• 한국결정학회지
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• 제19권1호
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• pp.7-13
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• 2008

고체 표면의 구조해석 방법에는 LEED(저에너지 전자선 회절법)나 RHEED(반사 고에너지 전자선 회절법) 등과 같이 표면의 2차원적 회절상을 해석하는 방법이 있고(역격자 공간의 해석), 또는 ISS(이온산란 분광법), RBS(러더포드 후방산란법) 등과 같이 표면 원자의 실공간에 대한 정보를 직접 얻는 방법이 있다. 실제로는 두 가지 종류의 분석법을 상호 보완적으로 조합하여 효율적인 구조해석을 수행한다. 본고에서는 직충돌 이온산란 분광법(ICISS: Impact Collision Ion Scattering Spectroscopy)에 대한 원리, 장치, 측정방법 등을 소개한 전고에 이어서 이를 이용한 반도체 표면구조 해석에 관하여 기술하고자 한다. 표면의 원자구조를 알아내기 위해서는 산란된 입자의 강도를 입사각도와 출사각도에 대하여 조사하여야 하는데, 이온이 원자와 충돌하여 산란될 때 원자의 후방으로 형성되는 shadow cone에 의하여 생성되는 집속 효과(focusing effect) 및 가리움 효과(blocking effect) 중에서 ICISS는 집속 효과만을 고려하여 해석하면 실공간에서의 원자구조를 해석할 수 있다. 본 고에서는 ICISS를 이용하여 금속 또는 절연체 물질이 반도체 표면 위에서 흡착 또는 성장될 때 초기의 계면 구조 해석, 금속/반도체 계면에서 시간에 따른 동적변화 해석, III-V족 반도체의 표면구조 해석, 반도체 기판 위에서 박막 성장 과정 해석 등에 관한 연구 사례를 소개하고자 한다.

• 한국결정학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-8
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• 2009

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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.235-243
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• 2010

본 논문에서는 원자로 격납건물의 3차원 해석을 수행할 수 있는 구조해석 시스템을 구축하여 제시하였다. 구조해석 시스템은 고성능 평판 및 쉘 유한요소를 요소 라이브러리로 추가하였고, 비부착식 텐던과 부착식 텐던의 거동을 정확하게 모사할 수 있는 모델링방법을 포함하고 있다. 이러한 기능을 프로그래밍하고 범용 구조해석프로그램 DIANA에 접목시켜 원자로 격납건물의 비선형해석은 물론이고 내압능력 평가가 가능하다. 본 논문에서 제안한 3차원 구조해석 시스템의 신뢰성을 확인하기 위해 중수로형 원자로 격납건물의 구조해석을 수행하여 다른 기관에서 수행한 축대칭 구조해석 결과와 비교분석하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 1991년도 제6회 파동 및 레이저 학술발표회 Prodeedings of 6th Conference on Waves and Lasers
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• pp.46-49
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• 1991

우라늄 원자의 선택적 광이온화 과정을 레이저 빔과 상호 작용하는 네준위 원자 모델을 통하여 분석하였다. 다준위 원자 모델이 보이는 원자 감금 현상과 여기 경로의 중첩으로 인한 간섭 현상을 이용하여 모델 내의 최상 준위의 원자 밀도를 최대화하는 조건을 착고, 그 물리적 해석을 부여하였다.

• 기계저널
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• 제44권3호
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• pp.70-78
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• 2004

이 글에서는 MD 전산모사를 통해 합성거동의 원자규모 해석, 계면에서의 원자혼합 거동, 박막 구조의 원자규모 분석 및 박막 물성과의 관계규명이 가능함을 소개하고, 또한, 탄소에 관한 Tersoft 포텐셜 함수의 한계로부터 포텐셜 함수의 개선이 필요함을 보여준다.

• 한국진공학회지
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• 제1권3호
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• pp.341-345
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• 1992

충돌에 의한 원자혼합현상에 대한 해석적모형을 개발하였다. 이 식은 Sigmund와 GrasMarti의 식보다 더 현실적인 이온-원자 충돌변수들을 포함한다. 이 식에 의해서 계산된 경량원소에 대한 혼합효율은 Sigmund 식에 의해서 계산된 것과 동일한 결과를 나타낸다. 반면, 중량원소에 대한 계산은 약간의 차이를 나타낸다. 또 이 결과는 경량원소에 대한 dynamic Monte-Carlo 모의실험결과와 잘 일치하고 있는 반면, 중량원소에 대해서는 약간 의 차이를 나타내는데, 이는 이온 조사시의 sputtering과 기지원자 재배치에 기인한 것으로 추측된다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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• pp.176-181
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• 1996

원자로 용기 헤드부위의 관통관은 재질이 Inconel-600이며, 현재 세계각국에서도 원자로 헤드 관통관의 균열이 일부 발견되어 우리나라에서도 관심이 되고 있다. 국내 원전 헤드관 통관 수량도 고리 1,2호기의 경우 40개, 고리3,4호기(영광1,2) 61개, 울진 57개로서 관통관의 균열결함이 존재할 수 있다. 만약 균열이 성장하여 파손 되었을 시 원자로 냉각재 누설등 발전소 안전에 큰영향을 미치므로 균열의 원인으로 알려진 용접부위 잔류응력 및 발전소 정상운전 상태에서의 응력을 해석하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.34-37
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• 2009

본 논문에서는 원자적 계산(atomistic calculation)을 이용한 나노박막의 평형상태(self-equilibrium state)에 대한 해석기법을 제시한다. 두께가 얇은 나노박막은 표면 응력(surface stress)에 의한 영향으로 원자간 거리가 벌크상태의 거리보다 작아진다. 두께가 얇은 나노박막에서의 원자 사이의 거리는 표면 응력과 탄성계수들의 표현식으로 계산이 가능하며, 본 논문에서는 {100}, {111}, {110} 표면을 가지는 나노박막의 평형상태의 해석을 위한 해석적 방법을 제시한다. 원자 사이의 거리를 계산하기 위해서는 보다 정확한 표면 응력의 계산방법이 필요하다. 본 연구에서는 나노박막의 평형상태에 대한 해석을 위해 surface relaxation model을 제시하고, 이 모델을 이용하여 표면응력(surface stress)과 표면강성계수(surface stiffness tensor)와 같은 surface parameter의 계산을 수행한다. 본 논문에서 제시된 surface relaxation model을 검증하기 위하여 분자동역학 전산모사(molecular dynamics simulation)의 수치 결과를 제시하고, 본 연구에서 계산한 equilibrium strain과 비교 검증한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권6호
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• pp.932-937
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• 1995

1990년 12월 카나다의 Darlington 2호기에서 발생한 핵연료 다발의 양쪽 지지판에 있는 지지 금속판의 파손은 펌프 날개 통과 압력 충격파가 Acoustic 성격으로 중폭되어 연료봉지지판의 파손을 일으킨 것으로 추정되었고 이에 따른 주열수송계통에 대한 ABAQUS를 이용한 Acoustic 해석과 수많은 실험을 거쳐 Acoustic 압력 충격파가 핵연료 다발의 연료봉 지지판 파손 원인임이 입증되었다. 이러한 Acoustic 해석과 실험의 결과로써 Darlington 발전소의 열수송 펌프를 5 날개 펌프에서 7 날개 펌프로 교체시키게 되었으며 그 결과 핵연료 스트링의 축방향 진동을 감소시켜 연료봉 지지판의 파손을 방지하게 되었다. 이러한 사례로 인하여 최근 CANDU형 원자로 열수송 계통의 Acoustic 해석에 대한 연구가 AECL의 Chalk River Laboratory와 COG(CANDU Owners Group)에서 활발하게 진행되고 있다. 이 기고문에서는 매우 새로운 분야로써 현재 이루어지고 있는 CANDU형 원자로 열수송 계통의 Acoustic 해석을 위한 해석 이론과 해석 방법을 간단히 요약 정리하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.343-351
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• 2011

원자로 격납건물은 원자력발전소에서 발생가능한 모든 비상사태에 대한 최후의 방벽 역할을 하고 있다. 따라서 사고발생시 원자로 격납건물의 극한능력을 판단하는 것은 매우 중요하다. 대표적인 고려사항 가운데 하나인 LOCA사고 발생시 CANDU형 원자로 격납건물의 극한능력을 파악하기 위해서는 구조적 안전성 평가를 위한 구조해석이 필요하다. CANDU형 원자로 격납건물은 돔과 원통형벽체로 구성된 프리스트레스 콘크리트 쉘 구조물로서 부착식 텐돈을 사용하고 있다. 본 논문에서는 극한내압능력의 평가를 위하여 3차원 구조해석시스템을 사용한 프리스트레스 콘크리트 격납건물의 비선형해석을 수행하였다.