한국자원연구소 제작된 TOF spectrometer는 입자의 비행시간과 에너지를 동시에 측정 기록하여 질량분별된 에너지 스펙트럼을 얻고자 하는 목적으로 제작되었다. 그러나 질량분별이 필요치 않은 후방 산란실험에서는 비행시간의 측정만으로 훌륭한 에너지 계측기가 된다. 중이온 산란분석법(heavy ion RBS)은 He을 사용하는 산란분석법에 비하여 원리적으로 분해능이 우수하나 사용하는 반도체 검출기의 에너지 분해능의 불량이 이러한 장점을 상쇄하는 실정이다. 그러나 TOF spectrometer를 중이온 산란실험의 에너지 계측기로 사용하면 H, He에 대한 반도체 검출기 정도의 낮은 에너지분해능 수준을 유지할 수 있으므로 중이온 산란실험의 원리적인 장점을 살릴 수 있다. 한국자원연구소에서는 He RBS의 취약점으로 지적되어온 medium elements에 대한 질량분해능과 깊이 분해능을 향상시키고자 140$^{\circ}$ 산란각에 TOF spectrometer가 위치하는 Heavy Ion Rutherford Backscattering Spectrometry (HIRBS) 시스템을 설계하였다. 설계된 TOF spectrometer를 채용하였을 때 기대되는 질량분해능 향상효과와 분석의 최적조건에 관하여 논한다.
한국 특산어인 각시붕어 (Rhodeus uyekii)는 산란기인 5월 중순에서 6월 초순사이에 나타나는 혼인색이 아름다워 관상어로서의 개발 가능성이 높다. 자라서 혼인색이 가장 많이 나타나는 시기에 이 어류의 체표, 지느러미 둥에 분포하는 색소 조성을 알아보았다. 각시붕어 혼인색의 주성분은 carotenoids인 것으로 나타났다. 천연산 각시붕어의 표피 및 지느러미 부위의 총 carotenoid의 함량은 산란기 어류에서 $44.9mg\%$, 비산란기는 $41.8mg\%$로 나타나 산란기에서 다소 높은 경향을 나타냈다. Carotenoids의 조성에서는 자연 수계에서 산란기에서는 zeaxanthin $36.7\%$, $\beta$-carotene $30.1\%$ 및 diatoxanthin $16.4\%$, 비산란기에서는 $\beta$-carotene $41.2\%$, diatoxanthin $18.1\%$ 및 isocryptoxanthin $14.0\%$로 나타나 산란기의 carotenoid 주성분은 zeaxanthin이며 비산란기의 carotenoid 주성분은 $\beta$-carotene으로 carotenoids 조성의 차이를 보였다.
본 연구에서는 기후 등의 영향을 받지 않고 레이더 산란 측정을 할 수 있는 X-band antenna 기반의 자동관측 시스템을 이용하여 벼 생육시기에 따른 후방산란계수와 벼 생육인자와의 관계를 분석하여 후방산란계수를 이용한 벼 생육인자를 추정한 것을 목적으로 하였다. 2008년도 국립농업과학원 시험포장 ($37^{\circ}$15'28.0"N, $126^{\circ}$59'21.5"E)에서 추청벼를 대상으로 생육시기별 후방산란계수를 관측하였는데 모든 편파별 후방산란계수가 벼 유수형성기 (7월 말경)까지 증가하다가 그 후 감소하다가 수확기가 가까워지는 9월 중순이후 다시 증가하는 dual-peak 현상을 보였고 특히 W-편파의 경우 9월 초순부터 후방산란계수 증가가 다른 polarization에 비해 크게 나타났다. 후방산란계수와 작물생육인자와의 관계를 분석한 결과 고주파수인 X-band는 상대적으로 바이오메스, 엽 면적지수와의 상관이 낮게 나타났지만 이삭 건물중은 VV-편파 후방산란계수와 상관관계를 보였다. 이삭 건물중과 상관관계가 높게 나타난 X-band의 W-편파 후방산란계수를 이용하여 수확기 이삭 건물중을 추정하였는데 VV-편파 후방산란계수와 이삭 건물중과는 결정계수 $(R^2)$가 0.85이었고, 이삭 건물중 실측값과 추정값을 비교해 본 결과 1:1 line에 근접하게 분포하였다 ($R^2$=0.85).
비단가리비의 인공종묘생산 기술개발의 일환으로 산란기 조사. 산란유발, 난 발생 및 유생 발달과정을 관찰한 결과를 요약하면 다음과 같다. 비단가리비의 산란기를 알기 위하여 비만도 및 GSI 분석 결과 비단가리비의 산란기는 5$\~$8월로 추정되어지며, 단일 생식주기를 나타내었다. 어미의 각종 산란유발 자극에 대한 반응은 Serotonin 주사, 온도자극, 혼합자극에서 반응률이 가장 높았으며. 자외선 조사해수 자극은 수컷만 반응을 하였고 간출자극은 반응이 없어 효과가 없는 것으로 나타났다 비단가리비의 수정란의 크기는 69.5$\mu$m였고, 수정 후 약 2시간 후에 2세포기, 8시간 후에 8세포기, 20시간 후에는 담륜자유생으로 부화하였으며 40시간 후에는 D상 유생, 11일 후에는 각정기로 성장하였다. 수정 18일 후에는 부착기 유생으로 발달하였으며 80일째는 각장 2.6 mm로 성장하였다.
산란계 사육에 있어 최대의 관심사는 뭐니뭐니 해도 산란율로 귀착된다. 육성계의 사양관리나 점등관리, 질병관리 등의 모든 것이 결국은 산란을 시키기 위한 준비이며, 훌륭한 산란계로 육성시키지 못하면 그동안의 숱한 노력이나 막대한 경비를 회수할 수 없게 된다. 따라서 무엇보다도 육성기의 사양관리가 채란업의 성패를 좌우하게 된다. 육성기의 사양관리에는 여러가지 고려되어야 할 중요한 점이 있지만, 그중에서도 체중과 정강이 길이 및 균일성은 그 계군의 능력발휘에 있어 가장 중요한 요소이므로 중점적으로 논의해 보도록 한다.
닭의 산란기를 I기(25-40 주령), II기(41-55주령), III기(56-69주령)의 3기로 구분하고 각 산란기에서의 에너지대사를 측정하여 얻은 결과는 다음과 같다. 1. 산란계의 절식시 열생산량(FHP)은 대사체중당 산란 I기 81.5Kcal, IIrl 76.1Kcal, IIIrl 97.5Kcal였다. 즉 FHP는 산란기에 의하여 변화하고 특히 III기의 FHP가 높게 나타났다. 이 현상은 III기에 공시계의 우모가 손상 또는 탈락하여 열손실을 크게 한 때문으로 생각된다. 2. 호흡시험에 있어서 사료 ME섭취량과 에너지 축적량(ER)과의 회귀식에서 구한 유지를 위한 ME 요구량(MEm)은 산란I, II, III기에 있어서 각각 대사체중당 123Kcal, 111Kcal, 131Kcal 였으며, 전기간 평균 119Kcal였다. 또 생산을 위한 ME의 정미이용효율(NAME)을 산란I기 76%, II기 79%, III기 74%, 전 기간 평균에선 79%였다. 즉 산란 III기는 I기 또는 II기에 비하하여 MEm가 높고 NAME가 낮은 성적을 보이고 있다.
자연에서 5월중순부터 10월초기까지 산란기를 가지는 그물코쥐치, Rudarius ercodes를 대상으로 이들의 생식주기성립기구를 밝히고저 여러가지 광주기 및 온도 조건이 생식소의 활성과 퇴화 그리고 재성숙에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 이른봄에 생식소는 장일광주기(13L이상)에 의해서 활성화되어 산란기에 이르게 되며, 이때 수온상승이 보상적으로 촉진역할을 한다. 일단 임계일장($12L{\sim}13L$)이상이 작용되어 생식소 활성화가 일어난 개체들은 임계일장 이하에 되돌려도 생식소는 계속 성숙하였다. 산란종료기에는 수온에 관계없이 단일(12L)적으로 생식소 퇴화가 초래되고 있어 자연에서 일장단축이 산란기를 종료시키는 요인임을 알 수 있다. 산란기를 종결하고 퇴화중인 생식소에서도 $20^{\circ}C$ 수온의 장일광주기(13L이상)에서 재성숙하여 산란까지 이르고 있어 연중 생식주기의 인공적인 제어가 가능함을 시사하고 있다. 이때 장일광주기일지라도 $28^{\circ}C$이상의 고수온구는 성숙억제현상이 나타났다.
이온산란 분광법(ISS: Ion Scattering Spectroscopy)은 표면 원자의 구조를 러더포드 후방산란법(RBS: Rutherford Backscattering Spectroscopy) 등과 같이 실공간에 대하여 직접 정보를 얻는 방법이다. 그 중에서도 산란각도를 $180^{\circ}$로 고정하여 산란이온 검출기를 설치한 직충돌 이온산란 분광법(ICISS: Impact Collision Ion Scattering Spectroscopy)은 산란된 이온의 궤적이 입사궤도와 거의 동일하기 때문에 산란궤적의 계산이 간단해지고, 최외층 뿐만 아니라 표면에서 수 층 깊이의 원자구조의 해석이 가능하다. 또한 비행시간형(TOF: Time-Of-Flight) 분석기를 채택하여 산란 이온 및 중성원자를 동시에 측정하면 입사 이온의 표면에서의 중성화에 관계 없이 산란 신호를 얻으므로 표면 원자의 결합 특성에 영향 받지 않고 사용할 수 있다. 본고에서는 ICISS의 원리, 장치, 측정방법 등을 소개한 제1편 및 반도체 표면구조, 금속/반도체 계면 등의 해석에 관하여 기술한 제2편에 이어서 세라믹 재료의 표면 원자 구조, 세라믹 박막의 원자 구조, 흡착 기체의 구조, 원소의 편석 등에 관한 연구 사례를 소개하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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