• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.6
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• pp.721-728
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• 2016

97% of water on earth exists in the form of seawater. Therefore, the use of marine resources is one of the most important research issues at present. The use of seawater is expanding in various fields (seawater desalination, cooling water for nuclear power plants, deep seawater utilization, etc.). Seawater intake systems utilizing sand filters in order to take in clean seawater are being actively employed. For the intake pipe used in this system, assuring equal intake flows through the respective holes is very important to improve the efficiency of the intake and filtering process. In this study, we analyzed the efficiency of the dual structure perforated pipe used in the seawater intake system using 3D numerical simulations and the inflow rate according to the gap of the up holes. In the case of decreasing gaps in the up holes toward the pipe end, the variation of the total inflow rate was small in comparison with the other cases. However, the standard deviation of the inflow rate through the up holes was the lowest in this case. Also, stable flow occurred, which can improve the efficiency of the intake process. In the future, a sensitivity analysis of the various conditions should be performed based on the results of this study, in order to determine the factors influencing the efficiency, which can then be utilized to derive optimal designs suitable for specific environments.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2004.06a
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• pp.353-354
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• 2004

사용후 핵연료의 조성을 분석하거나 또는 반사전자상과 2차 전자상 등으로 시료를 관찰하기 위해서는 핫셀(Hot cell)에 증착기(coater)를 설치하여 시료표면을 전도성 물질인 탄소 등으로 증착시켜야 한다. 그러나 원격조정기를(manipulator)를 이용하여 수행되는 핫셀에서의 증착작업은 사용후 핵연료 시험의 선진분석기술을 갖고 있는 원자력 선진국에서도 핫셀내에 설치되어 있는 증착기의 탄소봉을 교체하는 작업과 진공장치의 성능 유지가 까다로워 시료표면에 균질하게 전도성 물질을 증착시키는 작업에 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 통상적으로 이용되는 증착기를 사용하지 않고 Silver Paint를 사용하여 사용후 핵연료를 분석할 수 있는 새로운 방법에 대한 연구를 수행하였다. 산화물 핵연료는 전기전도도가 매우 낮아($3{\times}10^{-1}~4{\times}10^{-8}/ohm{\cdot}cm$)입사된 전자의 이동이 원활하지 못해 일어나는 들뜸(Charging)현상이 발생한다. 그러나 Silver Paint 에 사용후 핵연료를 접착하면 모세관(capillary)현상에 의해 시료 주위와 핵연료의 결정립계로 Silver가 스며들어 입사된 전자의 이동이 원활해져 전도성이 극히 낮은 시료의 분석이 가능하게 된다. 본 시험에 사용된 EPMA는 (Electron Probe Micro Analyzer, SX-50R, CAMECA, Paris, France) 고 방사능을 띤 조사 핵연료의 시험을 수행할 수 있도록 기기의 적절한 부위에 납과 텅스텐으로 차폐되어 시편의 방사능 세기가 $3{\times}10^{10}Bq$까지 시험 가능한 기기이다. 그림 1은 JAERI 에 설치 운영중인 증착기 설비 사진이다. 그림에서 핫셀에 설치된 증착기의 진공을 유지하기 위해 핫셀 벽을 관통하여 증착기 본체까지 연결된 배출관의 형상과 복잡한 주변장치들을 볼 수 있다. 그림 2는 비조사 핵연료 시편을 Silver Pain떼 접착한 사진이다. 그림은 시료주위와 시료 표면까지 Silver Paint가 도포된 모습을 보여주고 있다. 상용발전소에서 연소도가 50,000 Mwd/tU인 사용후 핵연료를 상기와 같은 방법으로 만든 시편의 표면을 관찰한 사진을 그림 3~8에 나타내었다. 그림 3은 핵연료 중앙부위의 결정립을 나타낸 그림이다. Silver Paint만으로 접착한 시료의 표면관찰 및 정량분석이 그림에서 보듯이 가능함을 확인하였다. 그림 4는 사용후 핵연료시료를 중앙부위에서 가장자리까지를 다섯 부위로 나누어 그 중 중앙부위(1/5) 지점의 입계 및 형상을 관찰한 사진이다. 결정립의 크기가 다른 부위보다 상대적으로 크고, 결정립에 생성된 기공이 발달되어 있음을 볼 수 있다. 그림 5와 6과 7은 중심부위와 rim부위 사이 지점을 관찰한 사진으로서 결정립과 기공의 분포가 비슷한 형상을 나타내고 있음을 관찰할 수 있었다. 그림 8은 rim 부위 사진으로 전형적인 rim 영역 현상을 관찰할 수 있었다. 표 1은 그림 2와 같이 비조사 산화물 핵연료를 Silver Paint로 접착한 시편을 정량 분석한 결과이다. 시편의 조성은 33.6 at% U, 66.4 at% O의 결과를 얻었다. 산화물 핵연료의 표면 관찰 및 정량 분석 시험시 시편 표면을 전도성 물질로 증착시키지 않고, Silver Paint 에 시편을 접착하는 방법으로도 만족한 시험 결과를 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.23 no.5
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• pp.464-474
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• 2003

Ultrasonic imaging of 3-D structures for nondestructive evaluation must provide readily recognizable images with enough details to clearly show various flaws that may or may not be present. Typical flaws that need to be detected are miniature cracks, for instance, in metal pipes having aged over years of operation in nuclear power plants; and these sub-millimeter cracks or flaws must be depicted in the final 3-D image for a meaningful evaluation. As a step towards improving conspicuity and thus detection of flaws, we propose a pulse-echo ultrasonic imaging technique to generate various 3-D views of the 3-D object under evaluation through strategic scanning and processing of the pulse-echo data. We employ a 2-D Wiener filter that filters the pulse-echo data along the plane orthogonal to the beam propagation so that ultrasonic beams can be sharpened. This three-dimensional processing and display coupled with 3-D manipulation capabilities by which users are able to pan and rotate the 3-D structure improve conspicuity of flaws. Providing such manipulation operations allow a clear depiction of the size and the location of various flaws in 3-D.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.3
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• pp.249-257
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• 2015

A fuel assembly consists of fuel rods composed of pellets (UO2) and a cladding tube (Zircaloy). The role of the fuel rods in the reactor is to generate heat by nuclear fission, as well as to retain fission products during operation. A simulation method using a computer program was used to evaluate the safety of the nuclear fuel rods. This computer program has been called the fuel performance code. In the analysis of a light water reactor fuel rod, the gap conductance, which depended on the distance between the pellets and cladding tube, mainly influenced the thermomechanical behavior of the fuel rod. In this work, a 3D gap element was proposed to simulate the thermo-mechanical behavior of the nuclear fuel rod, considering the gap conductance. To implement the proposed 3D gap element, a 3D thermo-mechanical module was also developed using FORTRAN90. The asymmetric characteristics of the nuclear fuel rod, such as the MPS (missing pellet surface) and eccentricity, were simulated to evaluate the proposed 3D gap element.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.6
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• pp.637-644
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• 2012

In a nuclear power plant, fretting wear due to impact motion between U-tubes and support structures located in steam generators can cause serious problems. In order to guarantee the reliability of the steam generator, the damage due to fretting wear should be thoroughly investigated. The purpose of this study is to elucidate the fretting wear mechanism qualitatively and quantitatively. Hence, fretting wear simulation is performed for the environments to which the actual steam generators in nuclear power plants are exposed. Initial experimental results are obtained for various experimental parameters, and the effect of the work rate and temperature on fretting wear is evaluated. In water, the wear coefficients for $90^{\circ}C$, $200^{\circ}C$, and $340^{\circ}C$ are found to be $9.051{\times}10^{-16}\;Pa^{-1}$, $3.009{\times}10^{-15}\;Pa^{-1}$, and $2.235{\times}10^{-15}\;Pa^{-1}$, respectively. It is also found that the wear coefficient at room temperature is larger than that at low temperature in water because of the dynamic viscosity of water.

• Analytical Science and Technology
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• v.9 no.1
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• pp.35-42
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• 1996

A rapid analytical method based on capillary electrophoresis is described for the determination of trace anions in high-purity chemicals which is used to prevent corrosion demage in nuclear power plants. Separations are carried out at 20kV using trimethylsilane-coated fused-silica capillary ($70cm{\times}50$ or $75{\mu}m$ i.d.) with the electrolyte of 5mM Chromate(pH=8). Detection was achieved using on-column indirect photometry at 254nm. The simultaneous analysis of inorganic anions, chloride, nitrate, sulfate, azide and phosphate was performed using methods of hydrodynamic(>1ppm) and / or electrokinetic(<1ppm) injection. The results of studies on the coexisting anions on analyte ions shows that peak responses of analyte in hydrodynamic injection is constant without effect of coexisting anions, but those of analysis in electrokinetic injection is strongly dependant upon the kind of coexisting anions and its ionic mobility. The analyte enrichment rate, hence peak response, is positive relationship with the resistance of the sample solution. Thus, appropriate measures, such as standard addition or internal standard technique, must be used to account for differences in conductance of standard and sample solutions.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.10 no.12
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• pp.3748-3754
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• 2009

An integral head loss test in a test apparatus was conducted to simulate chemical effects on a head loss across a strainer in a pressurized water reactor (PWR) containment water pool after a loss of coolant accident (LOCA). The test was conducted during 30 days in the condition of a short spray, a long spray, and no materials with chemical effects. The result exhibited that the head loss was affected on amounts of the exposed materials according to spray conditions. XRD analysis of the collected precipitates showed that the precipitates were phosphate compounds. Comparison of the head loss with dissolved species concentration showed that high increase rate of the head loss resulted from the corrosion of aluminum and zinc but slow increase rate of the head loss resulted from the precipitates induced by Si, Mg, and Ca from leaching reaction at NUKON and concrete after passivation of metal specimens.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.24 no.2
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• pp.79-86
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• 2014

This paper describes an integrity evaluation method for emergency diesel generator(EDG) and rotor part of EDG. EDG is a very important equipment in the nuclear power plant(NPP). EDG supplies electricity to the safety-related equipments for the safety shut down of NPP in an emergency situation of earthquake. The safety of the rotor part of EDG is also important during seismic impact from earthquake. The finite element modelling of the EDG including rotor part was constructed. The modal analysis of EDG was firstly performed. The first natural frequency was calculated and revealed higher than the cutoff frequency of seismic spectrum. Then the stress analysis was done to compare with the allowable stress. The safety of the rotor part was investigated by the finite element analysis of the rotor and journal bearing interaction to find film thickness and critical speed. The seismic load was applied to rotor part in a manner that the load was a weighted static load. Analysis results showed that the maximum stress was within the range of allowable stress and the film thickness is larger than the permissible minimum thickness, and the critical speed was out of the operating speed. Hence, the structural and dynamic integrity of EDG could be confirmed by the numerical analysis method used in this paper. However, dynamic analysis of a rotating rotor and supporting bearing with the seismic impact needs to be investigated in a more rigorous method since the seismic load to the rotating part complicates the behavior of rotating system.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 2003.10a
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• pp.120-125
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• 2003

본 연구는 원자력 발전소에 있는 방화벽의 케이블 관통부위에 설치된 CPFS(Cable Penetration Fire Stop)시스템 안에서 일어나는 동적열전달 현상을 3 차원으로 나타낼 수 있는 시험시뮬레이터에 사용될 수학적 모델과 수치계산 알고리즘의 개발에 관한 것이다. CPFS 내에서 일어나는 열전도 현상을 나타내는 지배방정식은 주어진 조건들 하에서 포물선형 편미분방정식(Parabolic PDE)으로 나타난다. 문제를 단순화하기 위해 열의 흐름을 두 성분으로 나누었다 즉, 케이블과 평행한 선을 따라서 일어나는 열전도와 벽면과 평행한 평면 위에서 일어나는 열전도로 나누었다. 먼저 선을 따라 일어나는 동적 열전도 현상을 나타내는 PDE를 연속과완화(SOR: Successive Over-Relaxation)를 적용하여 유한한 불연속점들에 대한 연립 상미분방정식(ODE)으로 전환했고, 그 연립방정식은 ODE Solver 를 이용하여 풀 수 있었다. 둘째로, 각 불연속 점에 위치한 평면 위에서 일어나는 열전도를 계산하기 위해서, 유한요소의 합을 근사식으로 이용하여 PDE를 ODE로 전환해서 계산하는 유한요소법(Finite Element Method)이 이용된다. 여기서 시간과 공간의 함수 T(x, y, z, t)인 온도는 각 선의 점들과 각 평면의 요소들에 대해서 일정한 시간간격으로 초기온도와 경계온도를 업데이트하여 계산을 반복한다. 이러한 일련의 계산결과를 바탕으로 CPFS 시스템 내에서의 온도분포의 동적인 변화를 해석한다. 결론적으로 관통하는 케이블이 CPFS 시스템의 온도분포에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있다. 시뮬레이션 결과는 CPFS 내의 온도분포를 쉽게 이해할 수 있도록 3 차원 그래픽으로 나타냈으며, 상용소프트웨어 FEMLAB 으로 계산한 결과와 비교해서 개발된 모델과 계산 알고리즘의 정당성을 보였다. 맞이하고 있음을 볼 수 있다. 국내광업이 21C 급변하는 산업환경에 적응하여 생존하기 위해서는 각종 첨단산업에서 요구하는 소량 다품종의 원료광물을 적기에 공급 할 수 있는 전문화된 기술력을 하루속히 확보해야 하며, 이를 위해 고품위의 원료광물 확보를 위한 탐사 및 개발을 적극 추진하고 가공기술의 선진화를 위해 선진국과의 기술제휴 등 자원산업 글로벌화 정책이 절실히 요구되고 있음을 알 수 있다. 또한 삶의 질을 향상시키려는 현대인의 가치관에 부합하기 위해서는 각종 소비제품의 원료를 제공하는 광업의 본래 목적 이외에도 자연환경 훼손을 최소화하며 개발 할 수밖에 없는 구조적인 어려움에 직면할 수밖에 없다. 이처럼 국내광업이 안고 있는 여러 가지 난제들을 극복하기 위해서는 업계와 정부가 합심하여 국내광업 육성의 중요성을 재인식하고 새로운 마음가짐으로 관련 정책을 수립 일관성 있게 추진해 나가야 할 것으로 보인다.의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 브랜드 이미지와 서비스 품질과의 관계에서 브랜드이미지는 서비스 품질의 선행변수가 될 수 있음을 증명하였으며 4개 요인의 이미지 중 사풍이미지를 제외한 영업 이미지, 제품 이미지, 마케팅 이미지가 서비스 품질에 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 둘째, 지각된 서비스 품질과 가격 수용성과의 관계에서, 서비스 품질은 최소 가격에 신뢰서비스 요인에서 정의 영향을 미치고 있으나 부가서비스, 환경서비스에서는 역의 영향을 미침을 알수 있고, 최대 가격에 있어서는 욕구서비스 요인은 정의 영향을 미치지만 부가서비스의 경우에는 역의 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 셋째, 서비스품질과 재 방문 의도와의 관계에 있어서 서비스품질은 재 방문 의도에 영향을 미침을 알 수 있다. 따라서 브랜드 이미지는 서비스품질의 선행변수가 될 수 있으며, 서비스품질은 가격 수용성과 재방문 의도에 영향을 미치고 있음을 알 수

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.20 no.5
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• pp.565-572
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• 2008

It is a trend to increase safekeeping properties in financial company as the world economy situation has been globalized and advanced. The development of a securable vault door resisting to malicious trespass is needed. Therefore, this study focuses on developing high performance concrete placed at the inside of the vault door, and all materials used in this study is easy to obtain in domestic considering economic competitiveness. The compressive strength over 170 MPa was targeted, and structurally strengthening was also planned in order to resist to over $3,000^{\circ}C$ heating by torch and extreme impact loading by hammer drilling machine. Several types of fibers and reinforcing structures were used in order to resist those external heating and loading. This purpose was required to satisfy UL 608 standard of a vault door. Consequently, the result from this study is expected to be applied to construction field of major facilities, which should guarantee the safety from an external attack such as terror.