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지하 동굴식 중-저준위 방사성 폐기물 처분장의 환기시스템 고찰 (A Study on Ventilation System of Underground Low-Intermediate Radioactive Waste Repository)

  • 김영민;권오상;윤찬훈;권상기;김진
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.65-78
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    • 2007
  • 지하 동굴식 처분장의 건설, 운영 및 중-저준위 방사성폐기물을 처분한 이후 발생하게 되는 오염물질(Rn, CH CO, HS, Radiolysis에 의한 방사능 가스 등)은 적절한 공기량을 필요로 한 곳에 정확히 분배시킬 수 있는 환기시스템에 의해 통제되도록 하여야한다. 특히 지하 처분장은 여러 개의 진입 터널, 저장 터널, 공기 유입-배기 터널, 수직갱 등으로 이루어진 복잡한 회로망의 형태로 나타나기 때문에 이에 적절한 기술적 접근이 필요하다. 본 논문에서는 이러한 환기시스템 구축을 위한 기술적 접근을 위해 미국의 WIPP (Waste Isolation Pilot Plant)처분장과 스웨덴의 SFR (Slutforvar for Reaktoravfall) 중-저준위 처분장을 모델로 하여 두 처분장의 소요환기량을 선정하고 설계상 통풍로의 단면적, 길이, 표면 거칠기 등을 고려한 환기회로를 구성하였으며, 수학적으로 계산되는 각 회로의 저항에 대해 기술하였다. 또한 이를 바탕으로 적절한 선풍기의 용량과 수직갱 운용방안을 설계하였다. 두 처분장의 지형상의 규모 및 환기시설 비교 결과, SFR 처분장에 비해 WIPP 처분장에서와 같이 병렬구조가 많을수록 처분장 전체의 저항이 감소되며 이러한 결과로 환기시스템의 운용비 절감효과를 얻을 수 있다는 결론을 얻었다. 따라서 처분용량 증대를 위한 대단면의 SFR 처분장 구조와 전체 저항 감소를 위한 WIPP 처분장의 병렬구조를 조합한 형태가 가장 합리적이며 효율적인 환기가 이루어질 수 있을 것으로 사료된다.

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처분안전성평가를 위한 국내고유 입력자료의 확보와 적용 (Production and Application of Domestic Input Data for Safety Assessment of Disposal)

  • 박정균;이재광;백민훈;이연명;고낙열;정종태
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.161-170
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    • 2012
  • 국내 심부지질환경조건을 반영한 처분안전성 평가에 필요한 입력자료를 제공하기위해, 그 동안 국내 지하시험시설(KURT)환경조건에서 많은 실험을 수행해 왔다. 안전성평가코드에 사용되는 많은 입력변수들 중 중요성이 부각되는 입력변수들을 선정하여, 각 변수별로 수집한 자료를 통계처리를 하여 값 분포 특성을 기술하고, 외국자료 값과 비교평가를 통해 값의 타당성을 검토하였다. 다룬 입력변수로서 용기물성분야에서 용기수명, 초기파손률을, 완충재물성분야에서는 핵종용해도, 완충재의 공극률, 밀도, 확산계수, 핵종분배계수를, 암반 및 원계영역에서는 수리전도도, 지하수유속, 핵종분배계수, 확산깊이, 암반균열폭, 주지하수유동통로까지 거리, 핵종이동오염운의 너비 등이다.

국내 원자력발전소에서의 사용후핵연료 발생 특성을 고려한 심층 처분시스템 개선 (An Improved Concept of Deep Geological Disposal System Considering Arising Characteristics of Spent Fuels From Domestic Nuclear Power Plants)

  • 이종열;김인영;최희주;조동건
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.405-418
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    • 2019
  • 국내 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료의 제원 및 방출시점 등 특성과 현재의 고준위 방사성폐기물 기본계획에 근거한 처분시나리오를 도출하여 기존 심층 처분시스템을 바탕으로 처분효율과 경제성을 향상시킨 개선된 처분시스템을 제안하였다. 이를 위하여 국내 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료의 길이에 따라 2종류의 처분용기 개념을 도출하고, 사용후핵연료 발생 년도와 현재의 기본계획에 근거한 처분 시나리오 설정에 따른 처분시점에서의 냉각기간을 고려하여 처분용기내 수용 가능한 붕괴열 량을 결정하였다. 그리고 2종류의 처분용기에 대한 처분시스템과 결정된 붕괴열을 바탕으로 열적 안정성 분석을 통하여 제안된 처분시스템의 설계요건에 대한 적합성 여부를 확인하고, 처분효율을 평가하였다. 개선된 처분시스템은 기존 처분시스템에 비하여 처분면적은 약 20% 감소되고 처분밀도는 약 20% 향상됨을 확인하였고, 처분용기와 완충재 재료도 상당량 절감됨을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 사용후핵연료 관리정책 수립 및 실제 사업을 위한 처분시스템 설계를 위한 자료로 활용될 수 있다.

냉매 R1234yf의 모세관내 유동 특성에 관한 해석적 연구 (Simulation of the flow characteristics of R1234yf flowing through capillary tubes)

  • 김대영;박차식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.6452-6457
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    • 2014
  • 최근에 지구온난화 문제로 인하여 R134a 냉매에 대한 규제가 강화되면서 대체냉매로서 R1234yf 냉매가 개발되었다. 냉동사이클에서 팽창장치인 모세관은 유량제어와 압력조절의 역할을 한다. 본 연구에서는 모세관에 흐르는 냉매유동의 지배 방정식을 사용하여 R134a와 R1234yf 냉매에 대하여 해석적 연구를 수행하였다. 모세관 길이를 1-4 m로 변화시켰을 때 R1234yf 냉매의 질량유량은 47.0% 감소하였다. 모세관의 직경을 1.3-1.5 mm로 변화시켰을 때 R134a 냉매와 R1234yf 냉매의 질량유량은 각각 117.9%와 121.0% 증가하였다. 모세관 입구의 과냉도를 $0-7^{\circ}C$ 변화시켰을 때 R134a 냉매와 R1234yf 냉매의 질량유량은 28.3%와 29.1% 증가하는 것으로 나타내었고, 모세관 입구에서 운전조건을 $35-60^{\circ}C$로 변화시켰을 때 R134a 냉매는 31.0%, R1234yf 냉매는 45.4% 증가를 각각 나타내었다.

파이로공정 시설 개념설계를 위한 기준 사용후핵연료 선정 (Reference Spent Nuclear Fuel for Pyroprocessing Facility Design)

  • 조동건;윤석균;최희주;최종원;고원일
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.225-232
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    • 2008
  • 제3차 전력수급기본계획에 근거하여 현재 운영중이거나 계획중인 원자력발전소에서 발생할 사용후핵연료의 양과 특성을 추정하였다. 본 연구에서 고려된 대상 특성은 핵연료집합체에 대한 제원, 핵연료봉 배열, 무게, $^{235}U$ 초기 농축도 및 방출연소도이다. 이들은 파이로공정 시설을 설계하는데 필수적인 것이다. 2077년말까지 가압경수로 사용후핵연료의 예상발생량은 약 23,000 tU이 될 것으로 보인다. $^{235}U$ 초기 농축도 4.5 wt.% 이하를 갖는 사용후핵연료의 비율은 전체 발생량의 약 95%를 차지할 것이며, 16$\times$16 배열을 갖는 핵연료집합체는 74%를 차지할 것 같다. 현재 사용후핵연료의 평균연소도는 45 GWd/tU인데 반해, 2010년대 중 후반 이후 발생할 사용후 핵연료의 평균연소도는 55 GWd/tU이 될 것 같다. 이상의 결과에 따라 파이로공정 시설의 설계를 위한 기준 사용후핵연료를 도출하였다. 예상 사용후핵연료는 21.4 cm $\times$ 21.4 cm의 단면적, 453 cm의 길이, 672 kg의 질량, 4.5 wt.%의 $^{235}U$ 초기 농축도 및 55 GWd/tU의 방출연소도를 갖는 16$\times$16 한국표준형연료가 타당할 것으로 판단된다.

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SPECT filter의 cut off level에 따른 반폭치(FWHM) 크기에 관한 연구 (A study of Full Width at Half Maximum(FWHM) according to the Filter's Cut off level in SPECT camera)

  • 박성옥;권수일
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제26권2호
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    • pp.63-69
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    • 2003
  • 영상재구성에 있어 잡음(noise)을 제거하고 공간 분해능과 대조도 분해능을 향상시킬 수 있는 filter에서 cut off 주파수 level에 따라 영상의 질에 영향을 미치는 경향을 반폭치(FWHM : full width at half maximum)측정방법을 이용하여 비교하였다. 선택한 filter의 종류는 Band-limited, Sheep-logan, Sheep-logan Hanning, Generalized Hamming, Low pass cosine, Parazen, 그리고 Butterworth filter이다. SPECT 영상을 기록하기 위한 점선원(point source)으로 방사성의약품 $^{99m}TcO_4$을 이용하였으며 점선원에 대하여 각각의 filter에서 cut off 주파수 준위별로 영상을 기록하고 axial transverse, coronal sagittal... fh의 section image의 profile 곡선에서 반폭치을 측정하여 비교하였다. 본 연구에서 사용한 filter들에 있어서는 cut off level에 따라 X, Y, 그리고 Z축 방향으로의 평균 FWHM의 길이가 $9.16\;mm{\sim}18.14\;mm$까지 측정되었는데 cut off level 0.7에서 Generalized Hamming filter와 Band limited filter의 경우 9.16 mm로 반폭치의 길이가 제일 짧은 것으로 나타났다.

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전자빔과 감마선 조사된 무순 및 적양배추 종자의 발아 중 미생물학적 및 생리적 품질특성 (Microbiological and Physiological Qualities of Electron-beam and Gamma-ray Irradiated Sprout Seeds(Radish, Red cabbage) during Germination)

  • 박주환;김귀란;권중호
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.186-191
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    • 2009
  • 다수요 새싹채소 중 무순과 적양배추의 종자를 선택하여 전자선과 감마선(0, 1, 3, 5 kGy)을 처리한 다음 생리적 특성과 발아과정 중 미생물 제어효과를 비교하였다. 무순과 적양배추 종자의 총세균 농도는 각각 5.02와 2.86 log CFU/g 이었으나 3 kGy 이상의 방사선 조사에 의해 $2{\sim}3$ log cycle 정도 감소하였다. 새싹의 재배과정 중 총세균의 농도는 점차 증가하는 경향이었으나, 재배 3일까지는 조사구와 비조사구의 차이가 크게 나타났으나 5일 재배 후에는 비조사구와 조사구 간에 유사한 수준을 보였다. 새싹종자에는 대장균군이 검출되지 않았으나 새싹재배 중 농도가 증가하여 재배 말기에는 $4{\sim}5$ log CFU/g 수준을 나타내었다. 그러나 방사선 조사시료에서는 재배 1일까지는 발견되지 않다가 3일부터는 아주 낮은 농도를, 재배 5일째의 1 kGy 조사 무순은 1 log CFU/g 수준을, 적양배추는 2 log CFU/g 수준을 각각 보이면서 시료에 따른 차이를 나타내었다. 그리고, 3 kGy 이상 조사구에서는 대장균군이 매우 낮은 수준을 보이거나 검출되지 않았다. 방사선 조사는 선원에 관계없이 새싹의 수분함량을 유의적으로 감소시켰으며, 발아율은 1 kGy에서는 7%, 3 kGy에서는 18% 정도 감소되었다. 새싹의 수율은 1 kGy에서는 큰 차이가 나타나지 않았으나 3 kGy이상의 조사선량에서 약 $10{sim}50%$ 감소하였으며 길이 변화 또한 새싹의 수율과 유사한 경향을 나타내어 선량이 높을수록 감소하였다. 양배추 새싹의 수율과 길이는 감마선에 비해 전자선 조사(1, 3 kGy) 시료에서 양호하게 나타났다.

의암호 말조개, Unio douglasiae (Unionidae) 의 번식생태 (Reproductive Ecology of the Freshwater Bivalve, Unio douglasiae (Unionidae) in Lake Uiam)

  • 송미영;임지례;이완옥;김성태;김대희
    • 한국패류학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.171-178
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    • 2015
  • 의암호에 서식하고 있는 말조개의 성장과 산란생태를 파악하기 위하여, 2014년 3월부터 2015년 2월까지 상대성장식, 생식소 발달단계에 따른 생식주기와 군성숙도의 월별변화를 조사하였다. 각장에 대한 각고, 각폭, 전중, 육중간의 상대성장식에서 상관계수 ($R^2$) 는 0.814-0.944로 높은 상관관계를 나타내었다. 말조개의 생식소는 소화맹낭의 주변부와 족부로 연결되는 망상결체조직에 분포하며 자웅이체로, 성숙한 난과 정자는 수관을 통해 아가미 반새에서 수정되어 수정란을 아가미의 보육낭에서 부화시켜 체외로 방출하는 난태생종이었다. 서식 지역의 월별 평균수온은 $3.9-25.9^{\circ}C$ 범위였다. 월별 비만도는 0.16-0.22 범위로 하계인 8월-9월에 낮은 값을 보이다가 10월부터 증가하여 11월과 1월에 0.22로 정점을 보였다. 월별 육중량비는 21.3-31.4%로 비만도의 월별 변화와 같은 경향을 나타내었다. 생식소지수는 0.00-4.00 범위를 나타내었고, 4월-7월까지 정점을 보인 후 8월부터 급격히 감소하였다. 생식년주기는 분열증식기 (11-1월), 성장기 (2-3월), 성숙기 (2-5월), 산란기 (4-9월), 회복기 (8-12월)로 구분되어 하계산란종이었다. 의암호산 말조개의 산란기는 4-9월 (주산란기 4-7월) 이였으며, 군성숙 각장은 29.4 mm였다.

ZnO nanostructures for e-paper and field emission display applications

  • Sun, X.W.
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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    • pp.993-994
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    • 2008
  • Electrochromic (EC) devices are capable of reversibly changing their optical properties upon charge injection and extraction induced by the external voltage. The characteristics of the EC device, such as low power consumption, high coloration efficiency, and memory effects under open circuit status, make them suitable for use in a variety of applications including smart windows and electronic papers. Coloration due to reduction or oxidation of redox chromophores can be used for EC devices (e-paper), but the switching time is slow (second level). Recently, with increasing demand for the low cost, lightweight flat panel display with paper-like readability (electronic paper), an EC display technology based on dye-modified $TiO_2$ nanoparticle electrode was developed. A well known organic dye molecule, viologen, was adsorbed on the surface of a mesoporous $TiO_2$ nanoparticle film to form the EC electrode. On the other hand, ZnO is a wide bandgap II-VI semiconductor which has been applied in many fields such as UV lasers, field effect transistors and transparent conductors. The bandgap of the bulk ZnO is about 3.37 eV, which is close to that of the $TiO_2$ (3.4 eV). As a traditional transparent conductor, ZnO has excellent electron transport properties, even in ZnO nanoparticle films. In the past few years, one-dimension (1D) nanostructures of ZnO have attracted extensive research interest. In particular, 1D ZnO nanowires renders much better electron transportation capability by providing a direct conduction path for electron transport and greatly reducing the number of grain boundaries. These unique advantages make ZnO nanowires a promising matrix electrode for EC dye molecule loading. ZnO nanowires grow vertically from the substrate and form a dense array (Fig. 1). The ZnO nanowires show regular hexagonal cross section and the average diameter of the ZnO nanowires is about 100 nm. The cross-section image of the ZnO nanowires array (Fig. 1) indicates that the length of the ZnO nanowires is about $6\;{\mu}m$. From one on/off cycle of the ZnO EC cell (Fig. 2). We can see that, the switching time of a ZnO nanowire electrode EC cell with an active area of $1\;{\times}\;1\;cm^2$ is 170 ms and 142 ms for coloration and bleaching, respectively. The coloration and bleaching time is faster compared to the $TiO_2$ mesoporous EC devices with both coloration and bleaching time of about 250 ms for a device with an active area of $2.5\;cm^2$. With further optimization, it is possible that the response time can reach ten(s) of millisecond, i.e. capable of displaying video. Fig. 3 shows a prototype with two different transmittance states. It can be seen that good contrast was obtained. The retention was at least a few hours for these prototypes. Being an oxide, ZnO is oxidation resistant, i.e. it is more durable for field emission cathode. ZnO nanotetropods were also applied to realize the first prototype triode field emission device, making use of scattered surface-conduction electrons for field emission (Fig. 4). The device has a high efficiency (field emitted electron to total electron ratio) of about 60%. With this high efficiency, we were able to fabricate some prototype displays (Fig. 5 showing some alphanumerical symbols). ZnO tetrapods have four legs, which guarantees that there is one leg always pointing upward, even using screen printing method to fabricate the cathode.

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찰가자미, Microstomus achne의 성성숙과 생식소발달 (Sexual Maturity and Gonadal Development of Slime Flounder, Microstomus achne)

  • 변순규;김성연;김진도;이배익;이종하;한경호;정민환
    • 한국어류학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.179-186
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    • 2011
  • 찰가자미는 우리나라 연해, 일본 서해, 발해, 황해 및 동중국해에 서식하며, 겨울철인 12월에서 3월 사이에 어획된다. 채집이 가능하였던 2006년 11월부터 2007년 3월까지 찰가자미의 생체지수, 생식소발달, 생식주기, 난경조성 및 포란수 등을 조사하였다. 찰가자미의 생식소중량지수(GSI)는, 암컷의 경우 11월에 3.8에서 12월 9.76, 1월 12.46까지 계속 상승하다가, 2월에 9.01, 3월 2.72로 급격히 감소하였다. 수컷도 11월 0.44에서 12월 2.46로 상승한 후 l월에 1.77, 2월에 1.18로 점차 감소하여 3월에는 0.4로 감소하였다. 생식소발달 단계는 성숙기(11~1월), 완숙 및 산란기(l2~2월), 퇴화 빛 휴지기 (2~3월)의 연속적인 생식 주기가 관찰되었으며, 주 산란기는 1~2월이었다. 포란수(F)와 전장(TL)과의 관계는 F=29.027TL - 767.8 (r$^2$=0.7686)로 나타났고, F와 체중(BW)과의 관계는 F=0.3998BW +24.288 (r$^2$=0.8919)로 나타났다.