• 제목/요약/키워드: 자외선 분포 모델

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비접촉식 자외선 반응조에서 자외선 강도 분포의 광학적 특성 (Optical characteristics of the UV intensity distribution in a non-contact type UV photoreactor)

  • 전화봉;윤정원;김성홍
    • 상하수도학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.257-264
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    • 2012
  • The concept of a non-contact type of UV disinfection system was introduced in this study. UV lamps and their quartz sleeves hang over the water surface and there is no interface between the sleeve and water. Obviously, there is no fouling. Based on optical laws and other UV distribution models, a detail mathematical model for a non-contact type UV disinfection system was developed in this study. Pathway length of UV light in a non-contact type photoreactor is longer than that in a submerged type photoreactor because the light is more refractive while passing through 3 interfaces of medium. But the pathway length passing through the water media is not significantly longer than that in a submerged type photoreactor so, the absorption of UV light by water is not significantly different from the other system. Due to the reflection effect, UV intensity is rapidly decreased as the horizontal distance from the light source is increased. The reflective attenuation in a non-contact type photoreactor is higher than that in a submerged type photoreactor. These mean that the short photoreactor is advantageous than the narrow-long photoreactor for the non-contact type photoreactor in an optical point of view.

침지형 자외선 살균조 설계를 위한 자외선 분포 모델의 개발 및 적용 (Development of an UV Distribution Model for the Design of a Submerged UV Disinfection Reactor and Its Application)

  • 박창연;김성홍;최영균
    • 대한토목학회논문집
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    • 제41권5호
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    • pp.505-512
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    • 2021
  • 침지형 자외선 살균조의 자외선 강도를 계산하기 위한 3차원 모델을 개발하였으며, 실제 하수처리장에 설치되어있는 개수로형 살균조와 관로형 살균조에 각각 적용하여 수치실험을 실시하였다. 모델링을 통해 계산한 살균조의 평균 자외선 강도는 각각 7.87 mW/cm2와 13.09 mW/cm2로 계산되었다. 자외선 조사 시간을 반영하고, 혼합 불균형, 램프 노화, 온도 및 파울링에 의한 감쇄효과를 고려한 자외선 조사량은 각각 21.1 mJ/cm2, 24.8 mJ/cm2로 예측되었는데 이 값은 목표 자외선 조사량인 20 mJ/cm2보다 각각 5 %, 24 % 높은 것으로 예측되었다. 개발한 UV3D 모델을 사용하면 살균조의 조사 시간이나 램프의 출력을 높이지 않고도 수치실험을 통해 평균 자외선 강도가 가장 큰 최적의 램프 위치를 찾을 수 있다. 램프 위치 조정만으로 본 연구에서 적용한 개수로형 살균조와 관로형 살균조의 자외선 조사량은 각각 0.9 %, 0.5 % 향상시킬 수 있다. 개수로형 살균조의 경우 살균조의 체적은 그대로 유지하면서 가로와 세로의 비율을 조정하고, 램프의 위치를 바꾸면 평균 자외선 강도는 현재보다 7.4 % 더 증가한다.

자외선 스펙트럼을 이용한 별의 표면온도 결정 (DETERMINATION OF STELLAR SURFACE TEMPERAURE USING ULTRAVIOLET SPECTRA)

  • 강영운;지나현;한미려;최영준;한원용;이우백
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제15권1호
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    • pp.91-100
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    • 1998
  • 자외선 영역에서 색지수와 유효온도의 상관관계를 구하기 위한 pilot project 로 25개의 표준상태에 대하여 유효온도와 색지수를 산출하였다. 유효온도는 자외선 영역의 IUE 저분산 스펙트럼의 에너지 분포 곡선을 Kurucx 모델과 비교하여 산출하였고, 자외선 색지수는 IUE 저분산 스펙트럼의 플럭스를 $300{\AA}$ 단위로 적분하여 등급으로 환산하여 산출하였다. 자외선 영역으 상관관계는 가시관선 영역의 상관관계와 유사한 형태로 나타났다.

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6H-SiC UV 광다이오드의 제작 및 수광특성 해석 (The fabrication of 6H- SiC UV photodiode and the analysis of the photoresponse)

  • 박국상;이기암
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.126-136
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    • 1997
  • $p^+$/n/n 메사(mesa) 구조를 갖는 6H-SiC UV 광다이오드를 제작하여 입사 파장 200~600 nm의 영역에서 광전류(photocurrent)를 측정하였다. 광다이오드의 파장의 변화에 따라 측정된 광전류는 자외선 영역에서 민감하며 260 nm 근처에서 최대값을 나타내었다. 광다이오드의 광전류 분포를 해석하기 위하여 소수 운반자의 확산모델로 양자효율을 계산하였으며, 계산된 양자효율은 측정된 광전류 분포와 상대적으로 비교되었다. 6H-SiC UV 광다이오드의 광전류 분포는 공핍층에서 광흡수가 포함된 소수운반자의 확산모델에 의하여 해석되었다.

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광화학적 반응을 이용한 편극 패턴된 강유전체 표면에 금속 나노입자의 증착에 관한 연구 (Growth of Metal Nano-Particles on Polarity Patterned Ferroelectrics by Photochemical Reaction)

  • 박영식;김정훈;양우철
    • 한국진공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.300-306
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    • 2011
  • 본 연구는 편극 패턴된 강유전체 단결정 $LiNbO_3$ (0001) 기판에 광화학적 환원반응을 이용하여 금속(Au, Ag) 나노입자를 증착시키고, 금속 입자의 종류와 표면의 극성에 따른 나노입자의 표면 분포를 원자간력현미경(AFM)으로 조사하였다. 전극 인가에 의해 주기적으로 편극 패턴된 강유전체 단결정 $LiNbO_3$ (periodically polarity-patterned $LiNbO_3$: PPLN)을 기판으로 사용하였으며, PPLN의 각 영역의 편극 방향은 Piezoresponse force microscopy로 확인하였다. 금속(Ag, Au) 나노 입자는 금속이 포함된 수용액에 PPLN 기판을 넣고, 자외선 램프로 30초에서 3분간 노출시켜 광환원 반응으로 기판에 증착시켰다. 시료 성장후, 공기 중에서 AFM을 이용하여 나노입자의 형태, 크기, 및 표면분포를 조사하였다. Ag 입자의 경우, -Z 편극 영역보다 +Z 편극 영역에 크고 밀도가 높은 나노 입자가 증착되었으며, 특히 편극 경계 부분에 가장 큰 Ag 나노입자가 증착되어, 나노선 모양으로 성장됨이 확인되었다. 그러나 Au 입자의 경우는 편극 경계부분에 입자가 증착되는 경향이 없었다. 두 입자 모두 자외선 노출시간이 증가함에 따라, 증착된 나노입자의 크기는 증가하는 경향을 보였다. 이와 같이 증착된 금속 나노입자가 강유전체의 표면편극에 따라 다른 분포로 성장되는 것을 강유전체 표면 극성에 따른 표면 밴드구조 변화, 광전 효과 및 표면의 전기장의 불균일성에 의한 수용액 속의 금속 양이온과 자외선에 의해 생성된 전자와의 광화학적 반응에 대한 모델로 논의할 것이다.

광환원법을 이용한 편극 패턴 된 강유전체 표면에 금속 나노입자의 선택적 성장

  • 박영식;김정훈;추벤벤;민치홍;양우철
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.445-445
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    • 2011
  • 본 연구에서는 편극 패턴된 강유전체 단결정 $LiNbO_3$ 기판에 광화학적 반응에 의해 금속(Au, Ag, Cu)나노입자를 표면에 선택적으로 성장하였다. 강유전체는 자발편극성의 특성을 지니고 있기 때문에 선택적으로 전압을 가하여 편극성의 역전에 의해 표면의 편극성을 선택적으로 패터닝이 가능하다. 본 연구에서는 주기적으로 양의 편극 영역과 음의 편극 영역이 패턴된 $LiNbO_3$ 기판을 사용하였다. 표면의 편극성은 압전소자반응현미경법(PFM)을 이용하여 확인하였으며, 극성은 R-V curve로 확인하였다. 금속입자는 금속입자를 포함하는 용액에 기판을 넣고 자외선을 조사하여 성장시켰다. 성장된 금속입자의 표면 분포 및 분석은 AFM을 이용하여 측정하였다. Ag 입자를 성장시킨 결과, (-z)편극 영역보다 (+z)편극영역에서 보다 많은 금속 나노입자들이 환원반응을 일으켜 나노입자를 형성하였으며, 경계영역 (inversion domain boundary)에 가장 많은 나노구조체가 형성되었다. Au 입자의 경우, (+z)편극영역이 (-z)편극영역의 표면보다 더 많은 입자가 형성되었지만 Ag입자처럼 편극영역의 경계에서 많이 증착되는 경향성은 보이지 않았다. Cu 입자의 경우 광화학반응을 거의 일으키지 않았으며, 편극영역에 따른 증착 경향성도 보이지 않았다. 이와 같은 결과를 증착된 금속 나노입자의 편극에 따른 표면분포를 강유전체 표면 극성에 따른 표면 밴드구조와, 각 입자가 지닌 환원전위와 전자친화도에 관련된 모델로 설명할 것이다.

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지구관측 위성자료를 이용한 주요 대기 에어러솔 성분의 공간분포 분석 (Spatial Analysis of Major Atmospheric Aerosol Species Using Earth Observing Satellite Data)

  • 이권호
    • 한국지리정보학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.109-127
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    • 2011
  • 대기 에어러솔은 대기중에 존재하는 미세입자로 인체 유해성을 지니고 있으며 기후변화에 있어서도 중요한 역할을 하는 변수로 알려져 있다. 게다가 대기 에어러솔의 주요 성분에 대한 정확한 평가는 환경에 미치는 영향에 있어서도 매우 중요하다. 이 때문에 지구관측 위성자료는 대기질 감시측면에서도 효과적인 수단으로 이용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 인공위성 관측 자료를 이용하여 전구적인 규모의 대기 에어러솔의 주요 성분별 분포변화를 알아보고자 MODIS 에어러솔 광학두께(AOT; Aerosol Optical Thickness)와 미세입자분율(FMF; Fine Mode Fraction), 그리고 TOMS 자외선 흡수성 에어러솔 지수(AAI; UV Absorbing Aerosol Index)를 이용하여 네 가지의 주요 에어러솔의 성분(먼지, 탄소성, 황산화물, 해염)을 구분할 수 있는 방법을 제시하였다. 여기서 얻어진 결과물을 검증하기 위하여 에어러솔 예측 모델자료와 각 격자별 자료로 선형회귀분석을 수행한 결과, 본 연구에서 산출된 결과물이 에어러솔의 성분별 전반적인 패턴을 잘 표현하는 것을 확인 할 수 있었다. 이렇게 주요 에어러솔 타입으로 구분된 위성자료의 사용은 대기질 감시뿐만 아니라 기후변화연구에 있어서도 도움을 줄 것으로 사료된다.