전자구조의 계산에서 교환과 상관 효과에 대한 기술을 개선하기 위해서는 교환-상관범함수에 대한 개념을 명확히 하는 것이 바람직하다. 이 목적을 성취하기 위해서는 많은 그룹의 물질에 대하여 다른 이론 방법을 적용할 필요가 있다. 본 연구에서는 탄소나노튜브의 고리와 바구니 내원자들의 밀도전하를 연구하기 위하여 혼성 밀도함수 이론(DFT) 계산을 수행하였다. 핵-핵 에너지, 전자-핵 에너지와 운동에너지에 대한 교환 및 상호작용을 관찰하였으며, B3P86, B3PW91, B1B96, BLYP와 B3LYP 수준에서 계산하였다.
화석에너지로 부터 방출되는 온실효과 가스와 지구 온난화 현상에 대하여 조사하였다. 세계의 사회경제활동과정에서 가속화가 예상되는 에너지 수요증가에 대응하기 위하여, 온실가스 배출을 감소시킬 화석에너지 이용시스템과 핵에너지와 청정자원인 재생에너지를 포함한 종합적인 에너지공급시스템개념에 대하여 고찰하였다.
핵융합반응은 초고온의 플라즈마 상태에서 가벼운 원자핵들이 융합하여 무거운 원자핵으로 바뀌는 현상으로, 이 과정에서 감소된 질량이 막대한 에너지로 변환되는데 이를 핵융합에너지라고 한다. 핵융합에너지는 인류의 에너지 위기를 극복할 수 있는 최적의 대체에너지이며, 무한, 청정, 고효율에너지이다. 이에 국가핵융합연구소(NFRI)는 Green Energy 의 개발과 핵융합에너지 상용화 기술을 개발하기 위해 핵융합연구장치인 KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Adavanced Research)를 제작하여 장치의 운전연구 및 기술 확보에 힘을 쏟고 있다. 또한 핵융합 관련 파생기술을 활용한 첨단 신사업 창출에 기여하고 있다. 본 논문에서는 KSTAR 1st Plasma 실험 시 KSTAR 장치에 전력을 공급하기 위한 전력설비 현황, 전력품질분석, 전력사용량 분석을 통해 향후 KSTAR 장치 운전을 위해 필요한 수전설비 증설, 무효전력보상장치 증설 등과 같은 전력계통의 효율화와 안정화를 위한 개선사항에 대해 기술하였다.
친환경에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. '저탄소 녹색성장' 정책을 채택 후 친환경에너지 사용을 통한 $CO_2$ 감축 및 관련사업 육성을 추진 중인 행정안전부 회계공기업과를 찾아가보았다. 회계공기업과는 범정부적으로 추진하고 있는 '에너지 수요관리대책'의 지역단위 확산을 위해 체계적인 에너지절약방안의 필요성을 절감하고 현재 지방자치단체 에너지절약 추진사업을 진행 중이다. 지방자치단체(이하 지자체) 에너지절약 추진방안, 그 핵심이 무엇인지 회계공기업과 이우종 과장을 통해 들어본다.
목적: 핵·원자력 분야는 전통적으로 정무외교·경제외교 영역에 속했다. 핵확산 문제는 사안의 중대성과 국제안보에 미치는 심각성, 강대국과 비확산레짐의 영향력 등을 고려했을 때 당연히 국가 간 해결해야 할 문제였고, 원자력 에너지 산업도 예산과 인력, 사업의 규모 등을 고려했을 때 경제적 관점에서 접근했던 것이다. 따라서 본 연구의 목적은 기존의 관점에서 탈피하여 공공외교가 핵·원자력이라는 새로운 영역으로 확장될 수 있는지 그 가능성을 살펴보는 것이다. 방법: 이를 위해 핵·원자력 분야에서 한국의 위치가 가지는 특수성을 살펴보고 공공외교의 특성과 비교하여 상호 중첩되는 영역이 있는지 분석한다. 결과: 핵·원자력 이슈에 관한 한국의 특수성, 공공외교와의 중첩 등을 고려했을 때 해당 분야에 대한 공공외교의 영역 확장과 역할 확대는 가능할 것으로 보인다. 특히, 국가의 주도적 역할이 필요하다는 점과 한국의 안보 및 경제 구조를 고려했을 때 지속적인 정책적 수요가 있다는 점에서 그러하다. 실제로 카이스트 핵비확산교육연구센터(KAIST NEREC)에서는 하계장학생프로그램(Summer Fellows Program) 운영을 통해 핵·원자력 분야의 공공외교를 펼치고 있으며, 상당한 성과를 거두고 있는 것으로 평가된다. 결론: 따라서 본 논문에서는 전통적으로 정무외교, 정상외교, 경제외교의 관점에서 접근해왔던 핵·원자력 이슈에 대해 공공외교의 역할 증진 가능성을 높게 평가하고 이와 유사한 공공외교 활동들에 대한 예산 지원, 프로그램 및 인력 확대가 필요함을 강조한다. 이를 통해 한국의 핵정책과 원자력 산업이 국제사회의 지지를 얻고 한국의 국익 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.
Fig. 1에서 보는 바와 같이 수 MeV의 에너지를 가진 입사이온이 고체 시료표면과 충돌했을 때 여러 가지의 상호작용과 과정들이 일어난다. 입사 아온이 표적원자의 원자가전자나 내각전자와 상호작용을 하였을 때 원자를 여기시키거나 이온화시키게 되며 입사 이온이 표적 핵과 매우 가까이 접근했을 때 입사이온과 표적 핵사이에 쿨롱상호작용이나 핵 상호작용이 일어나게 된다. 이러한 여러가지 상호작용의 결과들로부터 분석하고자 하는 시료의 성분, 구조, 상호작용 과정에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이러한 고에너지 이온선을 이용한 분석기술로는 Fig. 1에서 보는 바와 같이 후방산란법(BS : Backscattering Spectrometry), 전방산란법(FRS : Forward Recoil Spectrometry), 핵반응법(NRA : Nuclear Reaction Analysis), 양성자여기X선검출법(PIXE : Proton Induced X-ray Emission)등과 이러한 방법들과 같이 조합하여 사용하는 이온 채널링(ion channeling)등이 있다. 본 해설에서는 이러한 분석법중에서도 널리 사용되고 있는 후방산란법과 이온 채널링에 대하여 주로 기술하고자 한다.
핵 융합로는 고밀도, 고에너지 플라즈마에 지속적으로 노출되며 고열부하 및 중성자, 플라즈마 이온에 의한 물성변화에 대한 다양한 핵 융합로 구축 재질의 실험데이터가 요구된다. 특히 핵 융합 반응의 핵심연료인 삼중수소의 재질별 누설거동 특성은 삼중수소의 블랑켓에서의 증식율, 열 교환기 및 공급과 회수과정에서의 손실율, 저장, 취급 및 차폐 등의 계산에 활용되므로 핵 융합로의 안전성과 경제성 확보 측면에서 매우 중요하다. 따라서 핵 융합로 구축 재질 선정시 삼중수소의 누설거동 특성은 반드시 고려되어야 한다. 본 연구는 삼중수소 누설거동 특성 해석을 위한 기초실험으로, 수소동위원소를 사용하는 누설거동실험 장치를 설계 제작하여 누설 거동실험을 수행하였다. 누설 가스로는 수소를 사용하였고, 시편은 스테인레스 스틸(SUS-304)을 사용하였으며, 시편의 가열온도는 500, 600, 700, $800^{\circ}C$에서 각각 수소누설거동 실험을 실시하였다. 수소에 대한 SUS-304 재질의 permeability, diffusivity, solubility에 대한 실험 결과를 발표하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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