• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.100.1-100.1
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• 2015

중이온가속기에서 잔류기체 분자와 가속 이온의 충돌이 발생하면 이온빔 전류의 손실을 야기하는 직접적인 효과 외에 잔류 기체분자 중에서 전리된 이온들이 반발력에 의해 용기 벽에 부딪힐 때 표면에 흡착되어 있던 기체분자들을 충격탈리(stimulated desorption)시킨다. 더 심각한 경우는 산란된 고속 이온이 용기 벽과 충돌하면서 핵반응을 일으켜 방사화 시키거나 벽에서 다량의 기체를 방출시키는 것이다. 최악의 경우에는 고속이온의 에너지에 의해 용기벽이나 부품들이 열적인 손상을 입을 수도 있다. 현재 설계 및 연구개발이 진행중인 기초과학원(IBS) RISP (Rare Isotope Science Project)의 RAON 중이온가속기는 입사기에서 실험영역까지 각 부분의 진공도 조건이 일반적으로 10-8~10-9 mbar 대에 있어서 이온빔 전류의 손실이나 전리 이온들에 의한 충격탈리는 무시할 수도 있지만 고속이온의 기체방출 수율이 ~104 정도로 높은 것을 감안할 때 고속이온의 충격탈리에 의한 압력 증가가 감내할 수준인지 검토할 필요가 있다. 압력증가는 추가적인 손실을 유발하고 이것은 다시 압력을 상승시키는 진공 불안정성(vacuum instability)을 야기할 수 있다는 축면에서 조심하는 것이 좋다고 판단된다. 고속 중이온과 잔류기체 분자와의 충돌에서 이온이 손실되는 반응에는 쿨롬(coulomb) 산란과 전하교환(charge exchange)이 있는데 전자는 후자에 비해 일반적으로 1/10000 가까이 낮아서 무시할 수 있고, 전자 포획(electron capture) 또는 전자 손실(electron loss, 이온의 전리에 해당)로 대별되는 전하교환 반응이 이온 손실을 주도하는 것으로 알려져 있다. 이 연구에서는 다양한 전하교환 반응 단면적을 아우르는 비례칙(scaling law)을 사용하여 대표적인 중이온인 U33+ 및 U79+의 손실 및 잔류 기체의 전리율을 계산하고 충격탈리에 의한 표면방출 및 압력상승을 일차적으로 고려하여 진공도 조건의 타당성을 입증하려고 한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.21 no.4
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• pp.343-350
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• 2004

The charge exchange (or transfer) due to collision with hydrogen has important effects on the physical characteristics of astrophysical plasma. In this paper, collisional ionization equilibrium in the temperature range of ${\sim}1,000--80,000K$ are investigated for C, N, and O ions including the effects of charge exchange. The calculated ionic abundance fractions are compared with those of previous works. The ionic abundance fractions calculated in the paper can be used in understanding the spectroscopic properties of warm interstellar medium. It is also found that the ratio between the degree of ionization of oxygen and that of hydrogen shows big difference with the previously well-known result for the environment where the collisional ionization is not important. This implies that investigations on the collisional ionization in the warm interstellar medium are required.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.8 no.3
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• pp.173-179
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• 2010

In a HLW repository, the buffer is exposed to an elevated temperature due to a radioactive decay and geochemical conditions for a long time and such a hydrothermal condition may cause a significant loss of its barrier function. This study carried out hydrothermal tests with a domestic smectite clay to investigate the changes in the expandibility, layer charge, and cation exchange capacity of the smectite. When the temperature and potassium concentration in solution was increased for the hydrothermal treatments, the expandibility decreased, the layer charge negatively increased, and the CEC also decreased.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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• v.37 no.11
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• pp.25-35
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• 2000

A simple two-terminal cyclic current0voltage(I-V) technique was used to measure the current-transients in metal-oxide-semiconductor capacitors. Distinct charging/discharging currents were measured and analyzed as a function of the hold time, the delay time, the gate polarity during the FNT electron injection, the injection fluence and the annealing time after the injection had stopped. The charge-exchange current was distinguished from total current-transients containing the displacement current components. Charging/discharging current caused by the charge exchange was strongly dependent not only on the density of positive charges in the $SiO_2$, but also on the density of interface traps generated during the FNT electron injection. Several tentative mechanisms were suggested.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.04b
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• pp.21-22
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• 1997

최근의 이온교환막은 종래의 양이온교환막의 표면에 polycation 등의 얇은 층을 덧붙인 다층막(multi-layer membrane)의 형태가 많이 이용되고 있으며, 정전기적 반발력의 차 등을 이용하여 원자가가 다른 이온들간의 투과성에 차를 부여하기 위하여 이용되고 있다. 이 때문에 polycation막을 통한 1가 이온과 2가 이온의 투과성을 연구하는 것은 우수한 이온교환막을 제작하는것 이상으로 중요하다. 본 연구에서는 고정전하농도(fixed charge density, $\Phi$ X)가 낮은 다공성 저전하음이온교환막을 제작하여, 양측에 대이온(counterion)은 같고 복이온(co-ion)이 다른 전해질용액을 두었을 경우에 관찰되는 막전위를 측정하였다. 이를 토대로 음이온교환막을 통한 막전위의 농도의존성에 관하여 검토하였으며, 비평형열역학(non-equilibrium thermodynamies)에 기초한 이론적 모델을 도입하여 실험치와 비교, 해석하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.23 no.4
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• pp.420-425
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• 1991

The Rb charge exchange cell is constructed as the He- ion source of the SNU 1.5- MV Tandem Van do Graaff accelerator. The characteristic experiment is carried out in order to determine the optimum operational conditions of the cell. The $He^{+}$ ion beam with the energy of 1~10 keV, extracted from the duoplasmatron ion source, is passed through the Rb vapor to become He- ions by the two step charge exchange reaction, i.e., $He^{+}\;+\;Rb\;{\rightarrow}\;He^{\circ\ast}\;+\;Rb^{+}\;and\;He^{\circ\ast}\;+\;Rb\;{\rightarrow}\;He^{-}\;+\;Rb^{+}$. From the experimental results, it is found that the maximum fractional yield of $He^{-}$ ions is produced at He+ ion energy of 7 keV. The optimum temperatures of the oven and the canal are determined to be $370\;^{\circ}C{\;}and{\;}95^{\circ}C$ respectively. Under the optimum operational condition the maximum fractional yield of $He^{-}$ ions is $2.42\pm0.02%$ This charge exchange cell is proved to be an effective system for the production of He- ions.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2003.06a
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• pp.322-324
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• 2003

이온교환은 액체상에 존재하는 이온과 고체상에 존재하는 이온이 당량적으로 치환되는 것으로 정의하며, 치환되는 정도는 일반적으로 전하의 크기와 이온이 수화반경에 따라 달라진다. 지금까지의 이온교환 반응에 대한 모델링 연구는 실험식, 질량작용식, 열역학식, 전기이중층이론, 표면착화모델 등을 이용하여 2 성분에 대하여 다양한 시도를 하였다. 본 연구에서는 2, 3, 4성분에 대해 질량작용법칙과 전기이중층이론을 조합한 표면착화모델과 질량작용법칙을 이용한 모델을 수행하였다. 그 결과 표면착화모델이 질량작용법칙을 이용한 것보다 실험치와 일치함을 알 수 있었다.

• New Physics: Sae Mulli
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• v.68 no.11
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• pp.1173-1182
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• 2018

Mesoporous silica allows proper hydration of an ion exchange membrane under low relative humidity due to its strong hydrophilicity and structural characteristic. A mesoporous silica and Nafion composite membrane shows good proton conductivity under low relative humidity. An understanding of ion-channel formation and proton transfer through an ion-channel network in mesoporous silica and Nafion composite membranes is essential for the development and the optimization of ion exchange membranes. In this study, a mesoporous cellular foam $SiO_2/Nafion$ composite membrane is fabricated, and its proton conductivity and performance are measured. Also, the ion-channel distribution is analyzed by using electrostatic force microscopy to measure the surface charge density of the mesoporous cellular foam $SiO_2/Nafion$ composite membrane. The research reveals a few remarkable results. First, the composite membrane shows excellent proton conductivity and performance under low relative humidity. Second, the composite membrane is observed to form ion-channel-rich and ion-channel-poor region locally.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.25 no.4
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• pp.1-11
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• 2021

To develop technologies for the stable operation of electric propulsion systems, the exhaust plume behavior of electric thrusters was studied using PIC-DSMC(particle-in-cell and direct simulation Monte Carlo). For the numerical analysis, the Simple Electron Fluid Model using Boltzmann relation was employed, and the charge and momentum exchanges due to atom-ion collisions were considered. The results of this study agreed with the plasma potentials measured experimentally. Near the thruster exit, active collisions among particles and charge exchanges created slow ions and fast atoms, which were expected to significantly affect the trajectory and velocity of the thruster exhaust plume.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.248-248
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• 2003

층상이중수화물(Layered Double Hydroxides, LDH)은 층 사이에 무기물 음이온이 있는 2차원 충상구조물로서 이들 층 사이의 공간에 이동 가능한 수화된 음이온의 존재로 전하균형을 이룬다. 층 사이의 음이온은 교환이 가능하며, 나머지의 공간은 물분자로 채워져 있다. 이러한 특성을 응용하여 LDH는 촉매, 음이온 교환제, 흡착제, 담체로 사용가능하며, 특히 음이온 교환능이 있는 소재로 고분자에 적용되고 있으며, 층간에 염료를 삽입한 복합체의 제조 둥에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이의 적용에서 LDH의 입도는 결정적인 한계 요인으로 작용하기도 한다. 본 실험에서는 Mg-Al-NO$_3$ 층상이중수산화물(Mg-Al-NO$_3$-LDH)을 공침전법으로 합성하고, 양이온의 농도와 공침시 pH 및 교반조건의 변화가 생성된 LDH의 결정상, 형상, 입도, 및 양이온교환능에 미치는 영향을 알아보았다. 특히 초음파 분산법을 적용하는 경우 생성되는 LDH 입자크기의 미세화에 효과적인 것을 확인 할 수 있었다.