• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제36권3호
• /
• pp.134-139
• /
• 2011

본 연구에서는 핵물리학 실험에 활용할 목적으로 기존의 안개상자 실험 장치를 개선하여 펠티에 소자를 이용한 새로운 안개상자 실험 장치를 개발하였다. 개발된 안개상자 실험 장치와 캠코더를 활용한 실험을 통해 우주선 비적을 관찰하고 측정된 자료를 비교 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 기존의 안개상자 실험 장치는 우주선 비적이 발생되는 빈도가 낮고 따라서 발생된 우주선 비적을 육안으로 관찰하기가 매우 어려웠다. 그러나 본 연구에서 새로 개발한 안개상자 실험 장치는 우주선 비적이 발생되는 빈도가 높고, 실험에 캠코더를 함께 활용하면 발생된 우주선 비적을 편리하고 뚜렷하게 관찰할 수 있었다. 둘째, 본 연구에서 개발한 안개상자 실험 장치를 이용한 실험에서 이소프로판올 $1.04{\times}10^{-5}$ $ml{\cdot}mm^{-3}$ 이상을 사용하고, 안개상자내의 냉각플레이트 상부 1 mm 지점의 온도가 5$^{\circ}C$ 이하가될 때 우주선 비적이 잘 발생되는 최적조건임을 확인하였다. 셋째, 본 연구에서 개발한 안개상자 실험 장치에서 안개상자내의 냉각플레이트의 온도를 전류의 세기에 의해 자동으로 제어할 수 있는 시스템이 개발된다면 더 정확하고 개선된 안개상자 실험 장치를 만들 수 있을 것이며, 그 결과 핵물리학 실험 또는 방사선 종사자 교육에서 개발된 안개상자 실험장치가 쉽게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제40권3호
• /
• pp.165-173
• /
• 2016

2011년 3월 11일 리히터 스케일 9.0의 강진과 10-14m파도로 인해 Fukushima Daiichi(FD) 원자력 단지의 주전력과 보조전력이 끊어져 냉각장치가 작동하지 않았고 노심의 열이 제거되지 못해 폭발이 일어나는 사고가 발생했다. 노심의 열이 제거되지 못하면 핵연료 피복재인 지르칼로이(zircaloy)와 같은 금속이 고온 상태에서 수증기와 산화 반응하여 수소를 발생시킨다. 발생된 수소는 격납건물로 방출되는데 방출된 수소가 연소하는 경우 격납건물의 안정성에 영향을 줄 정도의 큰 충격을 유발할 수 있는 수소폭발로 이어질 수 있다. 본 연구에서는 격납건물 내부의 수소 분포를 분석한 연구 [1]에서 제시한 폭발의 위해도가 높은 영역에 대하여 폭발해석을 수행하였으며 수소 폭발이 격납건물의 건전성에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 격납건물 중앙부를 제외하고 수소폭발이 발생하였고 상부에 전체 수소의 40%이상이 모였을 때와 하부 좌측, 우측의 격벽사이에 수소가 모였을 때 큰 폭발이 발생했으며 격납건물 벽면에 큰 응력을 동반하였다.

• 암석학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.307-317
• /
• 2019

제주도 남서부에 위치하는 산방산 용암돔에 대하여 암석학적 연구를 수행하였다. 산방산 용암돔의 형태를 용암분출 방식에 따라 분류하면, 화구내의 하부로부터 상부로 계속적인 마그마 주입에 의하여 서서히 밀면서 상승 팽창한 '내부 기원형'에 해당하며, 용암돔 외곽부에 발달하는 테일러스 에이프런은 대부분 침식 제거되고 그 내부의 용암류의 냉각에 의한 수직절리가 발달하고 있는 '낮은 용암돔형'에 해당한다. 산방산을 구성하는 암석을 화산암 TAS 분류도에 적용하여 분류하면, Cox et al.(1979) 분류도에서 일부 벤모리아이트 영역에 도시되나 대부분이 조면암의 영역에 도시되며, 최근 사용하는 Le Maitre et al.(2002)의 분류도와 Zr/TiO₂-Nb/Y 분류도에서는 모두 조면암의 영역에 도시된다. 그러므로 산방산 용암돔을 구성하는 암석을 '조면암질 안산암'이라고 설명한 표현은 마땅히 '조면암'으로 수정되어야 할 것이다. 산방산 용암돔을 구성하는 화산암은 노옴 석영을 함유하는 조면암으로 SiO₂ 59.75-63.46 wt.%의 범위에서 일정한 분화 경향을 보인다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.161-161
• /
• 2014

열플라즈마는 주로 아크 방전에 의해 발생시킨 전자, 이온, 중성입자(원자 및 분자)로 구성된 부분 이온화된 기체로, 국소열평형상태를 유지하여 구성입자가 모두 수천에서 수만도에 이르는 같은 온도를 갖는 고속의 제트 화염 형태를 이루고 있다. 이렇게 고온, 고열용량, 고속, 다량의 활성입자를 갖는 열플라즈마의 특성을 이용하여, 종래 기술에서는 얻을 수 없는 다양하고 효율적인 산업적 이용이 활발히 진행되고 있다. 용사코팅은 노즐 출구를 통해서 외부로 방출되는 열 플라즈마 화염을 이용하는 것으로 이 화염의 와류 특성으로 인하여 외기의 가스가 화염내부로 침투하는 특성을 가진다. 이러한 현상은 열원의 냉각효과 외에도 외기를 구성하는 기체 분자의 내부 유입을 의미하는 것으로 대기 상태에서 공정이 이루어진다면 열원 내로 유입되는 대기 내의 산소가 모재 표면과 반응하여 산화가 진행된다. 이러한 산화과정은 용사 코팅의 품질을 저하시키는 요인이 되므로, W, Ti 등과 같은 반응성이 높은 재료의 코팅은 산화과정을 방지하기 위하여 진공에서 코팅을 하여야만 한다. 진공 플라즈마용사코팅은 진공 또는 저압의 불활성 분위기 중에서 열플라즈마 화염에 용사재료를 투입하여 플라즈마 화염 내부에서 순간적으로 이를 용융시킨 후 고속으로 분출, 모재에 적층시키는 코팅공정이다. 이때 분말상의 용사재료를 고속으로 화염 중심에 투입하여 최대 에너지 전달이 이루어지도록 하는 것이 적층효율 및 코팅품질을 향상에 필수적이다. 하지만 플라즈마 화염 내부를 고속으로 이동하는 입자의 온도와 속도 및 궤적을 측정하여 제어하는 것은 매우 어렵기 때문에, 통상 형성된 코팅의 구조와 두께로부터 경험적으로 파라미터를 결정하는 것이 일반적이다. 본 연구에서는 초고속 레이저 카메라와 이미지 분석용 소프트웨어를 이용하여 플라즈마 화염내의 비행입자 궤적을 추적하고, 이를 통해 분말 이송가스의 유량이 코팅 효율 및 미세구조에 미치는 영향을 조사하였다. 플라즈마 화염은 중심부가 가장 높은 온도와 속도를 가지고 있기 때문에, 분말 이송가스의 유량이 적을 경우 투입된 분말은 단지 플라즈마 화염의 상부 경계면을 지나는 궤적을 갖게된다. 이로 인해 분말의 용융이 충분히 이루어지지 않아 적층 효율이 낮고 미용융 입자 및 기공이 많은 미세구조를 보였다. 이송가스 유량을 증가시키게 되면, 분말의 궤적은 플라즈마 화염의 중심부를 지나게 되어 적층 효율이 증가하고 미세구조 또한 개선되었다. 하지만 이송가스 유량이 지나치게 클 경우, 투입된 분말 입자는 플라즈마 화염을 조기에 관통하게 되어 비행궤적은 온도와 속도가 낮은 영역에 형성되었다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제32권1호
• /
• pp.13-19
• /
• 2007

Storage rough rice in low temperature using the winter cold air avoids rough rice temperature increase which happens from early May, and this is possible by installing a cooling system in the top of a bin, the room between top rice level and bin ceiling. The research objective is to establish low temperature rough rice storage technique, furnishing winter cold air to rough rice, by investigating the cooling system potential of maintaining low rough rice temperature and by analyzing rough rice storage characteristics over a storage period. The rough rice storage characteristics were evaluated from January to August 2003, using a storage and dry bin of 400-ton capacity. Results of this research are as follows: Cooling bin using the cooling system in the top of the bin maintained the rice temperature less than 15$^{\circ}C$ in entire portions in August. Moisture contents and germination rates of rough rice were decreased over the storage period, on the other hand, the rough rice stored in the ambient temperature bin had relatively lower moisture contents and germination rates to compare with the bin using winter cold air. Crack ratio and acid value of brown rice in the ambient temperature bin storage had increased more than the cooling bin storage. The result indicates that the storage bin using winter cold air and the cooling system maintains moisture content and germination of rice, minimizes cracked kernel and acid value, and preserves rice quality as well.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제37권11호
• /
• pp.991-998
• /
• 2013

본 연구에서는 $6Ra=10^6$ 일 때, 사각 밀폐계 내부에 고온의 원형 실린더가 존재하는 자연대류에 대한 수치해석을 수행하였다. 밀폐계는 상부 벽면을 통해 냉각되고 양측 벽면과 고온의 국소 영역을 제외한 하부 벽면은 단열 조건이다. 하부 벽면에서 고온 영역이 차지하는 비를 w 로 정의 하였다. 반경이 밀폐계 한 변의 길이의 0.2 배인 원형 실린더를 구현하기 위해 유한체적법(FVM)에 기초한 가상 경계법(IBM)을 사용하였다. 본 연구에서는 w 가 고온의 원형 실린더를 갖는 밀폐계 내부의 자연대류에 미치는 영향을 $10^6$의 Rayleigh 수에 대해 2 차원 해를 구하였다. $10^6$의 Rayleigh 수에서는 유동장과 온도장은 시간에 따라 변하는 특성을 보였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보처리학회 2014년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.811-814
• /
• 2014

일본 후쿠시마 제일 원자력발전소의 대지진/쓰나미에 이은 원자로 건물 수소폭발 사고의 수습 과정에서 사용후 핵연료 저장조에 보관되어 있는 핵연료의 안전문제가 대두되었다. 사용후 핵연료의 잔열 성분을 냉각시키고, 그리고 사용후 핵연료가 방출하는 고선량 방사선을 차폐시키기 위해서 일정 깊이 이상의 수조에 사용후 핵연료를 저장한다. 사용후 핵연료 저장조에 냉각수 공급이 중단되면, 사용후 핵연료의 고유 잔열에 의해 수조의 물이 증발하여 수위가 감소하게 된다. 계속해서 냉각수 공급이 되지 않으면, 사용후 핵연료의 잔열은 증가하게 되고, 수조의 물은 비등하여 증발은 가속화 된다. 사용후 핵연료 저장조의 수위가 고갈되면 고선량의 감마선이 방출된다. 수조의 수위가 정상적일 경우 사용후 핵연료 저장조의 공기중 감마선 선량율은 0.15mSv/h 이다. 수조의 수위가 사용후 핵연료 상부 꼭대기를 기준으로 2m, 1m, 및 0m (핵연료 노출) 로 감소하게 되면, 사용후 핵연료 저장조의 공기중 감마선 선량율은 500mSv/h, 50Sv/h, 및 5kSv/h 로, 급격히 증가한다. 본 논문에서는 사용후 핵연료 저장조 감시카메라의 관측 성능을 평가하기 위해, 고성능 칼라 CCD 카메라에 대해서 1 kGy/h 의 고선량율로 감마선 조사실험을 수행하였다. 이에 대한 실험결과를 기술한다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권12호
• /
• pp.815-824
• /
• 2016

가압경수로에 장전되는 핵연료집합체는 연료 봉 다발과 지지격자 및 상하단 고정체로 구성되어 있다. 고온 고압의 냉각수는 원자로 하부로 유입되어 연료 봉 사이로 형성된 부수로를 따라 노심 상부로 흐른다. 경수로핵연료의 주요 열수력 성능인자는 정상운전시 압력강하 및 임계열속이며 사고시에는 급랭 시간이다. 한국원자력연구원에서는 경수로핵연료의 성능을 향상시키고 국산화를 위해 고성능 경수로핵연료, 이중냉각 핵연료 및 사고저항성 핵연료를 개발하였다. 경수로핵연료의 열수력 핵심기술을 개발하기 위해 압력강하 실험, 난류 유동혼합/열전달 실험, 임계열속 및 급랭 시험을 수행하였으며 전산유체역학 방법도 활용하였다. 더불어 사용후핵연료의 임시저장을 위한 건식저장 용기의 열유동에 대한 전산유체해석을 수행하였다. 한편, 경수로핵연료의 열수력 기반기술을 개발하고 실용화를 위해 대학 및 산업체와 협력연구도 진행하였다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.553-562
• /
• 2000

본 연구에서는 경상북도 청송 주왕산지역 대전사 현무암의 산출 상태 및 분포 양상을 검토하고, 암석기재적 특성을 알아보았다. 야외 조사 결과, 주왕산 화산암체의 최하부층에 해당하는 대전사 현무암층은 전체적으로 12매의 용암과 9매의 페페라이트가 교호하며, 각 용암과 페페라이트의 암층의 두께는 다양하다. 본 층에서 나타나는 페페라이트는 현무암과 세일이 혼합되어 있으며, 현무암은 쇄설의 형태로 나타나고 세일은 현무암의 기질을 메우는 간극상을 이룬다. 이는 용암이 분출하여 고화되지 않은 젖은 세일층 위를 흐르거나, 관입으로 인해서 용암과 퇴적물 사이의 접촉부에서 생성된 것으로 사료되며, 이들 페페라이트는 조직상으로 구상 페페라이트로 분류할 수 있다. 현무암류는 육안으로 반정이 관찰되지 않으며 기공이 없는 치밀한 현무암이지만, 한 단위의 용암층 내에서 상부에는 다공질의 현무암이 발견되기도 한다. 경하에서의 현무암류는 주된 반정 광물로 가상의 감람석을 가지며, Mg#이 높은 암석에서는 사장석과 단사휘석의 반정도 보인다. 석기는 주로 서브오피틱 조직을 보이지만, 국지적인 냉각률의 차이로 인한 오피틱 조직과 인터그래뉼라 조직도 관찰된다. 사장석은 대부분 라브라도라이트(An$_{55.0}{\sim}_{67.7}$)이며, 일부 안데신(An$_{44.3}$)과 바이토우나이트(An$_{74.5}$)로 분류된다. 단사휘석의 평균 조성은 Wo$_{41.6}$En$_{45.1}$Fs$_{13.3}$으로써 보통휘석에 해당한다. 불투명 광물은 티탄자철석과 티탄철석으로 구성되어 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.141-147
• /
• 2010

LNG 천연가스로서 저장과 운반이 용이한 액체로 변형이 가능하며, 청정연료로 각광받게 되어, 석유에너지의 의존도를 낮추고 에너지사용의 다변화를 위해 1986년 인도네시아로부터 처음 도입된 이래로 산업의 성장과 더불어 그 수요량이 지속적으로 증가하고 있다. LNG는 천연가스의 부피를 영하 약 $-162^{\circ}C(-260^{\circ}F)$까지 냉각시켜 1/600까지 줄일 수 있으므로, 저장 및 운반에 있어서 매우 효율적이다. 현대의 LNG 저장탱크는 철근 콘크리트 이중벽과 내부 니켈방호벽 및 벽사이의 효율이 높은 단열재로 구성된 완전 방호식이 적용되고 있다. 단열재는 극저온의 온도가 LNG 탱크 외벽으로 전달되는 것을 차단하며, 바닥슬래브, 외벽 및 상부에 설치된다. LNG 저장탱크의 단열재의 배치에 따라 콘크리트 외조에 작용하는 온도분포에 차이가 나므로, 본 연구에서는 기 건설된 완전 방호식 LNG 저장탱크 바닥판 단열재의 배치에 대해 검토하고, 이를 바탕으로 단열시스템 개선 방안을 제안하고자 한다.