• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.49-58
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• 2011

국산 개발 분산 제어시스템의 발전 설비에의 적용을 위해서는 시뮬레이터를 이용한 제어 시스템의 기능 및 신뢰성 등의 검증이 선행되어야만 한다. 본 논문에서는 제어 시스템 검증용 시뮬레이터를 개발하는데 있어서, 제어 모델 중 발전소 기동 초기에 보일러 압력을 조절하고, 정상 운전 중 보일러의 과대 압력 상승을 방지하기 위해 보일러에서 발생한 증기를 복수기로 방출하는 터빈 바이패스 계통의 제어 모델을 개발하였다. 제어 모델 개발을 위해, 통합 시뮬레이션 개발 환경에서 활용가능한 제어 로직 구현 툴을 개발하였다. 또한 개발한 툴의 기능은 개별 기능 블럭의 설계 사양에 기반한 시뮬레이션에 의해 검증을 하였으며, 개발한 툴을 이용하여 고압 터빈 바이패스 계통의 압력 제어 로직을 구현하였다. 500 MW급 표준 석탄화력 발전소 공정 모델과 보일러 제어 모델, 터빈 제어 모델 등 타 계통의 제어 모델과의 연계를 통한 통합 시뮬레이션을 통해 개발한 제어 모델의 효용성을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.154-154
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• 1999

금속산화막은 전자부품 및 광학적 응용에 널리 사용되고 있다. 특히 알루미늄의 산화막은 유전체의 재료로 커패시터에 많이 사용되고 있다. 이러한 알루미늄 산화막을 plasma를 이용한 ion plating에 의해 형성하였다.Activated Reactive Evaporation은 화합물의 증착율을 높이는데 좋은 증착법이다. 이러한 증착법에는 reactive ion plating와 ion-assisted deposition 그리고 ion beam sputtering 등이 있다. 본 연구에서는 알루미늄 산화막을 증착시키기 위해 plasma를 이용한 electron-beam법을 사용하였다. Turbo molecular pump로 챔버 내의 진공을 약 10-7torr까지 낸린 후 5$\times$10-5torr까지 O2와 Ar을 주입시켰다. 각 기체의 분압은 RGA(residual gas analyzer)로 조사하여 일정하게 유지시켰다. plasma를 발생시키기 위해 filament에서 열전자를 방출시키고 1kV 정도의 electrode에 의해 가속시켜 이들 기체들과 반응시켜 plasma를 발생시켰다. 금속 알루미늄을 5kV정도의 고전압과 90mA의 전류로 electron beam에 의해 증발시켰다. 기판의 흡착율을 높ㅇ기 위해 기판에 500V로 bias 전압을 걸어 주었다. 증발된 금속 알루미늄 증기들이 plasmaso의 산소 이온들과 활성 반응을 이루어 알루미늄 기판 위에 Al2O3막을 형성하였다. 알루미늄 산화막을 분석하기 위해 XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)로 화학적 조성을 조사하였는데, 알루미늄의 2p전자의 binding energy가 76.5eV로 측정되었다. 이는 대부분 증착된 알루미늄이 산소 이온과 반응하여 Al2O3로 형성된 것이다. SEM(Scanning electron Microscopy)과 AFM(Atomim Force microscopy)으로 증착박 표면의 topology와 roughness를 관찰하였다. grain의 크기는 10nm에서 150nm이었고 증착막의 roughness는 4.2nm이었다. 그리고 이 산화막에 전극을 형성하여 유전 상수와 손실률 등을 측정하였다. 이와 같이 plasma를 이용한 3-beam에 의한 증착은 금속의 산화막을 얻는데 유용한 기술로 광학 재료 및 유전 재료의 개발 및 연구에 많이 사용될 것으로 기대된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권2호
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• pp.110-115
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• 2010

발전용 밸브 내부의 누설은 냉각 기능 상실 및 방사선물질 방출 동 안전계통의 성능 저하와 수많은 에너지 손실 등 발전소 운전에 막대한 손상 및 사고를 초래하게 된다. 본 논문은 신뢰성 높은 진단 방법 개발을 위하여 국내 원자력발전소 2차계통의 누설 발생 또는 내부 부품의 손상이 발생할 수 있는 밸브를 대상으로 현장시험 및 모의누설실험시의 적외선열화상 측정 실험을 수행함으로써 단일계측방식의 불확실성을 제거하고 향후 누설진단에 대한 확대 적용을 도모하고자 하였다. 발전소 현장시험 및 밸브 모의누설시험시의 밸브 누설 상태에 따른 적외선열화상 이미지 측정 실험을 통하여, 적외선열화상 측정 방법은 밸브 누설 상태의 과정을 신속하고 정밀하게 측정 가능하며 향후 많은 종류의 밸브 누설진단에 활용함으로써 누설에 따른 막대한 에너지 손실 및 사고 예방의 유용한 기법으로 확대 적용이 가능할 것으로 생각된다.

• 한국해양학회지
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• 제7권1호
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• pp.19-23
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• 1972

온난한 해면위를 비교적 한냉한 대기가 통과할 때 공기와 수면 사이의 열교환량을 알기 위하여서는 해면에서의 현열방출량과 증발량을 측정하여야 하나, 이것들을 직접 측정하기란 현상 자체가 미세하고 측정범위가 너무나 광범위 하기 때문에 매우 어려운 점이 많다. 이런 점들을 극복하기 위하여 Jacobs91949, 1951)와 Manabe(1958)는 기온, 풍속, 증기압과 표면해수온도만을 사용하여 열교환량을 추정할 수 있는 실험식을 구하였다. 이 실험식들은 기온과 표면해수온도와의 차가 크면 클수록 열교환량이 증가함을 나타냈다. 겨울철에 우리나라 동해는 cP기단의 영향으로 한파의 내습이 빈번하고 강한 북서풍이 상존하기 때문에 대기와 해면 사이에 열교환이 왕성한 것은 기정사실이며, 이것에 대한 연구는 Matsumoto(1948, 1967), Manabe(1957, 1958), Kondo(1964), Fujita and Honda(1966)등 여러명의 일본 기상학자들이 관심을 갖고 다루어 왔으나, 이들은 한결같이 동해에서의 열수지 보다 물수지에 관심이 많았고, 일본본토의 강설량과 상관관계를 주로 연구하였다. 본 논문에서는 한국과 일본에서 이미 관측된 해양 및 기상자료를 이용하여 혹한을 동반한 1963년 1월과 난동의 1964년 1월, 그리고 평년의 1965년 1월의 열수지를 계산 비교하고, 이에 따른 여름철의 냉수괴의 세력을 비교 검토하여 보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.209-209
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• 2010

금(Au) 또는 은(Ag) 금속 나노입자의 모양, 크기, 분포 상태를 조절하여 가시광선과 적외선, 자외선 영역에서 강한 표면 플라즈몬 효과을 이용할 수 있는데, 최근 이러한 금속 나노입자의 표면플라즈몬 효과를 이용하여 태양광 소자의 성능을 향상시키는 연구가 매우 활발하게 이루어지고 있다. 그 중, 높은 효율과 낮은 제작비용 그리고 간단한 공정과정의 장점을 갖고 있어서 크게 주목 받고 있는 염료감응태양전지에서도 금(Au) 또는 은(Ag) 금속 나노입자을 이용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 그 예로, Au가 코팅된 $TiO_2$ 기반의 염료감응태양전지구조를 제작하여, 입사된 빛이 표면플라즈몬 효과를 통해, Au에서 여기된 전자들이 Au/$TiO_2$ 사에의 schottky 장벽을 통과하여 $TiO_2$의 전도대 전자들의 밀도가 증가하여, charge carrier generating rate을 높여 소자의 광변환 효율의 향상을 증명하였다. 이에 본 연구에서는, $TiO_2$보다 높은 전자 이동도(mobility)와 직선통로(direct path way)의 장점을 갖고 있는 ZnO nanorod에서의 charge carrier generating rate을 높일 수 있도록, 비교적 가격이 저렴한 Ag nanoparticle을 코팅하였다. ZnO nanorod 제작은 낮은 온도에서 간단하게 성장시킬 수 있는 hydrothermal 방법을 이용하였다. 기판위에 RF magnetron 스퍼터를 이용하여 AZO seed layer를 증착한 후, zinc nitrate $Zn(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$과 hexamethylentetramines (HMT)으로 혼합된 용액을 사용해 ZnO nanorods를 성장시켰다. 이 후, Ag를 형성할 수 있도록 열증기증착법을 이용하여 코팅하였다. Ag의 증착시간에 따른 ZnO nanorods에서의 코팅된 구조와 형태를 관찰하기 위해 field emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 이용하여 측정하였으며, 결정성을 조사하기 위해 X-ray diffraction (XRD)을 이용하여 분석하였다. 또한 입사된 빛에 의해, 여기된 ZnO 전도대 전자들이 다시 재결합을 통해 방출되는 photoluminescence 양을 scanning PL 장비를 통해 측정하여 Ag가 코팅된 ZnO nanorod의 광특성을 분석하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제18권3호
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• pp.200-208
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• 1986

원자로 냉각 계통의 배관 파열에 근거한 냉각재 상실 사고를 방출계수 0.4에 대하여 분석하였다. 분석은 원자로 냉각계통의 배관 파열에 의하여 발생된 감압부터 노심 복구까지의 전 과도 상태를 포함한다. 계통 열수력과 핵연료 성능 평가를 위하여 BLOWDOWN 단계에서는 RELAP4/MOD6-EM 코드와 RELAP4/MOD6-HOT CHANNEL 코드를 사용하였으며 REFLOOD 단계에서는 RELAP4/ MOD6-FLOOD 코드와 TOODEE2 코드를 각각 사용하였다. LOWER PLENUM 충전을 고려하기 위하여 DOWNCOMER에서 증기-물역방향 유동과 과열벽효과를 근사하여 간단한 해석적 모델이 개발되었다. EOB 발생시의 정보를 근거로 하여 재충전지속 시간과 초기 복구 온도가 계산되었으며 RELAP4/MOD6에 의한 분석결과와 비교하여 상당한 일치를 보였다. 또한, 조기 EOB 발생에 영향을 미치는 계통변수의 연구가 수행되어졌다. DOWNCOMER와 UPPER HEAD사이의 마찰손실이 조기 EOB 발생에 지대한 영향을 미쳤으며 적당한 마찰손실계수의 선택을 통하여 조기 EOB 발생을 방지할 수 있었다. 노심 nodalization이 여섯 개인 경우와 세 개인 경우의 분석 결과가 계통열수력학적 면에서 유사한 결과를 나타내지만, 좋은 결과를 얻기 위하여 전자의 경우가 요구된다.

• 분석과학
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• 제11권4호
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• pp.271-280
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• 1998

국내에서 재배 생산된 현미로 부터 표준물질을 가공하여 원소별 검정분석을 실시하였다. 주요 오염원소의 농도가 서로 다른 2종의 쌀분말 표준물질을 제조하였는데 1종은 정상치시료로서 분말 시료를 그대로 처리하였으며, 1종은 제조과정중에 As, Cu, Pb, Hg, Cr, Cd등 6개의 중금속원소를 건조중량기준 $1.0{\mu}g/g$씩 첨가한 고농도 오염시료로서 제조하였다. 제조된 시료는 중성자방사화분석법 (NAA)과 불꽃원자흡수분광법(FAAS)으로 Cd, Cu, Fe, Mn, Zn등 5개 원소에 대한 균질도 분석을 실시하여 기준불질로서의 균질성을 확인하였다. 쌀시료의 분해 및 전처리에는 고온가압법과 마이크로파분 해법을 사용하였으며, NAA, FAAS, 흑연로원자흡수분광법(GFAAS), 유도플라즈마방출분광법(ICP-AES), 동위원소희석질량분석법(IDMS), 증기발생법 등을 이용하여 쌀분말표준물질 소재의 원소별 정량 분석을 실시하였다. 이들 각 방법의 원소별 분석결과를 이용하여 P, K, Mg, As, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Na, Zn, Pb, Se, Hg등 16개 원소에 대한 검정값 및 참고값을 확정하였다.

• 에너지공학
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• 제10권3호
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• pp.195-205
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• 2001

염색가공공정은 에너지 다소비형이며, 염색조업을 수행하는 과정에서 약 4$0^{\circ}C$ 정도의 열원폐수를 다량으로 방출하고 있지만 이를 회수할 수 있는 기술개발이 이루어지지 않아서 아직 미활용되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 열원폐수의 열을 회수하여 이용할 수 있는 방안을 마련하기 위하여 먼저 염색공정의 특성을 고찰하고. 직물별, 공정별 에너지원단위를 조사한 결과 상대적으로 에너지원같위가 높은 T/C, T/R 교직물 업체나 폴리에스테르 염색업체에서 폐수열을 회수하여 이용하기에 적합한 것을 알 수 있다. 그리고 염색업체별, 계절별 폐수의 배출량과 온도를 조사한 결과 각 업체당 평균 폐수배출량은 20,470톤/월이고, 평균폐수온도는 41.$0^{\circ}C$로 나타났다 또한, 배관 침적, 폐쇄 등으로 폐열회수시스템의 안정적 운전이나 열교환기의 성능에 악영향을 끼칠 수 있는 SS의 경우 폴리에스테르 염색폐수가 가장 낮아 폴리에스테르 염색폐수가 폐열회수에 가장 유리할 것으로 판단되었다. 염색공장에서 기존에 사용하고 있는 시스템과 폐수열이용 시스템의 에너지단가를 비교해보면 폐열회수시스템에서 압축식 열펌프를 적용하면 에너지단가는 22.50원이 되어 매우 경제적이며, 증기생산을 위한 보일러 연료로 LNG를 사용하는 업체에 압축식 폐열회수시스템을 적용할 경우가 투자비 회수기간이 2.09년으로 경제성이 매우 우수한 것으로 나타나 열펌프시스템의 적용기술을 보급할 수 있는 기반을 마련하였다.

• 에너지공학
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• 제27권4호
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• pp.27-35
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• 2018

피동원자로건물냉각계통(PCCS)은 사고 발생 시 원자로건물로 방출된 열을 제거하여 원전의 건전성을 보장하기 위해 설계되었다. PCCS의 열제거 성능은 증기-공기 혼합물의 응축열전달에 의해 결정된다. 본 연구에서는 응축열전달계수의 예측 정확도를 향상시키기 위해 새로운 상관식을 이식한 MARS-KS 코드를 사용하여 PCCS의 열제거 성능을 평가하였다. MARS-KS 코드에 사용된 새로운 상관식은 압력, 벽면과냉도, 비응축성 기체 질량분율 및 응축튜브의 종횡비와 같은 열전달계수에 영향을 미치는 변수들을 이용하여 개발하였고, 이는 MARS-KS코드의 기본 응축 모델인 Colburn-Hougen 모델을 대체하여 적용되었다. 대형파단 냉각재상실사고 발생 시 PCCS의 운전에 따른 다양한 열수력학적 변수들을 분석하였고, 열제거 성능 평가를 위해 새로운 상관식이 적용된 MARS-KS 코드의 원자로건물 압력거동 계산결과와 기존의 응축모델을 이용한 해석결과를 비교하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권6호
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• pp.859-869
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• 1995

본 연구는 가압경수로의 부분충수 운전중 잔열제거기능 상실사고 해석시 신뢰성을 확보하기 위해 RELAP5/MOD3.1 코드로 관련 대형 실험을 모의 계산하여, 사고시 예상되는 주요 물리적 현상의 파악과 코드의 예측능력을 평가하는 것이다. 대상 실험으로 선택된 BETHSY Test 6.9a는 이 사고중 증기발생기가 작동하지 않고, 가압기 Manway를 개방한 상태 (Configuration)를 모의한 실험이다. 이 연구 결과는 실제 원전 사고시 예상되는 중요 현상 뿐 아니라, 이에 영향을 미치는 민감한 인자를 파악하여 사고 해석결과의 유효성을 판단하는 데 상당히 기여할 것으로 기대한다. 연구결과 RELAP5/MOD3.1 코드는 대체적으로 계통의 과도기 거동은 타당하게 예측하고 있지만, 모의계산에서 Time-Step이 아주 짧아 막대한 시간이 소요된다는 문제점이 발견되었다. 그 외에도 노심팽창수위 (swollen level)를 과대평가하여 가압기의 수위 및 계통의 압력을 높게 계산하였다. 이로 인해 가압기를 통한 방출량도 과대계산하여 노심노출을 약 400초 빨리 예측하였다. 실험과 코드 예측결과를 종합할 때 가압기 Manway 만의 개방으로는 계통압력이 상승하고, 중력주입냉각수로는 노심수위 회복에 불충분하며, 결국 강제주입에 의해서 노심수위가 회복될 수 있음이 입증되었다.