• 생태와환경
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• 제55권2호
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• pp.99-110
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• 2022

본 연구에서는 어류 양식장 퇴적 유기물의 기원 및 기여도 평가를 위해 어류(숭어) 가두리 양식장이 이동된 후 수층 및 퇴적물 내 물리/화학적 인자들의 변화와 함께 안정 동위원소 비의 특성을 조사했다. 이를 토대로 과거 양식장 퇴적물 내 축적된 유기물의 거동을 구체적으로 파악함으로써 효과적인 어장환경평가 기법을 검토하였다. 연구정점(OFF 및 control)에서 입자성 및 침강물질은 정점 간 차이보다는 계절적 강수량 변동에 따라 차별적 분포를 보였다. 하지만 퇴적물 내 분석된 δ¹⁵N 결과는 수층 기원 질소원과는 유의한 차이를 보였으며, 과거 외부기원의 유기물 (예: 어류 배설물)의 다량 유입이 주된 요인이라 판단된다. 실제로 과거 어류 가두리 양식활동으로 인해 OFF 정점 내 어류 배설물의 우점적 기여(>50%)를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구정점 내 분해되지 않은 어장 양식기인 유기물의 농도가 높은 수준으로 존재할 것이라 판단되며, 어장 회복력의 체계적인 진단을 위한 중요한 고려요인이라 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제34권1호
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• pp.71-88
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• 2001

경상지역에서 산출되는 탄산약수 중 신촌약수에 대하여 지화학적 및 동위원소 연구를 수행하였다. 신촌 탄산약수는 높은 $CO_2$분압 ($10^{-0.35}$ ~$10^{0.29}$ atm) 및 높은 총용존이온함량 (835~3,144 mg/L)을 가진 전형적인 탄산수 특성을 보이며 지화학적으로는 Ca (Na)-HCO$_3$형으로 분류된다. 지화학 및 환경동위원소 분석결과는 탄산수내 이산화탄소가 심부기원임을 지시한다. 따라서 심부기원의 $CO_2$에 의해 생성된 탄산수가 다양한 물-암석 반응을 거치면서 주로 심부의 화강암과 반응에 의해 현재의 탄산수로 진화된 것으로 판단된다. 주된 물-암석 반응은 사장석과의 반응이며 방해석의 침전이 수반되면서 Ca의 용존량이 조절되어 Na의 함량이 높아진 것으로 보인다. 이처럼 탄산수의 지화학적 특성은 주로 심부의 화강암과 반응에 의한 특징을 보여주지만 높은 K 및 $SO_4$함량으로 미루어 탄산수가 지표로 상승하는 과정에서 주변모암인 퇴적암과의 반응에 의해서도 일부 영향받은 것으로 추정된다. 또한 탄산수 내 $NO_3$함량 및 삼중 수소함량은 일반 천부지하수의 혼입가능성을 지사하고 있다. 신촌지역 자연수들의 산소 및 수소 동위원소 조성은 전체적으로 지구순환수선과 평행하게 도시되어 순환수 기원으로 추정할 수 있으며, 일부 $CO_2$분압이 높은 탄산수 시료는 동위원소적으로 더 가벼운 $CO_2$가스와 동위원소적으로 재평형을 이루었음을 보여주기도 한다. 탄산수의 탄소 동위원소 조성은 전체적으로 심부기원 $CO_2$의 영역에 해당되며, 심부기원 $CO_2$영역내에서 동위원소적으로 무거운 영역에 속하는 특징을 보인다.

• 자원환경지질
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• 제32권5호
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• pp.469-483
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• 1999

Two different types of deep groundwaters occur together in the Jungwon area: $CO_2$-rich water and alkali water. Each water shows distrinct hydrogeochemical and environmental isotopic characteristics. The $CO_2$-rich waters are characterized by lower pH(6.0~6.4), higher Eh (25~85mV) and higher TDS content (up to 3,300 mg/l), whereas the alkali type waters have higher pH (9.1~9.5), lower Eh (-136~-128mV) and lower TDS content (168~254 mg/l). The CO2-rich waters ($Pco_2$=up to 1atm) were probably evolved by the local supply of deep $CO_2$ during the deep circulation, resulting in enhanced dissolution of surrounding rocks to yield high concentrations of $Ca^{2+}, Na^+, Mg^{2+}, K^+\; and \;HCO_3\;^-$ under low pH conditions. On the other hand, the alkali type waters ($Pco_2$=about 10-4.6 atm) were evolved through lesser degrees of simple wate/rock (granite) interaction under the limited suppy of $CO_2$. The alkali waters are relatively enriched in F- (up to 14mg/l), whereas the F- concentration of$CO_2$-rich water is lower (2.2~4.8 mg/l) due to the buffering by precipitation of fluorite. The oxygen-hydrogen isotopes and tritium data indicate that compared to shaltion ($\delta$18O=-9.5~-7.8$\textperthousand$),two different types fo deep groudwaters (<1.0TU)were both derived from pre-thermonuclear (more than 40 years old) meteoric waters with lighter O-H isotopic composition ($\delta$18O=-9.5~-7.8$\textperthousand$) and have evolved through prolonged water/rock interaction. The $CO_2$-rich waters also show some degrees of isotopic re-equilibration with $CO_2$ gas. The $\delta^{34}S$ values of dissolved sulfates (+24.2~+27.6$\textperthousand$) in the $CO_2$-rich waters suggest the reduction of sulfate by organic activity at depths. The carbon isotope data show that dissolved carbon in the $CO_2$-rich waters were possibly derived either from dissolution of calcite or from deep $CO_2$ gas. However, strontium isotope data indicate Ca in the $CO_2$-rich waters were derived mainly from plagioclase in granite, not from hydrothermal calcites.

• 분석과학
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• 제12권4호
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• pp.284-289
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• 1999

지하수 중에 용존된 무기탄소 화합물을 기체 방출 법을 이용하여 정량적으로 추출하였다. 기체 방출법은 직접 침전법에 비하여 소요시간이 적으며, 대기중의 이산화탄소 및 수중에 존재하는 황산이온의 영향도 무시할 수 있어 보다 효과적임을 알 수 있었다. 기체 방출법에 의한회수율 측정 결과 분당 4리터의 유량 율로 2시간 방출시켰을 때 99% 정도의 회수율을 나타내었다. 포집 시간에 따른 동위원소 분별효과를 측정하기 위하여 방출 초기 1시간과 이후 30분 간격으로 2회 포집 분석한 결과, 각각의 ${\delta}^{13}C$는 각각 -7.9‰, -3.0‰, +0.4‰로 측정되어 기체 방출법을 이용한 수중의 무기탄소 회수시 방출 초기에는 보다 가벼운 탄소의 방출이 우세하며, 보다 무거운 탄소의 방출은 후기에 이루어지는 것을 나타내었다. 그러나 이러한 동위원소 분별효과는 탄소화합물의 거의 완전한 회수에 의해 무시될 수 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제99권3호
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• pp.353-358
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• 2010

잣나무 목질부의 전질소 함량, 질소 및 탄소 동위원소비와 생장량과의 관계를 구명하고자 목편을 채취, 목질부의 질소 함량, 질소 및 탄소 동위원소비를 측정하여 목편의 연륜 폭과의 관계를 분석하였다. 목편의 연륜 폭과 ${\delta}^{13}C$ 및 전질소 함량과는 각각 p=0.003, p=0.024로 유의적 정의 상관관계가 있었고, 전질소 함량과 ${\delta}^{13}C$값과도 정의 상관관계(p=0.038)가 있어 목질부의 $^{13}C$량이 높고 또한 전질소 함량이 높을수록 잣나무 생장량도 증가하는 것으로 나타났다. 반면 목질부의 ${\delta}^{15}N$값과 C/N율이 낮을수록 연륜 폭이 증가하는 것으로 나타났다. 잣나무 가계간의 비교에서 생장이 우수한 가계일수록 그 목질부의 ${\delta}^{13}C$값이 큰 것으로 나타나 잣나무의 ${\delta}^{13}C$값이 상대적으로 높으면 생장도 우수한 것으로 추정된다. 이러한 결과로 잣나무 목질부내의 ${\delta}^{13}C$값 및 전질소 함량은 생장량과 밀접한 관계가 있는 인자로 추정된다.

• 한국축산식품학회지
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• 제33권1호
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• pp.39-44
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• 2013

Origin authenticity of the animals used as food has always been a major concern to consumers around the world. In the past twenty years, a stable isotope ratio has been used for origin authentication. In this study, pork samples, both local and imported, were collected from the major markets from all around South Korea and analyzed for stable isotope ratios of nitrogen (${\delta}^{15}N$‰) and carbon (${\delta}^{13}C$‰), using Isotope Ratio Mass Spectrometry (IR-MS). A total of 599 samples with 335 Korean and 264 imported from 13 countries within America and Europe were investigated in accordance to the standard established methods for isotope ratio analysis. The results showed a significant variation related to the origin of the samples, explaining the difference in the feeding styles of the pork in each country. The stable isotope ratio values of carbon (${\delta}^{13}C$‰) were found in the decreasing order of: America ($-15.55{\pm}1.01$‰)>Korea ($-19.62{\pm}0.89$‰)>Europe ($-24.79{\pm}1.35$‰). Canada was having ${\delta}^{13}C$ ratio of $-22.87{\pm}0.92$‰, which is very low in the region of America and very close to Europe (-23.78 to -27.17‰). For nitrogen ${\delta}^{15}N$‰ the order was: America ($4.92{\pm}0.71$‰)>Europe ($4.54{\pm}0.66$‰)>Korea ($3.69{\pm}0.54$‰), with a slight variation among countries in each region studied. From the results it was concluded that the stable isotope ratio of the pork samples from different countries provide enough information about the origin and is therefore a potential tool which can be employed for origin authentication.

• 생태와환경
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• 제52권1호
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• pp.50-64
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• 2019

본 연구에서는 낙동강 5개 보의 상류 및 하류 총 6개 지점(상주보, 강정고령보, 달성보, 합천창녕보, 창녕함안보 상류와 합천창녕보 하류)에서 서식 생물의 탄소 및 질소 안정동위원소 비를 분석, 낙동강 생태계 구조를 정량적으로 파악하고자 하였다. 대상 생물은 식물플랑크톤을 포함하는 입자성유기물(부유 및 부착), 동물플랑크톤, 저서성 대형무척추동물 및 어류를 포함하며, 강우 전 갈수기(6월) 와 강우 직후(9월), 두 차례에 걸쳐 시료를 채집, 안정동위원소 비를 분석하였다. 채집된 생물의 탄소 안정동위원소 비의 범위를 비교하고 질소 안정동위원소 비를 이용하여 각 생물의 영양단계를 산출, 시공간 분포를 분석하였다. 동물플랑크톤과 저서성 대형무척추동물은 상류에 위치한 상주보에서 높은 값을 나타낸 후 점차 감소하여 하류의 창녕함안보에서 다시 증가하는 경향을 나타냈다. 이들 값은 홍수 전과 후, 상이한 값을 나타내어 하절기 홍수로 인한 육상 기원 유기물의 영향을 받는 것으로 조사되었으나, 그 반응은 생물군에 따라 상이한 것으로 분석되었다. 질소 안정동위원소 비를 이용해 계산된 각 생물들의 영양단계는 그 기준(baseline)으로 POM보다 동물플랑크톤을 이용하는 것이 보다 타당한 범위를 보이는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 생태계 먹이망 구조 해석에 대한 정략적 접근에 요구되는 주요 생물군의 생태정보를 제공하여 향후 생태계 반응을 평가, 예측하는 다양한 연구분석에 활용될 수 있도록 하였다.

• 자원환경지질
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• 제42권4호
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• pp.315-333
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• 2009

이 연구에서는 대전지역 주요 도심하천인 갑천, 유등천, 대전천을 대상으로 하천수의 수리화학적 특성과 산소, 수소, 황, 탄소 동위원소 특성을 분석하였다. 하천수 시료는 풍수기와 갈수기 2차례 채취되었다. 하천의 수리화학적 특성은 상류에서는 Ca(Mg)-$HCO_3$ 유형을 보이다가 도심권을 통과하면서 Ca(Mg)-$SO_4(Cl)$유형으로 전이되고 하류에서는 Na(Ca)-$HCO_3$(Cl, $SO_4$) 유형으로 변하였다. 이와 같은 화학적 유형의 변화는 자연적 영향뿐만 아니라 하수처리장의 방류수와 인위적 오염물질의 유입에 의한 영향이 관여된 것으로 해석된다. 전반적으로 풍수기에 비해 갈수기에 하천수의 전기전도도 값이 높은 특성을 보여준다. 갑천하류는 하수종말처리장의 방류수가 합류되면서 수질이 급격하게 변화한다. 하천수의 pH는 상류에서 중성을 보이다가 도심권을 지나면서 최고 pH 9.8의 고알카리성을 보인다. 이는 현장조사결과 아파트의 우수관을 통한 세제 유입에 기인하는 것으로 보인다. 하천수의 산소-수소 동위원소 관계식은 ${\delta}D=6.45{\delta}^{18}O-7.4$으로 Craig의 순환수선보다 다소 하향 이동되어 도시된다. 이는 기단의 변화와 하천수의 표면 증발 효과에 의한 것으로 보인다. 뿐만 아니라, 상-하류사이에 고도효과를 반영하는 동위원소 조성 값의 차이를 보여준다. 하천수의 ${\delta}^{13}C$ 값은 $-19.5{\sim}-7.8%o$ 범위로 대기중 이산화탄소와 유기물 기원의 범위에 해당된다. 전반적으로 하천수의 상류에서 하류로 향할수록 ${\delta}^{13}C$값이 높아지므로 $CO_2$의 기원이 상류에서는 주로 유기물기원에서 도심권에서는 오염된 대기와 지하수의 기저유출로 인한 무기기원의 비율이 높아지기 때문으로 해석된다. ${\delta}^{34}S-SO_4$함량 관계도에서 하천수를 4개 그룹(갑천중 상류, 유등천, 대전천, 갑천하류)으로 구분하였다. 황산염의 농도는 갑천중상류<유등천<대전천<갑천하류의 순서로 높아지는 반면 ${\delta}^{34}S$값은 감소하는 경향을 보인다. 이는 하천별 황산염의 증가에 따른 공급원이 다르다는 것을 의미한다. 하천수내 황의 기원은 대기기원을 중심으로 황산염의 농도가 높아질수록 황철석의 영향이 큰 것으로 해석된다. 그러나 하천수에 유입되는 생활하수 등에 대한 황동위원소 자료가 없으므로 이에 대한 영향에 대해서는 향후 연구되어야할 과제이다.

• 한국제4기학회지
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• 제17권2호
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• pp.165-165
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• 2003

A borehole core ECSDP-102 (about 68.5 m long) has been investigated to get information on paleoenvironmental changes in response to the sea-level fluctuations during the period of late Quaternary. Several AMS $\^$14/C ages show that the core ECSDP-102 recorded the depositional environments of the northern East China Sea for approximately 60 ka. The Yangtze River discharged huge amounts of sediment into the northern East China Sea during the marine isotope stage (MIS) 3. In particular, $\delta$$\^$13/Corg values reveal that the sedimentary environments of the northern East China Sea, which is similar to the Holocene conditions, have taken place three times during the MIS 3. It is supported by the relatively enriched $\delta$$\^$13/Corg values of -23 to -21$\textperthousand$ during the marine settings of MIS 3 that are characterized by the predominance of marine organic matter akin to the Holocene. Furthermore, we investigated the three Holocene sediment cores, ECSDP-101, ECSDP-101 and YMGR-102, taken from the northern East China Sea off the mouth of the Yangtze River and from the southern Yellow Sea, respectively. Our study was focused primarily on the onset of the post-glacial marine transgression and the reconstructing of paleoenvironmental changes in the East China Sea and the Yellow Sea during the Holocene. AMS $\^$14/C ages indicate that the northern East China Sea and the southern Yellow Sea began to have been flooded at about 13.2 ka BP which is in agreement with the initial marine transgression of the central Yellow Sea (core CC-02). $\delta$$\^$18/O and $\delta$$\^$13/C records of benthic foraminifera Ammonia ketienziensis and $\delta$$\^$13/Corg values provide information on paleoenvironmental changes from brackish (estuarine) to modem marine conditions caused by globally rapid sea-level rise since the last deglaciation. Termination 1 (T1) ended at about 9.0-8.7 ka BP in the southern and central Yellow Sea, whereas T1 lasted until about 6.8 ka BP in the northern East China Sea. This time lag between the two seas indicates that the timing of the post-glacial marine transgression seems to have been primarily influenced by the bathymetry. The present marine regimes in the northern East China Sea and the whole Yellow Sea have been contemporaneously established at about 6.0 ka BP. This is strongly supported by remarkably changes in occurrence of benthic foraminiferal assemblages, $\delta$$\^$18/O and $\delta$$\^$13/C compositions of A. ketienziensis, TOC content and $\delta$$\^$13/Corg values. The $\delta$$\^$18/O values of A. ketienziensis show a distinct shift to heavier values of about 1$\textperthousand$ from the northern East China Sea through the southern to central Yellow Sea. The northward shift of $\^$18/O enrichment may reflect gradually decrease of the bottom water temperature in the northern East China Sea and the Yellow Sea.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.15-15
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• 2011

As you know, boron compounds, borax ($Na_2B_4O_5(OH)_4{\cdot}8H_2O$) etc. were known thousands of years ago. As for natural boron, it has two naturally occurring and stable isotopes, boron 11 ($^{11}B$) and boron 10 ($^{10}B$). The neutron absorption $^{10}B$ is included about 19~20% with 80~81% $^{11}B$. Boron is similar to carbon in its capability to form stable covalently bonded molecular networks. The mass difference results in a wide range of ${\beta}$ values between the $^{11}B$ and $^{10}B$. The $^{10}B$ isotope, stable with 5 neutrons is excellent at capturing thermal neutrons. For example, it is possible to decrease a thermal neutron required for the nuclear reaction of uranium 235 ($^{235}U$). If $^{10}B$ absorbs a neutron ($^1n$), it will change to $^7Li+^1{\alpha}$ (${\alpha}$ ray, like $^4He$) with prompt ${\gamma}$ ray from $^{11}B$ $^{11}B$ (equation 1). $$^{10}B+^1n\;{\rightarrow}\;^{11}B\;{\rightarrow}\; prompt \;{\gamma}\;ray (478 keV), \;^7Li+4{\alpha}\;(4He)\;\;\;\;{\cdots}\; (1)$$ If about 1% boron is added to stainless steel, it is known that a neutron shielding effect will be 3 times the boron free steel. Enriched boron or $^{10}B$ is used in both radiation shielding and in boron neutron capture therapy. Then, $^{10}B$ is used for reactivity control and in emergency shutdown systems in nuclear reactors. Furthermore, boron carbide, $B_4C$, is used as the charge of a nuclear fission reaction control rod material and neutron cover material for nuclear reactors. The $B_4C$ powder of natural B composition is used as a charge of a control material of a boiling water reactor (BWR) which occupies commercial power reactors in nuclear power generation. The $B_4C$ sintered body which adjusted $^{10}B$ concentration is used as a charge of a control material of the fast breeder reactor (FBR) currently developed aiming at establishment of a nuclear fuel cycle. In this study for new boron compound, silicon boride ceramics for capturing thermal neutrons, preparation and characterization of both silicon tetraboride ($SiB_4$) and silicon hexaboride ($SiB_6$) and ceramics produced by sintering were investigated in order to determine the suitability of this material for nuclear power generation. The relative density increased with increasing sintering temperature. With a sintering temperature of 1,923 K, a sintered body having a relative density of more than 99% was obtained. The Vickers hardness increased with increasing sintering temperature. The best result was a Vickers hardness of 28 GPa for the $SiB_6$ sintered at 1,923K for 1 h. The high temperature Vickers hardness of the $SiB_6$ sintered body changed from 28 to 12 GPa in the temperature range of room temperature to 1,273 K. The thermal conductivity of the SiB6 sintered body changed from 9.1 to 2.4 W/mK in the range of room temperature to 1,273 K.