• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.67-72
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• 2006

지하 염수층의 $CO_2$ 주입은 큰 저장 능력으로 인하여 대기 중으로의 $CO_2$ 방출을 감소시키기 위한 가장 유망한 방법일 것이다. $CO_2$ 저장은 적어도 수 천년 간 $CO_2$가 지층 안에 안전하게 남아있도록 주의깊게 계획되고 모니터링되어야 한다. 특히 해양 저류층에 대한 탄성파 탐사 방법들은 알맞은 저류층특성이 제공된다면 $CO_2$의 주인공정과 분산을 모니터링하기 위한 일차적인 수단이다. 탄성파탐사 방법은 잠재적인 트랩, 저류층 특성, 저류층 저장능력의 규명에 또한 필수적이다. 따라서 $CO_2$ 저장에 대한 탄성파 반응의 변화에 대한 평가는 매우 초기 단계에 이루어져야 한다. 이것은 모암과 $CO_2$ 사이의 화학적 작용에 의해 일어날 수 있는 유체의 특성이나 광물 조성의 변화에 따른 탄성파 반응에서의 잠재적 변화를 평가하기 위해 나중 단계에 다시 고려될 필요가 있다. 따라서 저류층에 일정시간 이상의 $CO_2$ 주입에 의한 탄성파 반응 변화에 대해 섬세히 구축된 모형은 장기간의 모니터링 프로그램 설계에 도움을 준다. 그러한 목적으로 주입된 $CO_2$에 대한 단기간과 장기간의 4차원 탄성파 반응을 모델링하도록 설계된, 그래픽 사용자 인터페이스((GUI)를 채택한 암석물리학 모의실험장치를 개발했다. 적용분야는 $CO_2$ 위상 변화, 국부적인 압력과 온도 변화, 화학 반응 및 광물의 침전을 포함한다. 이방성 가스만(Gassmann) 식을 모의실험장치에 고려시킴으로써 단층과 파쇄대를 재활성화 시키는 $CO_2$의 탄성파 반응 또한 예측될 수 있다. 이 논문에서는 암석물리학 모의실험장치를 적용했던 현장(해상과 육상의 잠재적 $CO_2$ 격리 지역)의 사례를 보여주고 있다. 4차원 탄성파 반응들이 모니터링 프로그램의 설계를 돕기 위하여 만들어 졌다.

• 분석과학
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• 제7권3호
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• pp.1069-1084
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• 1994

수 MV급 탄뎀형 가속기와 정전형, 자장형 질량분석기를 결합함으로써 존재비가 극히 작은 동위원소 측정이 가능해진다. 수 MeV로 가속이 되면 분해에 방해가 되는 모든 분자이온들이 제거되며, 탄뎀형 가속기에서는 음이온으로부터 가속이 개시되므로 몇몇 음이온을 형성하지 못하는 동중원소의 간섭으로부터 자유로워지기 때문에 고감도분석이 실현될 수 있다. 이외에 음이온을 형성하는 동중원소들은 주로 이온함인 최종 검출기에서의 유효 전하에 따른 에너지손실 차이를 이용하여 효과적으로 제거할 수 있다. 현재는 주로 장반감기 방사성동위원소인 $^{10}Be$, $^{14}C$, $^{26}Al$, $^{36}Cl$과 $^{129}I$ 등의 측정법이 확립되어 천연시료 중에서 동위원소 존재비 $10^{-12}$에서 $10^{-15}$까지의 정량이 가능하며, 원자수로 환산한 검출하한을 $10^5$개가 된다. 또한 해당 원소를 기준으로 소요 시료량은 대부분 mg 정도로 충분하다. 지금까지는 불가능했던 이러한 특징으로 인해 지난 수년간 AMS(Accelerator Mass Spectrometry)가 활용되어 온 연구분야는 지구과학(기후학, 우주화학, 빙하학, 수문학, 해양학, 퇴적학, 화산학 및 광물탐사), 인류 및 고고학(연대측정), 그리고 물리학(천체물리, 핵 및 입자물리) 등으로 다양하다. 이외에 생의학 및 재료과학 분야에서도 AMS를 활용하고자 하는 노력이 계속되고 있다. 본 해설에서는 가속기질량분석기술의 특징, 원리, 장치 및 활용분야 등을 소개하고자 하며, 이로써 관련 분야의 연구 활성화에 기여하고자 한다.

• 지질공학
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• 제33권4호
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• pp.611-626
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• 2023

본 연구에서는 심층처분 부지선정에 필요한 인자를 선정하기 위해서 IAEA에서 제안한 심층처분을 위한 부지선정 과정 중 부지특성화 단계를 대상으로 해외사례를 검토하였다. 심층처분 방식을 결정한 스웨덴, 핀란드, 미국, 캐나다의 조사인자를 대상으로 분석을 실시하였으며, 조사인자에 대한 조사기법을 분석 정리하였다. 스웨덴과 핀란드의 부지 조사 현황분석 결과 지질, 수리지질, 수리지화학 분야의 조사인자는 공통적으로 포함되어 있으며, 스웨덴과 핀란드의 주요 현장조사 기법의 경우 각 나라에서 수행한 조사 기법이 유사하게 나타났다. 미국의 경우 폐쇄 전/후 지짐에 따른 조사그룹과 조사인자를 제시하고 있으며, 불포화대 조사와 포화대 조사에 대한 조사그룹과 인자를 각각 제시하고 있다. 조사기법에 대해서는 부지특성화 단계의 지구물리 조사기법, 수문 및 수리지질 조사기법, 수리지화학 조사기법, 역학적/물리적 및 열적 특성조사기법을 제시하고 있다. 캐나다의 경우 예비 적합성 평가와 상세부지 평가에 대한 조사인자를 제시하고 있으며, 조사 기법에 대해서는 지질조사, 물리탐사, 시추조사, 수문조사, 실내시험, 화학분석 등에 대해서 상세하기 제시하고 있다. 본 연구 결과는 추후 국내에 적용가능한 부지선정에 필요한 조사인자 및 각 조사인자에 대한 조사기법을 결정하는데 기여할 것으로 기대한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제22권3호
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• pp.149-159
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• 2019

암석구성성분검층(중성자-감마스펙트로스코피검층)은 중성자선원의 비탄성산란과 중성자포획 작용으로부터 생성되는 감마선을 측정하여 지층의 원위치 광물조성을 추정할 수 있는 기술이다. 일반적으로 지층의 광물조성 평가는 코어에 대한 X선 회절법, X선 형광분석법 등의 실내 시험자료를 주로 이용하고 있으나 이는 조사 구간의 극히 일부분에 대한 결과이며 특히, 유체의 유동 경로 구간은 주로 파쇄대 및 사질층인데 이 구간들의 코어 회수율이 불량하여 조사 구간 전체에 대한 광물조성 평가는 한계가 있다. 따라서 시추공 전 구간에 대한 원위치 광물조성 추정 기술개발은 지중환경 평가에 중요한 역할을 할 수 있다. 이 기술은 전통, 비전통 저류층 평가를 중심으로 최근까지 장비 개발 및 관련 연구가 활발히 진행되고 있는 분야이지만 몇 개 서비스회사의 독점기술로 자세한 정보 미공개, 다양한 지층 및 인공모형을 이용한 화학-광물학 데이터베이스 구축 문제 등으로 국내 연구에 직접적으로 적용하기에는 어려움이 있었다. 이 해설논문에서는 암석구성성분검층의 기본원리, 시스템 구성, 교정시설, 국외 기 개발된 검층시스템 분석 및 연구개발 동향 등을 통해 해당 기술을 소개하고, 국내 시스템 제작을 위한 기술 적용 방안을 검토하였다.

• 한국광물학회지
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• 제32권3호
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• pp.163-172
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• 2019

2015년 극지연구소의 로스해 지질탐사 동안 로스해와 남빙양이 접하는 대륙대 지역에 위치한 정점에서 롱코어(RS15-LC48)를 시추하였다. 이 코어에서 지난 홀로세와 플라이스토세 동안 퇴적된 해양 퇴적물을 구성하는 점토광물의 특성과 기원지를 규명하고자 퇴적물의 퇴적상, 입도분포, 점토광물의 종류와 함량비, 일라이트의 결정도 지수와 화학지수를 분석하였다. 퇴적학적 특성에 따라 크게 네 개의 퇴적단위들로 구분되며 이들은 플라이스토세부터 홀로세 시기에 걸친 여러 번의 빙하기/간빙기 퇴적작용에 의해 형성된 것으로 해석된다. 퇴적물은 주로 사질 점토와 실트질 점토, 빙하 쇄설물들로 구성되어 있다. 깊이에 따른 퇴적물의 입도 분포와 모래 입자의 함량 변화는 대자율의 변화와 매우 유사하게 나타났다. 또한 점토광물의 상대적 함량비는 전체적으로 일라이트(52.7 %)가 가장 우세하고 스멕타이트(27.7 %), 녹니석(11.0 %), 카올리나이트(8.6 %) 순서로 나타났으며, 석영, 사장석 등의 화산 활동 기원 초생광물도 함께 수반되어 나타났다. 일라이트와 녹니석 함량의 증가와 해당 깊이에서의 일라이트 결정도지수와 화학지수는 퇴적물이 주로 로스해 빙상 하부에 위치한 남극 종단산맥의 기반암으로부터 기인했음을 지시한다. 반면 스멕타이트의 함량은 다른 점토광물의 변화 양상과 반대로 나타나는데, 이는 간빙기 동안 로스해 서안의 빅토리아 랜드 연안에서 북동쪽으로 흐르는 해류에 의해 스멕타이트가 추가적으로 운반되어 퇴적된 것으로 사료된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제6권2호
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• pp.59-65
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• 1999

이 논문에서는 1991년부터 관측한 수안보지역 온천수 대수층 수위변화와 양수량변화 및 온천수의 지구화학적 특성을 다루었다. 온천수의 수위변화와 양수량변화는 서로 밀접한 관련을 가지며. 양수량에 따른 수위의 피크는 약 5주의 지연효과를 보이며 영향을 받고 있다. 본 연구지역 온천 대수층은 환원환경이 지배하며. 온천수는 알칼리성 (pH=8.5∼8.7)이며, 총고용물량은 낮고(274∼284 mg/1), 나트륨성분은 높으며(68∼72 mg/1), 불소성분(6.4∼8.9 mg/1)과 중탄산성분(136∼146 mg/l)이 비교적 높으며. 나트륨-중탄산 타잎으로 분류된다. 아울러 온천수의 산소와 수소 동위원소 분석결과에 의하면 천수기원이다. 라돈-222와 라듐-226의 거동에 영향을 줄 수 있는 지구화학적 작용을 밝히기 위해 두 동위원소의 활동도를 측정하였다. 라돈 농도는 라듐의 농도보다 천내지 만배에 달한다. 라돈-222의 농도는 평균 2,522 pCi/L이고 190에서 7,490 pCi/L의 범위를 가진다. 또한 라듐-226은 평균농도가 0.32 pCi/L이고 0.25에서 0.42 pCi/L의 범위이다. 두 동위원소의 농도는 EC 및 알칼리도와 역비례하는 관계를 가지는 반면, 라듐-226은 pH와 양의 상관관계를 가진다. 라돈-222와 라듐-226은 거의 상관관계를 가지지 않는다. 조사지역의 온천수는 심하게 파쇄된 천매암층으로부터 양수되나, CSAMT 탐사와 지질조사결과. 그리고 온천수의 지구화학적 분석 결과에 의하면 천매암층은 다만 통로의 역할을 할 뿐, 주요 온천수 대수층은 화강암 저반내에 심부까지 발달한 정단층임을 추정할 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1069-1080
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• 2022

대류권 오존은 전 세계적으로 인간과 생태계에 막대한 피해를 입히는 오염 물질이다. 국지적인 오존 문제는 발생 지역에서 바람에 의해 풍하 측으로 이동함에 따라 지역적, 전 지구적 문제가 되고 있다. 보다 효율적인 오존 모니터링을 위해서 연속적인 일중 관측이 가능한 정지궤도 위성을 이용하려는 시도가 있어왔다. 이 연구에서는 정지궤도 위성에서 관측될 대류권 오존의 연속적인 관측을 이용하여 대류권 오존 이동벡터(Tropospheric Ozone Movement Vector, TOMV) 산출을 세계 최초로 시도했다. 현재 정지궤도 위성을 이용한 대류권오존 산출물이 존재하지 않기 때문에 대기화학모델인 GEOS-Chem에서 산출된 대류권 오존 자료를 이용하였다. 산출된 오존의 이동 속도는 화학모델에 비해 높은 값이 나왔지만 오염의 이동의 방향은 매우 높은 일치성을 보여주었다. 제시된 알고리즘을 이용하면 오존의 유입 플럭스를 오존의 움직이는 속도와 방향을 이용하여 산출할 수도 있다. 이와 같은 결과는 오염물질의 이동분석에 널리 사용되는 역방향 궤적 방법의 대안으로써 오염물질의 모니터링과 예보에 보다 유용하게 사용될 수 있다. 이와 반대로 오존분포의 경계선이 불분명하면 TOMV 산출에 오차를 발생시킬 수 있기 때문에 이동에 대한 잘못된 정보를 줄 수 있는 것이 이 방법의 한계이다. 그럼에도 불구하고 TOMV 방법은 앞으로 활동하게 될 정지궤도 위성을 이용한 오염 모니터링과 예보에 진일보한 방향을 제시해줄 수 있을 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제30권4호
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• pp.219-227
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• 2017

북극해 망간단괴는 카라해, 바렌츠해 등에서 발견되었지만, 광물조성과 화학조성에 대해서는 정확하게 조사된 바가 없다. 이번 연구에서는 Arctic Expedition ARA07C 탐사를 통해 동시베리아 북부 해역에서 획득한 망간단괴에 대하여, 광물학적 및 지구화학적 특성을 파악하고, 이를 통하여 그 성인에 대하여 추정하였다. 망간단괴를 구성하는 주된 산화망간광물은 부서라이트, 버네사이트, 버나다이트 등이다. 망간단괴는 대체로 방사상대와 괴상대 조직을 나타내며, 층상대는 제한적으로 발달한다. 동시베리아해 망간단괴의 주요한 특징인 방사상대에는 주로 첨-구상조직이 발달한다. 동시베리아해 망간단괴는 태평양이나 인도양에서 산출되는 망간단괴에 비하여 Mn은 풍부하지만 Fe의 함량은 매우 부족하다. 단괴 외곽과 내부, 또는 미세조직에 따른 화학성분의 차이는 거의 없었다. 미세조직 간의 화학적 성분 차이가 거의 나타나지 않기 때문에 단괴는 성장하는 동안 하나의 성인을 가질 가능성이 크며, $Mn-Fe-(Cu+Ni+Co){\times}10$ 삼각도표에서 모두 속성기원을 지시한다. 북극해로 유입되는 대부분의 Mn은 강 또는 연안 침식에 의해 비롯되며, 이들 대부분이 북극해에 갇혀져 있기 때문에 동시베리아해 망간단괴에서 특징적으로 높은 Mn 함량을 나타내는 것으로 판단된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제2권4호
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• pp.253-267
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• 2011

본 논문에서는 주로 국내 연구진과 몇몇 타국 연구진에 의해 이루어진 동북아에서의 구름과 에어로졸이 기후변화에 미치는 영향에 대한 연구결과를 요약하였다. 구름과 에어로졸은 현재 기후변화 예측의 불확정성에 기여하는 가장 중요한 인자의 하나로 인식되고 있으며, 서구의 선진국을 중심으로 활발한 연구가 진행되고 있으나, 상대적으로 국내 연구진에 의한 연구는 매우 미흡한 형편이다. 국내 연구진의 연구가 활발한 분야는 에어로졸 물리적, 화학적, 광학적 성질에 대한 지상 관측인데, 대체적으로 동북아 지역은 타 지역에 비해 매우 높은 농도를 가지고 있음을 나타내고 있다. 한편, 구름에 대한 연구는 매우 미흡하여, 위성, 지상 원격 탐사, 수치모형, 항공 관측 등을 이용한 구름 연구가 시급히 요구되는 실정이다.

• 자원환경지질
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• 제40권4호
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• pp.419-443
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• 2007

최근 국내에서는 외국기업의 국내진출에 따른 M&A, 미국과의 자유무역협정에 따른 시장개방에 따라 부지환경평가 (토양환경평가)의 결과를 반영할 필요성이 점차 증가되어 왔다. 따라서 이 연구에서는 연안매립지역에 위치한 대규모 화학공장부지에 대한 실제적인 부지환경평가를 통하여 국내의 토양환경평가 지침의 문제점을 보완하고 효율적, 경제적 평가를 위한 복합적 조사기법들을 이용하였다. 이 연구는 기초조사, 부지현황조사, 시료채취와 분석, 관측정 설치와 수리지질 조사, 자료 분석의 6단계로 진행되었다. 각각의 조사단계에서는 기존자료조사, 선구조분석, 지표지질조사, 지구물리탐사, 시추조사, 수리전도도, 지하수의 유향유속측정, 시료채취 및 분석 결과를 조합하여 복합적으로 해석하였다. 연구결과, 부지환경평가를 위한 이러한 다양한 조사기법들의 적용은 부지의 오염현상, 지하매질에 대한 부지특성화에 매우 효과적이었다. 국내에서는 '토양환경평가 지침'에 의한 기초조사에 있어 기존자료의 이용, 가용한 자료의 보관상태, 평가를 위한 관계자 인터뷰 등에 있어 매우 열악한 여건을 가지고 있다. 따라서 '부지환경평가'를 수행하는데 있어 이러한 복합조사기법의 적용은 더욱 경제적이고 효율적이며, 토양과 지하수오염을 연계하여 평가하는데 있어서도 매우 유용할 것으로 기대된다.