른 중장기적 구조적 대응방안 수립은 물론 초단기적 예상 해수면 상승에 다른 대피경로 제공 등 비구조적 수재해 대응 기법을 제시하는 기초자료를 제공에 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.33.2-33.2
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• 2011

CMP (Chemical-Mechanical Planarization) 공정이란 화학적 반응과 기계적 힘을 동시에 이용하여 표면을 평탄화하는 공정으로, 반도체 산업에서 회로의 고집적화와 다층구조를 형성하기 위해 CMP 공정이 도입되었으며 반도체 패턴의 미세화와 다층화에 따라 CMP 공정의 중요성은 더욱 강조되고 있다. CMP 공정은 압력, 속도 등의 공정조건과, 화학적 반응을 유도하는 슬러리, 기계적 힘을 위한 패드 등에 의해 복합적으로 영향을 받는다. CMP 공정에서, 폴리우레탄 패드는 많은 기공들을 포함한 그루브(groove)를 형성하고 있어 웨이퍼와 직접적으로 접촉을 하며 공정 중 유입된 슬러리가 효과적으로 연마를 할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 하지만, 공정이 진행 될수록 그루브는 손상이 되어 제 역할을 하지 못하게 된다. 패드 컨디셔닝이란 컨디셔너가 CMP 공정 중에 지속적으로 패드 표면을 연마하여 패드의 손상된 부분을 제거하고 새로운 표면을 노출시켜 패드의 상태를 일정하게 유지시키는 것을 말한다. 한편, 금속박막의 CMP 공정에 사용되는 슬러리는 금속박막과 산화반응을 하기 위하여 산화제를 포함하는데, 산화제는 금속 컨디셔너 표면을 산화시켜 부식을 야기한다. 컨디셔너의 표면부식은 반도체 수율에 직접적인 영향을 줄 수 있는 scratch 등을 발생시킬 뿐만 아니라, 컨디셔너의 수명도 저하시키게 되므로 이를 방지하기 위한 노력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 연마 잔여물 흡착을 억제하고, 슬러리와 컨디셔너 표면 간에 일어나는 표면부식을 방지하기 위하여 소수성 자기조립 단분자막(SAM: Self-assembled monolayer)을 증착하여 특성을 평가하였다. SAM은 2가지 전구체(FOTS, Dodecanethiol를 사용하여 Vapor SAM 방법으로 증착하였고, 접촉각 측정을 통하여 단분자막의 증착 여부를 평가하였다. 또한 표면부식 특성은 Potentiodynamic polarization와 Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) 등의 전기화학 분석법을 사용하여 평가되었다. SAM 표면은 정접촉각 측정기(Phoenix 300, SEO)를 사용하여 $90^{\circ}$ 이상의 소수성 접촉각으로써 증착여부를 확인하였다. 또한, 표면에너지 감소로 인하여 슬러리 내의 연마입자 및 연마잔여물 흡착이 감소하는 것을 확인 하였다. Potentiodynamic polarization과 EIS의 결과 분석으로부터 SAM이 증착된 표면의 부식전위와 부식전류밀도가 감소하며, 임피던스 값이 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 컨디셔너 표면에 SAM을 증착 하였고, CMP 공정 중 발생하는 오염물의 흡착을 감소시킴으로써 CMP 연마 효율을 증가하는 동시에 컨디셔너 금속표면의 부식을 방지함으로써 내구성이 증가될 수 있음을 확인 하였다.