• ETRI Journal
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• 제45권3호
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• pp.519-533
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• 2023

This paper implements a simultaneous solar and thermal energy harvesting system, as a hybrid energy harvesting (HEH) system, to convert ambient light into electrical energy through photovoltaic (PV) cells and heat absorbed in the body of PV cells. Indeed, a solar panel equipped with serially connected thermoelectric generators not only converts the incoming light into electricity but also takes advantage of heat emanating from the light. In a conventional HEH system, the diode block is used to provide the path for the input source with the highest value. In this scheme, at each time, only one source can be handled to generate its output, while other sources are blocked. To handle this challenge of combining resources in HEH systems, this paper proposes a method for collecting all incoming energies and conveying its summation to the load via the current mirror cells in an approach similar to the maximum power point tracking. This technique is implemented using off-the-shelf components. The measurement results show that the proposed method is a realistic approach for supplying electrical energy to wireless sensor nodes and low-power electronics.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권12호
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• pp.4481-4490
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• 2022

In this study, a new rupture disk corrosion test (RDCT) method was developed for real-time detection of stress corrosion cracking (SCC) initiation of Alloy 600 in a primary water environment of pressurized water reactors. In the RDCT method, one side of a disk specimen was exposed to a simulated primary water at high temperature and pressure while the other side was maintained at ambient pressure, inducing a dome-shaped deformation and tensile stress on the specimen. When SCC occurs in the primary water environment, it leads to the specimen rupture or water leakage through the specimen, which can be detected in real-time using a pressure gauge. The tensile stress applied to the disk specimen was calculated using a finite element analysis. The tensile stress was calculated to increase as the specimen thickness decreased. The SCC initiation time of the specimen was evaluated by the RDCT method, from which result it was found that the crack initiation time decreased with the decrease of specimen thickness owing to the increase of applied stress. After the SCC initiation test, many cracks were observed on the specimen surface in an intergranular fracture mode, which is a typical characteristic of SCC in the primary water environment.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제35권5호
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• pp.160-168
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• 2014

Continuous body temperature monitoring is useful and essential in diverse medical procedures such as infection onset detection, therapeutic hypothermia, circadian rhythm monitoring, sleep disorder assessment, and gynecological research. However, the existing thermometers are too invasive or intrusive to be applied to long-term body temperature monitoring. In our previous study, we invented the bi-medium deep body thermometer which can noninvasively and continuously monitor deep tissue temperature. And the ratio of thermal resistances expressed as K-value should be obtained to estimate body temperature with the thermometer and it can be different under various measurement environments. Although the device was proven to be useful through preliminary simulation test and small group of human study, the experimental environment was restrictive in our previous approach. In this study, a finite element simulation was executed to obtain the K-value and evaluate the accuracy of bi-medium thermometer under various measurement environments. In addition, K-value estimation equation was developed by analyzing the influence of 5 measurement environmental factors (medium length, medium height, tissue depth, blood perfusion rate, and ambient temperature) on K-value. The results revealed that the estimation accuracy of bi-medium deep body thermometer based on computer simulation was very high (RMSE < $0.003^{\circ}C$) in various measurement environments. Also, bi-medium deep body thermometer based on K-value estimation equation showed relatively accurate results (RMSE < $0.3^{\circ}C$) except for one case. Although the K-value estimation technology should be improved for more accurate body temperature estimation, the results of finite element simulation showed that bi-medium deep body thermometer could accurately measure various tissue temperatures under diverse environments.

• Journal of Preventive Medicine and Public Health
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• 제32권2호
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• pp.177-182
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• 1999

유럽과 미국을 비롯한 선진 산업국가에서 1930년에서 1950대 사이에 발생하였던 일련의 대기오염사건을 경험한 이후, 대기오염과 인체건강영향과의 상관성을 평가하려는 체계적인 연구수행이 있어왔다. 국내에서도 최근 2-3년 동안 단면적 연구 설계에서 벗어나 시계열적 분석방법을 적용한 연구결과들이 발표되었으며, 외국에서의 결과와 유사하게 현재 수준의 대기오염도에서도 인체건강영향 특히 조기사망발생과 유의한 상관성이 있음이 제시되었다. 특히 서울시를 대상으로 한 일련의 연구결과가 대기오염도와 일별사망과에 유의한 상관관계가 있음을 보이고 있어 이에 대한 보다 정밀한 연구수행 필요성이 제기되었다. 따라서 본 연구는 메타분석적 방법론을 적용하여 서울시내의 구별분석 결과를 통합하여 기존의 연구결과와 비교함으로써 대기오염과 인체건강영향의 원인적 상관성을 규명하는 보조적 자료를 제공하기 위하여 수행되었다. 대기오염 자동측정기가 설치된 서울시 내 총 18개 구를 대상으로 대기오염도와 사망과의 상관관계를 추정하는 구별 예측치를 산출하였다. 이렇게 산출된 각 개별 예측치는 전체로서 총괄되는 가중평균 예측치를 계산하기 위하여 사용되었으며 이 때 모수효과 모형 또는 랜덤효과 모형을 적용하여 가중평균 예측치를 산출하였다. 지역별 또는 구별 예측치간의 변이차를 검정하는 동질성 검정의 결과 세 오염물질의 경우 모두 지역간 변이가 큰 것으로 평가되었으며 따라서 랜덤효과 모형의 결과를 최종결과로 선정하여 제시하였다. 랜덤효과 모형의 결과를 보면 총부유분진과 아황산가스의 경우 일별사망과 유의한 상관관계가 있는 것으로 평가되었으나 오존의 경우는 그렇지 않았다. 또한 메타분석 결과가 기존의 연구결과와 비교할 때 유사하게 평가된 점으로 미루어 현재 수준의 대기오염도와 일별사망 또는 인체건강영향과 밀접한 상관관계가 있음을 알 수 있다. 메타분석 방법을 적용하였어도 직접적 개인노출평가가 이루어지지 않았다는 점에서 정보편견의 가능성을 제외할 수 없다. 그러나 이러한 메타분석 방법이 기존의 연구(서울시 전체를 대상으로 하는)에 비하여 정보편견을 어느정도 줄여줄 수 있을 것으로 기대되었으며, 분석결과 기존 연구에서 제시하는 것과 매우 유사함을 알 수 있다. 결론적으로 대기오염 역학 연구에 있어서 이와 같은 메타분석적 방법이 유용하며, 본 연구결과도 기존의 연구에서와 같이 현재 수준의 대기오염도가 인체 건강에 위해한 영향을 미칠 수 있음을 보여 준다는 점에서 향후 보다 강화된 대기오염관리 방안 마련의 필요성을 제기한다고 하겠다. 이를 위하여 대기 오염기준치의 강화뿐 아니라 대기오염에 민감한 인구집단, 즉 어린이나 노약자 등에 대한 각별한 감시와 연구수행이 필요시 된다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제38권3호
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• pp.143-148
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• 2013

원자력발전소 및 입자 가속기 등 상용화된 원자력관계시설에서는 해당 시설 내부의 구조 및 위치 등에 따라 다양한 에너지를 가진 중성자스펙트럼을 나타내며 이에 대한 중성자선량 평가 및 작업자의 방사선방호 조치에 대한 수요는 점차 증가하고 있다. 중성자스펙트럼을 측정하기 위해서 일반적으로 보너구 스펙트로메터가 많이 이용된다. 보너구 스펙트로메터를 이용한 중성자 스펙트럼 측정의 경우 중성자검출기의 반응함수, 초기추정 스펙트럼, 계수율 측정값을 사용하여 중성자스펙트럼 언폴딩을 수행하게 된다. 본 연구에서는 MC50 사이클로트론에서 발생하는 중성자스펙트럼을 LiI 섬광검출기 기반의 보너구 스펙트로메터를 이용하여 측정하였으며 표적에 입사되는 양성자 에너지와 위치에 따른 중성자선속, 중성자 평균에너지 및 선량률 자료를 정량적으로 평가하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제23권5호
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• pp.515-525
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• 2007

In this study, various techniques for measurement and analysis of PAHs in the ambient air were verified in order to select a more reliable method. Sampling and analysis of PAHs were done by the EPA TO-13a method. QA/QC of the measurement was conducted to minimize errors in sampling and analyzing processes. The linearity of calibration curve of the PAH standards was good ($R^2{\geq}0.99$). Audit accuracy was evaluated using 5 internal standards of PAHs ($Naphthalene-d_8,\;Acenaphthene-d_{10},\;Phenanthrene-d_{10},\;Chrysene-d_{12},\;Perylene-d_{12}$). Relative standard deviations of the internal standard of the PAHs were ranged from 6.22% for $acenaphthene-d_{10}$ to 8.11% for $chrysene-d_{12}$. To evaluate the surrogate recoveries, two field surrogate standards of PAHs ($fluoranthene-d_{10},\;benzo(a)pyrene-d_{12}$) and two extract surrogate standards of the PAHs ($fluorene-d_{10},\;pyrene-d_{12}$) were spiked into all samples before field sampling and sample extraction, respectively. Recoveries of field the surrogate standards ranged from $80.4{\pm}12.2%$ for $fluoranthene-d_{10}$ to $66.2{\pm}12.8%$ for $benzo(a)pyrene-d_{12}$. Extraction recoveries of the surrogate standards ranged from $70.4{\pm}10.2%$ for $fluorene-d_{10}$ to $77.6{\pm}10.8%$ for $pyrene-d_{10}$. The detection limit of benzo(a)pyrene among 16 PAHs standards for quantitation was 20 pg.

• 한국대기환경학회지
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• 제33권3호
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• pp.191-204
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• 2017

우리나라의 대기환경 정책은 주로 연료 전환과 배출허용기준 강화를 통한 대기오염물질 배출 저감 정책을 활용하였다. 이 정책은 1차 대기오염물질을 효과적으로 저감하였다. 그러나 초미세먼지는 발생원에서 배출되기도 하지만 대기에서 생성되는 비율이 높아, 대기화학반응의 주요 생성기작을 이해하지 못하면 효과적인 저감 정책을 수립하기 힘들다. 미국이나 유럽은 일찍부터 자국의 환경을 반영한 대기에서 생성되는 초미세먼지의 유기성분 생성 수율 및 자국 내 전구물질의 물질별 기여도를 파악하여, 저감 대책 수립에 활용하고 있다. 또한 집중관측소(super-site) 연구를 통하여 얻어진 관측 자료를 활용하여, 수용모델 등을 활용하여 주요 오염원을 파악하고, 오염원별 저감 정책을 수립하고 있다. 이런 과학적인 이해에 바탕을 둔 정책 수립 및 시행으로 미국은 악명이 높았던 로스엔젤레스 지역의 스모그도 많이 개선시켰다. 최근에는 (1) 국지적인 화학반응에 의한 유해 유기 에어로졸 성분 분석 및 위해성 평가와, (2) 아시아로부터 장거리이동된 초미세먼지와 오존의 생성, 이동 기작 규명에 중점을 두어 연구하고 있다. 유럽도 국지적인 유해성분(주로 유기 에어로졸)과 전유럽 지역의 초미세먼지와 오존 이동 및 영향에 대한 연구에 중점을 두고 과학적인 이해를 증진하는 연구를 수행하고 있다. 중국은 스모그 현상을 줄이기 위한 지역별 대기오염 특성 규명 및 배출원 저감에 중점적으로 연구를 진행하고 있으며, 정책적 면에서 우리나라의 2000년대 초와 비슷한 정책과 연구를 수행하고 있다. 외국 사례에서 보듯이 초미세먼지 문제를 해결하려면 (1) 초미세먼지의 생성과 사람에 대한 영향에 대한 과학적 이해 연구를 수행하여 불확실도를 줄이고, (2) 이를 바탕으로 초미세먼지와 그 전구물질을 효율적으로 저감하는 정책을 수립하고 효과적으로 시행하는 체계를 구축하여야 할 것이다. 우리는 초미세먼지 문제에서 생성기작, 위해성 평가, 모델링 분야에서 과학적 이해가 부족하여 신뢰성 있는 초미세먼지 저감 정책 수립에 어려움을 갖고 있다. 위해성 평가 같은 분야는 우리나라 결과가 아직 많지 않아 외국 결과를 주로 활용하고 있다. 이런 경우, 오차와 함께 외국 결과를 우리나라에 적용 가능한지, 적용이 가능하더라도 외국 결과를 시용할 때의 얼마나 우리 사례에 맞는지 등의 불확실성도 발생한다. 또 우리는 아직 서울이나 우리나라에서 초미세먼지가 생성되는 대기에서의 화학반응에서 주요 반응물이나 반응 경로가 선진국에서 연구한 결과와 일치하는지 다르다면 어떻게 다른지 잘 이해하지 못하고 있다. 이러한 과학적 이해에 바탕을 둔 모델도 현재 우리가 사용하는 모델들은 미국의 대기를 잘 예측하도록 개발된 모델들이어서 우리나라 사례를 얼마나 잘 모사하는지 잘 모르고 있다. 또한 국민의 불안을 해소하기 위해서는 초미세먼지의 발생부터 사람에게 미치는 영향까지를 과학적으로 이해하고 이를 저감하는 것을 대기환경 관리의 목표로 설정하는 것이 필수적이다. 이를 수행하기 위해서는 보다 효과적인 대기관리 및 소통 체계 구축이 필요하다.

• 수산해양기술연구
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• 제36권4호
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• pp.314-321
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• 2000

제주 연안역에 있어서 수중 가청 저주파수음을 이용한 자원관리형 어업, 또한 어장에서 음향을 이용해서 어류를 유집할 수 있는 음향 어법 개발의 기초 자료를 얻기 위해 자리돔을 대상으로 측정 주파수 80∼800Hz의 수중음과 7V의 직류 전원의 전기 자극을 이용하여 육상 수조에서 조건 학습을 시킨 후 측정 주파수와 음압을 임의로 변화시켜 가면서 실험어 심전도를 도출하여 심박 간격의 변화로부터 청각 문턱치 곡선과 함께 백색 잡음에 의한 청각 임계비 및 청각 능력 지수를 조사한 결과는 다음과 같다. 자리돔의 청각 임계비는 측정 주파수 80Hz, 100Hz, 200Hz, 300Hz, 500Hz, 800Hz에서 음압이 각각 31dB, 35dB, 33dB, 23dB, 34dB, 41dB이고, 음압 73dB, 78dB, 83dB의 3단계 백색 잡음을 방성하였을 때 청각 문턱치는 백색 잡음이 없을 때보다 높게 나타나며 마스킹 효과가 측정 주파수 100Hz, 200Hz, 300Hz에서 보다 뚜렷하게 나타났다. 마스킹 현상은 약 음압 60∼65dB의 백색 잡음 레벨에서 나타나기 시작하였으나, 측정주파수 200Hz에서는 음압 57dB 이상에서, 측정주파수 800Hz에서는 73dB 이상의 백색 잡음 레벨에서 나타났으며 주파수 측정 주파수 300Hz에서 신호음을 인식하기 위해서는 대략 음압 88dB 이상과 함께 백색 잡음 레벨보다 음압 23dB 이상 높은 신호음이 요구되었으며 배경 잡음시 자리돔의 청각능력지수는 81로 나타났다.

• 한국농림기상학회지
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• 제13권4호
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• pp.165-170
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• 2011

전국 65개 산림지역을 대상으로 확산형 패시브 샘플러를 이용하여 2002년부터 2009년까지 월 단위로 대기 중 이산화질소($NO_2$) 농도를 측정하고 도시지역에서의 결과와 비교함으로써 산림지역에서의 이산화질소농도의 시간적 및 공간적 분포 특성을 규명하였다. 연구기간 동안 산림 내 $NO_2$의 농도는 서서히 감소하는 경향을 보였으며, 전국 산림의 연평균 농도는 8ppb로 도시지역의 평균값(19.4ppb)과 생태적 기준값(14.6ppb) 보다 낮았다. 계절별로는 $NO_2$의 농도가 산림지역과 도시지역 모두에서 동절기(3.8ppb)에 높고 하절기(2.8ppb)에 낮은 경향을 보였는데, 도시지역이 더 뚜렷한 계절변화를 보였. 지역별로는 다른 지역에 비해 수도권 지역과 인접한 경기와 충남에서 이산화질소의 연평균 농도가 높게 나타났다. 이러한 지역간 이산화질소 농도 차이의 원인을 규명하기 위해 질소산화물 배출량과 이산화질소 농도 간의 상관관계를 분석한 결과, 유의적인 정의 상관성이 나타남에 따라 질소산화물 배출원의 규모와 근접성이 대기 중 이산화질소의 농도를 결정짓는 중요한 인자임을 시사하였다.

• 공업화학
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• 제17권5호
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• pp.471-475
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• 2006

$VO_x$ 박막이 상온에서 $Pt/Ti/SiO_{2}/Si$ 기판위에 반응성 radio frequency (rf) 마그네트론 스퍼터링 방법에 의하여 450 nm 두께로 증착되었다. 증착 공정에서 산소의 농도와 타겟에 인가되는 rf power를 변수로 설정하여 증착 속도를 조사하였다. $VO_x$ 박막의 증착속도는 산소 농도가 증가함에 따라서 감소하고, rf power가 증가할수록 증가하는 것이 관찰되었다. 증착된 $VO_x$ 박막은 $O_{2}$와 $N_{2}$ 가스 분위기에서 $450^{\circ}C$의 온도로 2, 4, 그리고 6 h 동안 각각 열처리 되었고, 열처리 과정을 진행한 후 x-ray diffraction (XRD) 분석을 이용하여 열처리 전과 후의 결정성 변화를 관찰하였다. 그리고 열처리 전과 후의 $VO_x$ 박막의 표면과 단면을 field emission scanning electron microscopy (FESEM)를 이용하여 관찰하였으며 전류-전압 측정을 이용하여, 증착된 $VO_x$ 박막의 metal-insulator transition (MIT) 특성을 관찰하였다. $N_{2}$ 분위기에서 열처리된 $VO_x$ 박막보다 $O_{2}$ 분위기에서 열처리된 $VO_x$ 박막에서 더 우수한 MIT 특성을 관찰 할 수 있었다.