• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제27권4호
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• pp.224-231
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• 2016

The usefulness of Gel Bolus phantom was investigated by comparing the temperature distribution characteristic of the agar phantom produced to investigate the dose distribution characteristic of radiofrequency hyperthermia device with that of the Gel Bolus phantom under conditions similar to those of an agar phantom that can continuously carry out temperature measurement. The temperatures of the agar phantom and the Gel Bolus phantom were raised to $36.5{\pm}3^{\circ}C$ and a temperature sensing was inserted at depths of 5, 10, and 15 cm from the phantom central axis. The temperature increase rate and the coefficient of determination were analyzed while applying output powers of 100 W and 150 W, respectively, at intervals of 1 min for 60 min under conditions where the indoor temperature was in the range $24.5{\sim}27.5^{\circ}C$, humidity was 35~40%, internal cooling temperature of the electrode was $20^{\circ}C$, size of the upper electrode was 250 mm, and the size of the lower electrode was 250 mm. The coefficients of determination of 150 W output power at the depth point of 5 cm from the central axis of the phantom were analyzed to be 0.9946 and 0.9926 in the agar and Gel Bolus phantoms, respectively; moreover, the temperature change equation of the agar and Gel Bolus phantoms with time can be expressed as follows in the state the phantom temperature is raised to $36^{\circ}C:Y(G)$ is equation of Gel Bolus phantoms (in 5 cm depth) applying output power of 150 W. Y(G)=0.157X+36. It can be seen that if the temperature is measured in this case, the Gel Bolus phantom value can be converted to the measured value of the agar phantom. As a result of comparing the temperature distribution characteristics of the agar phantom of a human-body-equivalent material with those of the Gel Bolus phantom that can be continuously used, the usefulness of Gel Bolus phantom was exhibited.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제39권1호
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• pp.54-60
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• 2014

IAEA는 핵물질 계량 관리 검사를 위해 다양한 방사선 검출기를 사용하고 있다. 주로 HPGe, NaI(Tl), CZT 등이 사용되며, 정확한 측정이 요구되는 검사에는 고분해능 HPGe 검출기 활용도가 높다. HPGe 검출기는 추가적인 냉각장치로 인하여 부피가 크고 무거우며, 사용하기 전에 충분히 냉각시켜야 하기 때문에 측정의 준비 시간이 많이 걸린다는 단점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 가볍고 짧은 사용 전 냉각이 요구되는 휴대형 HPGe가 개발되었다. 본 논문은 개발된 휴대형 HPGe 검출기 시제품을 실제 IAEA 사찰 현장에 적용하여 얻은 성능평가 결과를 기술한다. 휴대형 HPGe로 얻은 방사선 스펙트럼은 핵물질 종류와 농축도에 따라 다른 특징을 보였고, 또한 $^{235}U$과 $^{238}U$의 붕괴 계열에서 방출되는 감마선 및 우라늄의 특성 x-선 차이도 확인할 수 있었다. 그리고 휴대형 HPGe 검출기 시제품으로 측정한 농축도는 핵물질 종류에 따라 실제값과 9 ~ 27%의 상대적 오차를 보였다. 휴대형이라는 소형 검출기의 한계 때문에 일부 핵물질은 IAEA에서 요구하는 정확도를 만족시키지 못하는 경우도 있었지만 향후 추가적인 연구의 수행으로 이러한 문제점은 해결 가능할 것으로 판단된다. 본 논문은 새로운 휴대형 HPGe 검출기를 안전조치에 적용한 사례와 측정한 스펙트럼을 농축도 분석 코드로 분석한 결과를 다룬다. 따라서 국내 원자력시설의 우라늄 농축도 검증을 위한 IAEA 안전조치 사찰 결과를 분석한 논문이 별로 발표되지 않은 상황에서, 본 논문은 안전조치 검사 결과 분석에도 유익할 것으로 판단된다. 개발된 방사선 검출기의 개선 사항도 함께 논의하였으므로 향후 관련 분야 방사선 검출기 개발에도 기여할 것으로 예상된다.

• 한국환경농학회지
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• 제33권3호
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• pp.169-177
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• 2014

본 연구는 철강산업에서 배출되는 산업폐기물의 일종인 페로니켈슬래그와 제강급랭슬래그의 인공습지나 여과시스템에서 인을 효과적으로 흡착 처리하기 위해 페로니켈슬래그와 제강급랭슬래그를 입경별(유효입경: 0.5 mm, 2.5 mm)로 구분하여 Freundlich 및 Langmuir 등온흡착실험을 통해 인에 대한 흡착특성을 조사하였다. Freundlich 등온흡착식에 의한 페로니켈슬래그(FNS)와 제강급랭슬래그(RCS)의 인 흡착능(K)은 RCS 0.5(0.5105) > RCS 2.5(0.3571) > FNS 2.5(0.0545) ${\fallingdotseq}$ FNS 0.5(0.0400) 순이었으며, 본 실험에 사용된 모든 슬래그의 흡착강도(1/n) 값이 0.19954-0.3657범위로 1보다 작으므로 모두 L형의 등온흡착식으로 판단 할 수 있었다. Langmuir 등온흡착식에 의한 인의 최대흡착능(a)은 FNS 0.5, FNS 2.5, RCS 0.5, RCS 2.5가 각각 320, 187, 3,582 및 2,983 mg/kg이었다. 슬래그의 실제 흡착량과 Freundlich와 Langmuir 등온흡착 일반식을 적용한 결과 실제 인의 흡착량은 전반적으로 Langmuir 등온흡착식이 Freundlich 등온흡착식에 비해서 잘 일치하였다. 이상의 결과를 미루어 볼 때, Freundlich와 Langmuir 등온흡착식을 이용한 슬래그의 인 흡착능력은 제강급랭슬래그(RCS)가 페로니켈슬래그(FNS)보다 높았으며, 고로급랭슬래그는 인공습지나 여과시스템에서 인 흡착을 위한 여재로 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 환경정책연구
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• 제14권2호
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• pp.3-25
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• 2015

도심재생하천 내부의 수리적 특성이 열환경 변화에 미치는 영향을 알아보고자 하천의 물리적 구조와 수리적 특성, 기상요소, 온열환경을 분석하였다. 연구 대상지는 복원된 도시하천으로서 큰 의의를 가지는 청계천을 선정하였다. 유형은 물리적 구조별 녹피율의 차이에 따라 유형 I(0.0%)과 유형 II(20.2%)로 구분하였다. 여울이 끝나는 Ba지점에서 수온은 $0.2^{\circ}C$ 감소, 유속은 0.7~0.9m/s 증가, 용존산소량은 0.5~0.6mg/L 증가하였으며, 기온은 평균 $1.1{\sim}1.4^{\circ}C$ 감소, 상대습도는 평균 6.6~8.7% 증가, 풍속은 불규칙한 변화를 보였다. 습구흑구온도지수 분석결과, 유형에 따른 상류부의 하천 내부와 수면 외부의 값의 차이는 미비하였으나, 유형 I의 하류부에서 감소폭은 $0.3{\sim}0.6^{\circ}C$, 유형 II는 $0.8^{\circ}C$ 등이었다. 기온저감의 효과는 수직높이로 유형 I의 경우 120cm, 유형 II는 140cm까지 영향이 있었으며, 거리별 기온저감의 효과는 유형 I의 경우 여울이 끝나는 Ba지점 이후로 증가하였고, 유형 II의 경우 지속해서 감소하였다.

• 환경생물
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• 제17권4호
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• pp.379-387
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• 1999

최근 우리나라에서는 산업이 급속도로 발전하면서 급증하는 전력수요를 충당하기 위하여 원자력발전소의 건설과 가동이 증가 추세에 있다. 수년에 걸친 발전소의 건설 과정에서 부지의 매립과 준설은 저서 해조류의 서식처를 교란시키고 이는 나아가서 종조성의 변화를 야기한다. 발전소가 정상 가동하게 되면 필연적으로 다량의 온배수를 주변으로 방출하는데, 고착성 해조류는 수온의 상승에 민감하게 반응한다. 국내 원자력발전소에서는 냉각수가 복수기를 통과하면서 수온이 7~12$^{\circ}C$ 상승하게 되며, 짧은 거리의 배수로를 거쳐 주변으로 방출된다. 배수로에 인접한 구역에서는 저서 해조류의 종조성과 다양성 이 감소하는 것으로 조사되었다. 한편 발전소 냉각계통의 가동은 해조류 개체군 수준에서 생장률과 생장주기에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 연안수와 혼합되기 전의 배수로에 출현하는 해조류는 높은 수온에서도 견딜 수 있는 내열종으로 간주될 수 있으며, 동해안에 위치한 3개 원자력발전소의 배수로에서 1992~1998년에 걸쳐 출현한 해조류 중 출현빈도 20%이상의 내열종 해조류는 총 35종(남조류 4종, 녹조류 9종, 갈조류 8종, 홍조류 14종)이었다. 해조류가 우리 민족에게 귀중한 자원이 되고 있음을 고려해 볼 때, 발전소로부터 방출되는 폐열이 해조식생에 미치는 영향을 저감시킬 수 있는 대책 수립이 요망된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1185-1191
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• 2014

가스터빈 블레이드는 증기터빈 블레이드와 달리 냉각홀 및 냉각유로를 포함한 복잡한 형상으로 되어 있으며 복합화력의 운전특성에 따라 반복적이거나 지속적인 열-기계 하중 조건 하에서 운전된다. 따라서 블레이드는 운전시간에 따라 균일하지 못한 온도 분포나 응력 분포를 보이며, 이는 크리프나 열-기계피로 손상을 유발하며, 결국 가스터빈 블레이드의 수명을 단축시킨다. 결국 다양한 운전 조건에 따라 발생하는 응력을 정확하게 계산하는 것은 설비의 신뢰성을 보장하고 나아가 블레이드와 같은 고온 부품의 정확한 수명을 평가하는데 무엇보다 중요하다. 최근 들어 컴퓨터 기능이 좋아지고 상용 소프트웨어의 성능이 향상되어 실증 시험에 대한 대안으로 유동, 열 및 구조해석을 연결하는 전산해석이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 가스터빈 실 운전조건을 고려하여 유동-열-구조 해석 기법을 연계하는 유체-구조 연성해석을 통해 블레이드 온도 및 응력분포를 계산하였다. 또한 해석 결과를 토대로 대표적인 손상기구인 크리프 및 열-기계 피로 손상 모델을 이용하여 블레이드의 수명을 평가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.289-300
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• 2013

본 연구에서는 도로터널 화재해석에 적용하는 화재성장곡선을 적용하여 도로터널 화재시 열기류의 전파특성과 터널벽면에 미치는 열적특성을 수치 해석적으로 고찰하였다. 최대화재강도는 20, 100 MW로 하였으며, 터널내 풍속은 2.5 m/s로 유지하는 경우와 열부력에 의한 풍속으로 하는 경우에 대해서 터널연장 및 경사도에 따른 연기의 전파특성을 분석하고 열기류가 벽체에 미치는 영향을 평가하기 위해서 벽체표면온도와 벽체표면 열전달계수를 분석하였다. 터널내 열기류는 풍속을 2.5 m/s로 하는 경우에 벽체의 냉각효과에 의해서 일정거리 이후에는 급격하게 하강하여 하류까지 동일한 양상으로 흐르는 특성을 보이고 있으며, 벽체표면의 최대온도는 화재강도가 100 MW일 경우에 최대 $615^{\circ}C$까지 상승하고 있으며, 표면온도가 $380^{\circ}C$를 초과하는 면적은 아주 작은 것으로 나타나고 있다. 벽체의 표면열전달계수는 화재강도 및 터널내 풍속에 따라서 변하며 약 $13{\sim}23W/m^{\circ}C$의 범위에 있는 것으로 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제8권9호
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• pp.831-836
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• 1998

Ni기 초합금인 B1914로 다결정, 방향성 및 단결정을 제조하여, 상온과 고온에서 이들 결정종류에 따른 변형을 관찰하였다. 이들 결정을 제작하기 위하여 진공 주조로에서 냉각속도와 온도구배를 제어하였으며, 제작된 봉상 시편들은 2단계의 진공열처리를 하고 아르곤가스로 급냉하였다. 동일한 모합금인 B1914로 제조된 결정들은 결정종류에 따라서 뚜렷한 변형(stress-strain)을 나타내었다. 즉, 항복강도와 인장강도는 다결정, 방향성 및 단결정 순으로 뚜렷이 증가하였다. 또한 $600^{\circ}C$에서 모든 결정들은 $\gamma$'의 강화효과로 인해서 가장 높은 741-816MPa의 항복강도를 나타내었으며, 인장강도는 1005-1139MPa이었다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.310-313
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• 2009

오스테나이트계 고질소 스테인레스강 4 가지 후보강종인 HNS C1, C2, C3, C4에 대해 질소함량, 가압조건 따른 단조재와 온도 및 동일한 가압조건에서 Ni 합금원소 첨가유무에 따른 용체화 처리재(HNS C1, C3)의 물성평가와 실제 냉연 공정의 pass schedule 검증을 위한 모사실험을 통해 다음과 같이 요약 하였다. 1) 가압증가에 따른 질소함량의 증가로 강도 및 경도가 동시 상승하며, 결정립의 미세화 및 기계적 쌍정 발생이 많았다. 동일한 가압조건에서 Ni 첨가된 HNS C3가 Ni 미첨가한 HNS C1 보다 강도-연성 조합평가에서 열/냉간 가공성 등의 특성이 우수하였다. 2) 고질소강 스테인레스강의 적정한 용체화 처리온도 범위는 상용화된 AIS1304와 유사한 $1050^{\circ}C{\sim}1100^{\circ}C$이며, 용체화처리 후냉각방법의 변경(수냉과 공냉)에 따른 경도의 편차는 없었다. 냉연 pass schedule 검증을 위한 모사실험에서 초기 압연의 최적조건은 roll 속도 5mpm, pass당 압연율 $15{\sim}17%$였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제5권2호
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• pp.135-143
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• 2017

국내 유일의 연구용원자로인 하나로(Hi-flux Advanced Neutron Application ReactOr)는 다목적으로 중성자를 이용하기 위해 개방형 수조 내 노심이 존재하는 구조이며, 노심에서 발생되는 핵분열 열을 제거하기 위한 일차 냉각계통, 그리고 연결된 유체계통이 구비되어 있다. 원자로 수조 상부 근방에서 진행되는 방사성 작업 시 작업자의 방사능 피폭을 최소화하기 위해 수조고온층계통에 의해 상부에 고온층이 형성되어 있으며, 다소 저온 영역에 있는 방사능 가스 및 이물질이 상부로 올라오는 것을 방지하기 위해 수조수 온도를 $50^{\circ}C$이하로 제한하고 있으며 이를 위해 수조수관리계통이 연결되어 있다. 수조수관리계통의 구비된 판형열교환기의 열용량을 정상운전 조건에서 260 kW가 되도록 설계하여 각 수조에서 발생되는 열원을 제거하는지에 대해 평가하였고, 원자로 운전 모드와 관계없이 정상적으로 유체계통이 운전된다면 각 수조의 수조수 온도는 제한치 이하를 유지하고 있음을 확인하였다.