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3D 프린팅 기술을 이용한 원료에 대한 방사선 차폐능 평가: FDM 방식의 3D 프린팅 기술을 중심으로 (Assessment of Radiation Shielding Ability of Printing Materials Using 3D Printing Technology: FDM 3D Printing Technology)

  • 이홍연;김동현
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제12권7호
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    • pp.909-917
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    • 2018
  • 3D 프린팅 기술은 4차산업 혁명 중 제조업의 혁신적인 기술로서 전망되고 있으며, 현재 바이오 의료 분야를 포함한 다양한 분야에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 3D 프린팅 기술을 이용한 제작 원료에 대한 방사선 차폐능을 평가하고자 몬테카를로 전산모사를 통해 프린팅 원료에 대한 검증을 수행하였다. 현재 범용으로 사용되는 FDM 방식의 3D 프린터에서 이용 가능한 원료들을 대상으로 하였으며, ICRU phan tom과 차폐체를 모의 모사한 후 방사선의 종류 및 에너지에 따른 입자 플루언스 평가를 통해 차폐 효과에 대해 분석하였다. 그 결과, 광자선의 경우 에너지 증가에 따라 차폐 효과는 점차 감소되는 경향을 보였고, 원료별 차폐 효과는 TPU, PLA, PVA, Nylon, ABS 순서로 점차적으로 낮아지는 결과를 나타냈다. 중성자선의 경우, 5~10 mm의 낮은 두께에서 반대로 선속이 증가되는 현상을 보였으나, 일정 두께 이상에서는 유효한 차폐 효과를 나타내었으며, 프린팅 원료별 차폐 효과는 Nylon, PVA, ABS, PLA, TPU 순서로 점차 낮아지는 결과를 보였다.

방사분석과 분광학을 이용한 Am(III) 가수분해와 옥살레이트 착물 화학종 연구 (Radioanalytical and Spectroscopic Characterizations of Hydroxo- and Oxalato-Am(III) Complexes)

  • 김희경;조혜륜;정의창;차완식
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.397-410
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    • 2018
  • 아메리슘(Am)은 사용후핵연료의 장기 방사성 독성에 크게 영향을 주기 때문에 고준위 방사성 폐기물 처분의 장기 안전성 평가에 필수적으로 고려되어야 할 원소이다. 분광학적 방법을 이용한 일부 악티나이드 원소의 화학반응 연구가 활발히 진행되고 있는 반면, 아메리슘에 대한 연구는 아직까지 미비한 상황이다. 이 연구에서는 고순도의 시료를 필요로 하는 화학반응 연구를 위하여 $^{241}Am$ 시료를 정제한 후, 액체섬광계수기와 감마선 및 알파선 스펙트럼을 이용하여 정량과 정성분석을 하였다. 액체 광도파 모세관 셀을 이용한 고감도의 UV-Vis 흡수 분광학과 시간분해 레이저 형광 분광학을 이용하여 Am(III) 가수분해물과 옥살레이트(oxalate, Ox) 착물반응을 조사하였다. 산성조건에서 $Am^{3+}$은 503 nm에서 최대 흡수봉우리를 보이며, 몰흡광계수는 $424{\pm}8cm^{-1}{\cdot}M^{-1}$임을 확인하였다. 중성 이상의 pH 조건에서 형성되는 $Am(OH)_3(s)$ 콜로이드 입자에서는 506-507 nm 파장에서 최대 흡수봉우리가 관측되었다. ${Am(Ox)_3}^{3-}$ 착물은 $Am^{3+}$에 비교하여 흡수 및 발광스펙트럼이 각각 4와 5 nm정도 장파장으로 이동하였고 몰흡광계수와 발광세기도 크게 증가하였다. ${Am(Ox)_3}^{3-}$의 발광수명은 23에서 56ns으로 증가하였고 이는 Am(III)의 내부권에 결합하고 있던 약 여섯 개의 물분자가 옥살레이트의 카르복실기로 치환되었음을 의미한다. 이 결과로부터 ${Am(Ox)_3}^{3-}$은 각 옥살레이트 리간드가 두 자리 결합(bidentate)을 하고 있다는 것을 제안하였다.

식물성계면활성제를 사용한 토코페릴아세테이트의 가용화와 유화력에 관한 연구 (A Study on the Solubilizing and Emulsifying Action of Tocopheryl Acetate using Plant Surfactant)

  • 김인영;배보현
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.893-905
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    • 2020
  • 이 연구는 식물성 계면활성제를 사용하여 토코페릴아세테이트의 가용화와 유화력에 관한 연구이다. 고순도의 폴리글리세릴-10이소스테아레이트와 폴리글리세릴-10올리에이트를 혼합하여 우수한 가용화력과 유화력을 가진 식물성계면활성제를 합성하였다. 이 혼합원료의 이름을 Solubil EWG-1100으로 칭하였다. 이 원료의 외관은 엷은 노란색의 페이스트, 고유의 냄새를 가지고 있었고, 비중은 1.12, 산가는 0.085이었다. 이 계면활성제의 HLB값은 평균값=15.18로 Griffin식을 통하여 계산하였다. 이 계면활성제가 토코페릴아세테이트를 가용화하는 거동을 메커니즘적으로 검증하였다. 가용화의 성능은 유관으로 평가하는 방법과 UV분광광도계로 650 nm에서 투과도 측정을 통하여 투명도를 평가하였다. 이 결과 3 %의 에탄올을 보조용매로 사용한 처방에서 토코페릴아세테이트를 가용화하는데 필요한 계면활성제의 농도는 가용물의 약 5 배가 필요하였다. 에탄올을 보조용매로 사용하지 않은 처방에서 토코페릴아세테이트를 가용화하는데 필요한 계면활성제의 농도는 가용물의 약 7 배가 필요하였다. 또한 10 %의 토코페릴아세테이트를 유화하는데 필요한 계면활성제의 농도는 1 wt%, 유화입경은 3.5 mm이었다. 안정하고 미세한 유화입자를 얻기 위하여, 토코페릴아세테이트의 농도가 증가할수록, Solubil EWG-1100의 농도도 함께 증가해야 하는 것을 알 수 있었다. pH변화에 따른 계면활성제의 가용화력을 실험한 결과 pH=3.2의 산성영역, pH=7.0의 중성영역, pH=11.8의 알칼리성영역에서도 안정화된 가용화력을 보였다. 이러한 결과를 바탕으로 스킨케어처방, 민감성피부용제품, 악건성피부용 제품을 개발하는 화장품 분야에 폭넓게 응용이 가능할 것으로 기대한다.

의성분지 동부에 분포하는 백악기 화산암류의 화산층서와 암석학적 연구 (Volcanic stratigraphy and petrology of Cretaceous volcanic rocks in the eastern part of the Euiseong Basin)

  • 정종옥;좌용주
    • 암석학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.238-253
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    • 2000
  • 의성분지 동부지역의 중성~산성 화산암류는 백악기 퇴적층을 기반으로 광범위하게 분포하며, 후기의 화강암류와 암맥에 의해 관입당해 있다. 연구지역의 화산층서는 하부로부터 안산암 용암, 데사이트질 래필리 응회암, 데사이트질 유상 용암, 유문암질 층상 응회암, 유문암질 괴상 응회암, 데사이트질 괴상 용암, 유문암질 용결 응회암 순의 층서를 나타낸다. 안산암 용암을 덮고 있는 데사이트 조성의 화산암류는 화산활동의 특성으로 인해 본 역 북서부에만 분포한다. 화산암류의 전반적인 $SiO_2$함량은 51~74 wt%이며, $SiO_2$에 대한 각 산화물의 변화 경향을 보면, $SiO_2$가 증가함에 따라 $TiO_2$, $A1_2$$O_3$, MgO, FeOT MnO, CaO, $P_2$$O_{5}$ 는 감소하고, $K_2$O는 증가하며, $Na_2$O는 일정한 경향을 보이지 않고 분산된다. 이는 경상분지 남동부 유천 소분지에서 나타나는 변화 경향과 유사하다. 지구화학적 구분에 의하면 연구 지역의 화산암류는 고-K에서 중-K 칼크-알칼리 계열에 해당되며, 또한 지판의 섭입과 관련된 호상열도형 화산암의 특징을 보여준다. 주성분 원소, 미량 원소, 희토류 원소의 변화경향으로부터 살펴본 화산암류의 지구화학적 특징은 화산암류가 유사 기원 물질을 가지는 마그마들의 사장석 분별정출작용에 의한 마그마 분화과정에 의해 형성되었음을 나타낸다. 연구 지역 화산암류의 화산층서는 안산암에서 유문암, 그리고 데사이트에서 유문암으로 분화한 최소한 2개 이상의 마그마 펄스에 의한 화산활동과 마그마의 결정분화로 설명될 수 있다.달상태가 더 양호한 것으로 나타났다. 화강암의 "결"과 미세균열의 방향성을 측정하기 위하여 최대 균열 변형율과 최소 균열 변형율의 비($\varepsilon$max/$\varepsilon$min)를 계산하였다. 그 비는 2.42에서 3.43까지의 높은 값을 가지는데, 이는 연구지역의 조립질 화강암류 석재에 발달되어 있는 미세균열은 대부분이 일정한 방향성을 보이는 입자내 균열임을 시사한다.분이 일정한 방향성을 보이는 입자내 균열임을 시사한다. 화학(化學)간장은 양조(釀造)간장은 비(比)해 철분함량(鐵分含量)이 높았다. 7. 시판(市販)간장중(中)의 철분함량(鐵分含量)은 제조원(製造元)에 따라 다양하나 총질소(總窒素) 1.0으로 환산(換算)하여 평균(平均) 62.7ppm이었으며 재래식(在來式) 간장의 철분함량(鐵分含量)은 평균(平均) 37.68ppm이었다.보건관리 5.67 시간, 모자보건 및 가족계획 5.52 시간, 사업 운영관리 및 지도 4.10시간, 지역사회 조직 및 개발 3.05 시간, 보건정보체계 개발 및 수집 2.94 시간, 사업계획 수립 2.89시간의 순으로 나타났다. 5) 보건진료원의 업무영역별 수행 소요시간의 상판판계를 살펴보면 지역사펴 조직 및 개발을 위 해 소요한 시간은 사엽계획 수립 소요시간 및 보건정 보체계 관리 소요시간과 순상관관계를, 사업 계획 수립 소요시간은 지역사회 보건관리, 모자보건 및 가족계획 관리 소요시간 및 보건정보체제 관리 소요시간과 순상관관계를 나타냈다. 또한 통상질환관리 소요시간은 지역 사회 조직 및 개발, 사업계획 수립, 지역사회 보건관리와 모자보건 및 가족계획 관리, 사업운영 관리 및 지도, 보건정보체계 관리 소요시간과 역상관관계를 나타내었다. 6) 보건진료원의 총 업무수행 정도를 잘펴보면 업무수행 점수의 평균은

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O/W형 유화상에서 pH변화에 따른 액정구조의 생성에 관한 연구 (A Study on the Formation of Liquid Crystalline Structure depend on pH Change in O/W Emulsion)

  • 김지섭;홍진호;전미경;김인영
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.545-554
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    • 2017
  • 이 연구는 국산화 한 액정형성 유화제에 대하여 선진사의 액정형성제를 사용하여 pH변화에 따른 안정성에 관한 것이다. 국산화한 액정유화제는 SugarCrystal-LC ((주)바이오뷰텍, 한국)를 사용하였고, 비교시료는 Nikkomulese-LC (니코캐미칼즈, 일본)와 Alacel-LC (Croda 캐미칼즈, 영국)를 사용하여 액정형성의 생성력을 실험하였다. 액정형성은 산성 (pH=4.2)에서, 중성 (pH=7.0) 그리고 알칼리성 (pH=11.7)에서 액정구조가 생성되는지 현미경으로 확인하였다. 또한 교반 속도에 따른 액정의 형성 입자를 편광현미경으로 관찰 하였다. 교반 시간은 모두 동일하게 3분 동안 Homo-mixer로 교반하였고, 교반속도는 2500rpm, 3500 rpm, 4500rpm으로 증가시켜 액정의 상태를 관찰하였다. 그 결과 한국산 계면활성제가 2종의 외국산 보다 안정하고, 선명한 액정구조가 형성되는 것을 알 수 있었고, 영국산의 경우 유화입경이 분균일하여 불안정한 상태를 보였다. 일본산의 경우, 한국산과 유사한 구조와 성능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 한국산 계면활성제는 외국산과 비교하여 우수한 유화성능을 가지고 있음을 알 수 있었다. 응용분야로 국산화한 Sugar Crystal-LC 계면활성제를 사용하여 액정크림, 로션, 아이크림 등 다양한 제형개발이 가능하고, 화장품산업은 물론 의약품산업 및 제약산업에서 피부외용제의 유화기술로 폭넓게 응용이 가능할 것으로 기대한다.

용존 6가 우라늄 및 실리카 표면 흡착 6가 우라늄 화학종 분포 연구 (Study on the Species Distributions of Dissolved U(VI) and Adsorbed U(VI) on Silica Surface)

  • 정의창;김태형;조용흠;김희경;조혜륜;차완식;백민훈;윤종일
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.63-72
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    • 2020
  • 용존 6가 우라늄은 다양한 화학종으로 존재하며, 화학종의 분포는 수용액의 pH에 의존한다. 산성 및 중성 근처의 pH 환경에서는 대표적으로 UO22+, UO2OH+, (UO2)2(OH)22+, (UO2)3(OH)5+ 화학종이 공존한다. 수용액 속에 비결정성 실리카가 콜로이드 성질의 부유입자 상태로 존재할 때 용존 화학종은 실리카 표면에 쉽게 흡착된다. 이 연구에서는 표면 흡착 화학종의 분포가 용존 화학종의 분포를 따르는지 조사하였다. 시료의 pH 값이 3.5-7.5인 조건에서 3종의 용존 화학종(UO22+, UO2OH+, (UO2)3(OH)5+)과 2종의 표면 흡착 화학종(≡SiO2UO2, ≡SiO2(UO2)OH- 또는 ≡SiO2(UO2)3(OH)5-)의 시간 분해 발광(luminescence) 스펙트럼을 측정하였다. pH 변화에 따른 각 화학종의 스펙트럼 변화 양상을 비교한 결과로 표면 흡착 U(VI) 화학종의 분포는 용존 U(VI) 화학종의 분포와 다르다는 것을 확인하였다.

산성암(酸性岩) 및 중성암(中性岩)의 잔적층(殘積層)에 발달(發達)한 적황색토(赤黃色土)의 생성(生成) 및 분류(分類) -제(第)II보(報) 송정통(松汀統)에 관(關)하여 (Genesis and Classification of the Red-Yellow Soils derived from Residuum on Acidic and Intermediate Rocks -II. Songjeong series)

  • 엄기태
    • 한국토양비료학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.75-81
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    • 1973
  • 산성암(酸性岩)인 화강암(花崗岩)의 풍화잔적물(風化殘積物)을 모재(母材)로하여 발달(發達)한 적황색상(赤黃色上)인 전남통(全南統)에 이어 송정통(松汀統)의 형태(形態), 물리(物理), 화학적특성(化學的特性)과 생성(生成) 및 분류(分類)에 관(關)하여 연구조사(硏究調査)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 형태적특성(形態的特性)을 보면 표토(表土)는 갈색(褐色) 내지(乃至) 암갈색(暗褐色)의 양토(壤土)이며 심토(心土)는 황적색(黃赤色) 내지(乃至) 적색(赤色)의 식양토(埴壤土)로 토양구조(土壤構造)의 발달(發達)은 보통(普通)이고 엷은 점토막(粘土膜)이 구조표면(構造表面)에 형성(形成)되여 있다. 기층(基層)은 매우깊고 황적색(黃赤色) 내지(乃至) 황갈색(黃褐色)의 세사양토(細砂壤土) 또는 사양토(砂壤土)로 화강암풍화(花崗岩風化) 잔적물(殘積物)이며 암석구조(岩石構造)와 유사(類似)하다. 2. 물리적특성(物理約特性)에서 토양입자(土壤粒子)의 분포(分布) 비율(比率)을 보면 표상(表土)에서 보다 심토(心土)로 점토(粘土) 함량(含量)이 많으며 기층(基層)으로 내려갈수록 점토(粘土) 함량(含量)이 줄어든다. 3. 화학적특성(化學的特性)은 유기물(有機物) 함량(含量)이 적고 토양반응(土壤反應)이 매우 강(强)한 산성(酸性)이며 염기치환용량(鹽基置換容量) 및 염기포화도(鹽基飽和度)가 낮다. 4. 토양(土壤)의 자연비옥도(自然肥沃度)는 낮어 특별(特別)한 관리(管理)나 충분(充分)한 비료(肥料)의 시용(施用) 그리고 토양침식(土壤浸蝕)을 방지(防止)하여야 경지(耕地)로 이용(利用)이 가능(可能)하다. 5. 송정통(松汀統)의 생성(生成)은 온난습윤(溫暖濕潤)한 기후조건하(氣候條件下)에서 침엽(針葉), 활엽 및 혼성림지대(混成林地帶)에 생성(生成)되며 토양분류(土壤分類)는 적황색토(赤黃色土)라 분류(分類)할 수 있고 미국(美國)의 7차시안(次試案)에 의(依)하면 Fine Loamy, mesic, Typic Hapludults, FAO/UNECO의 방법(方法)에 의(依)하면 Orthic Acrisols에 층(層)할 수 있다.

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