• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권3호
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• pp.1062-1070
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• 2022

In the present communication, pure and stable α-Bismuth Oxide (Bi₂O₃) nanoparticles (NPs) were synthesized by low temperature solution combustion method using urea as a fuel and calcined at 500℃. The synthesized sample was characterized by using powder X-ray Diffraction (PXRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy dispersive X-ray analysis (EDAX), Transmission Electron Microscopy (TEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and UV-Visible absorption spectroscopy. The PXRD pattern confirms the formation of mono-clinic, stable and low temperature phase α-Bi₂O₃. The direct optical energy band gap was estimated by using Wood and Tauc's relation which was found to be 2.81 eV. The characterized sample was studied for X-ray/gamma ray shielding properties in the energy range 0.081-1.332 MeV using NaI (Tl) detector and multi channel analyzer (MCA). The measured shielding parameters agrees well with the theory, whereas, slight deviation up to 20% is observed below 356 keV. This deviation is mainly due to the influence of atomic size of the target medium. Furthermore an accurate theory is necessary to explain the interaction of X-ray/gamma ray with the NPs.The present work opens new window to use this facile, economical, efficient, low temperature method to synthesize nanomaterials for X-ray/gamma ray shielding purpose.

• 한국어류학회지
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• 제33권2호
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• pp.95-106
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• 2021

본 연구에서는 남한측 동해 최북단인 강원도 고성군에서 2년간(2018~2019년) 매월 정치망을 이용하여 어류 종조성을 확인하였으며, 과거 연구와의 비교를 통해 동해 해양환경과 어류상 간의 관계를 확인하고자 하였다. 조사기간 동안 총 77개 분류군이 어획되었으며, 이 중에서 75개 분류군이 종 수준까지 확인되었다. 우점하는 분류군은 참복과, 가자미과 등이었으며, 우점종은 도루묵, 전어, 쥐치, 말쥐치, 전갱이 등이었다. 표층수온은 과거에 비해 겨울철 및 봄철에는 지속적으로 상승하였고, 봄철 어류 종조성은 과거 한류성 어종에서 최근 난류성 어종으로 변화한 것으로 확인되었다. 본 연구에서는 이전 연구보다 참복과 어류의 종 다양성이 매우 높았는데, 이는 수온 상승과 함께 동해안으로 유입되는 참복과 어류의 양적인 증가와 관계가 있는 것으로 추정된다. 어류 종조성에서는 과거 남부해역(삼척, 강릉)의 종조성과 유사해졌으며, 월별 군집분석 결과에서는 한류성 어종이 우점하는 1~4월 그룹과 방어, 고등어가 우점하는 7~10월 그룹, 그리고 난류성 어종이 우점하는 5~6월, 11~12월 그룹으로 나뉘어져서 1년 중 8개월이 동해안으로 회유하는 난류성 어종들이 우점하는 것을 확인할 수 있었다. 장기간 난류성 어종들의 우점하는 경향은 북방한계선의 확장, 서식적수온대의 장기간 형성, 그리고 풍부한 먹이에 따른 결과로 생각된다. 따라서, 동해안으로 회유하는 난류성 어종들의 상업적인 이용방법 모색과 동시에 효율적인 자원관리 정책의 마련이 필요할 것으로 생각된다.

• 농업과학연구
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• 제2권1호
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• pp.151-177
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• 1975

충남지방(忠南地方)의 답이용도(沓利用度) 제고(提高)를 위(爲)한 기초정보(基礎情報)를 얻기 위(爲)하여 충남(忠南)의 입지적(立地的)인 조건(條件)과 아울러 답이용현황(沓利用現況) 및 답이용도(沓利用度)의 제고(提高)를 조해(阻害)하는 요인(要人)을 분석(分析)하고 보다 생산성(生産性) 높은 작업(作業) 및 경종체계를 모색(摸索)하였던바 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 답전후작(沓前後作)을 기피(忌避)하는 일차적(一次的)인 원인(原因)은 논의 배수불량(排水不良)이었고 이차적(二次的)인 원인(原因)은 이앙기(移秧期)에 지장(支障)을 초래(招來)한다는 점(点)이었고 삼차적(三次的)인 원인(原因)은 노동력(勞動力) 부족(不足)이었다. 2. 답전후작(沓前後作)을 수행(遂行)하는 농가(農家)는 대부분영세농(大部分零細農)으로서 자가식량(自家食糧)을 대보를 위(爲)한 소규모재배(小規模栽培)가 많았으며 주작목(主作目)은 보리였다. 3. 충남(忠南)의 기조적(氣條的)인 조건(條件)을 고려(考慮)할 때 대체로 답전후작물(沓前後作物)의 수확기(收穫期)는 6월(月)10일(日)이 한계(限界)이며 수도(水稻)의 이앙기(移秧期)는 6월(月)25일(日)이 한계(限界)이다. 4. 답전후작(沓前後作)으로 보리를 파종(播種)할 경우(境遇) 경운전(耕耘前) 로타리살파(撒播)가 가장 능률적(能率的)이었을 뿐아니라 적은 경비(經費)가 소요(所要)되었다. 5 소득(所得)과 아울러 수확(收穫) 및 이앙작업소요기간(移秧作業所要期間)을 고려(考慮)할 경우(境遇) 일반적(一般的)으로 조생(早生)통일+올보리의 작부방식(作付方式)이 유리(有利)하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제24권3호
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• pp.369-376
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• 2003

Coulson (ZINDO), Mulliken $(MP2/6-31G^*)$ and Natural $(MP2/6-31G^*)$ population analyses of several large molecules were performed by the Fragment Reassociation (FR) method. The agreement between the conventional ZINDO (or conventional MP2) and FR-ZINDO (or FR-MP2) charges of these molecules was excellent. The standard deviations of the FR-ZINDO net atomic charges from the conventional ZINDO net atomic charges were 0.0008 for $C_{10}H_{22}$ (32 atoms), 0.0012 for $NH_2-C_{16}O_2H_{28}-COOH$ (53 atoms), 0.0014 for $NH_3^+-C_{16}O_2H_{28}-COOH$ (54 atoms), 0.0017 for $NH_2-C_{16}O_2H_{28}-COO^-$ (52 atoms), 0.0019 for $NH_3^+-C_{16}O_2H_{28}-COO^-$ (53 atoms), 0.0024 for a conjugated model $(O=CH-(CH=CH)_{15}-C=O-(CH=CH)_{12}-CH=CH_2)$, 118 atoms), 0.0038 for aglycoristocetin $(C_{60}N_7O_{19}H_{52}^+$, 138 atoms), 0.0023 for a polypropylene model complexed with a zirconocene catalyst $(C_{68}H-{121}Zr^+$, 190 atoms) and 0.0013 for magainin $(C_{112}N_{29}O_{28}SH_{177}$, 347 atoms), respectively. The standard deviations of the FR-MP2 Mulliken (or Natural) partial atomic charges from the conventional ones were 0.0016 (or 0.0016) for $C_{10}H_{22}$, 0.0019 (or 0.0018) for $NH_2-C_{16}O_2H_{28}-COOH$ and 0.0033 (or 0.0023) for $NH_3^+-C_{16}O_2H_{28}-COO^-$, respectively. These errors were attributed to the shape of molecules, the choice of fragments and the degree of ionic characters of molecules as well as the choice of methods. The CPU time of aglycoristocetin, conjugated model, polypropylene model complexed with zirconocene and magainin computed by the FR-ZINDO method was respectively 2, 4, 6 and 21 times faster than that by the normal ZINDO method. The CPU time of $NH_2-C_{16}O_2H_{28}-COOH\;and\;NH_3^+-C_{16}O_2H_{28}-COO^-$ computed by the FR-MP2 method was, respectively, 6 and 20 times faster than that by the normal MP2 method. The largest molecule calculated by the FR-ZINDO method was B-DNA (766 atoms). These results will enable us to compute atomic charges of huge molecules near future.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권6호
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• pp.620-635
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• 2010

In this paper we describe current activities on the project Multi-Scale Modeling and Analysis of convective boiling (MSMA), conducted jointly by the Paul Scherrer Institute (PSI) and the Swiss Nuclear Utilities (Swissnuclear). The long-term aim of the MSMA project is to formulate improved closure laws for Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations for prediction of convective boiling and eventually of the Critical Heat Flux (CHF). As boiling is controlled by the competition of numerous phenomena at various length and time scales, a multi-scale approach is employed to tackle the problem at different scales. In the MSMA project, the scales on which we focus range from the CFD scale (macro-scale), bubble size scale (meso-scale), liquid micro-layer and triple interline scale (micro-scale), and molecular scale (nano-scale). The current focus of the project is on micro- and meso-scales modeling. The numerical framework comprises a highly efficient, parallel DNS solver, the PSI-BOIL code. The code has incorporated an Immersed Boundary Method (IBM) to tackle complex geometries. For simulation of meso-scales (bubbles), we use the Constrained Interpolation Profile method: Conservative Semi-Lagrangian $2^{nd}$ order (CIP-CSL2). The phase change is described either by applying conventional jump conditions at the interface, or by using the Phase Field (PF) approach. In this work, we present selected results for flows in complex geometry using the IBM, selected bubbly flow simulations using the CIP-CSL2 method and results for phase change using the PF approach. In the subsequent stage of the project, the importance of effects of nano-scale processes on the global boiling heat transfer will be evaluated. To validate the models, more experimental information will be needed in the future, so it is expected that the MSMA project will become the seed for a long-term, combined theoretical and experimental program.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권3호
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• pp.380-387
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• 2015

A lead slowing-down spectrometer (LSDS) system is a promising nondestructive assay technique that enables a quantitative measurement of the isotopic contents of major fissile isotopes in spent nuclear fuel and its pyroprocessing counterparts, such as $^{235}U$, $^{239}Pu$, $^{241}Pu$, and, potentially, minor actinides. The LSDS system currently under development at the Korea Atomic Energy Research Institute (Daejeon, Korea) is planned to utilize a high-flux ($>10^{12}n/cm^2{\cdot}s$) neutron source comprised of a high-energy (30 MeV)/high-current (~2 A) electron beam and a heavy metal target, which results in a very intense and complex radiation field for the facility, thus demanding structural shielding to guarantee the safety. Optimization of the structural shielding design was conducted using MCNPX for neutron dose rate evaluation of several representative hypothetical designs. In order to satisfy the construction cost and neutron attenuation capability of the facility, while simultaneously achieving the aimed dose rate limit (< $0.06{\mu}Sv/h$), a few shielding materials [high-density polyethylene (HDPE)eBorax, $B_4C$, and $Li_2CO_3$] were considered for the main neutron absorber layer, which is encapsulated within the double-sided concrete wall. The MCNP simulation indicated that HDPE-Borax is the most efficient among the aforementioned candidate materials, and the combined thickness of the shielding layers should exceed 100 cm to satisfy the dose limit on the outside surface of the shielding wall of the facility when limiting the thickness of the HDPE-Borax intermediate layer to below 5 cm. However, the shielding wall must include the instrumentation and installation holes for the LSDS system. The radiation leakage through the holes was substantially mitigated by adopting a zigzag-shape with concrete covers on both sides. The suggested optimized design of the shielding structure satisfies the dose rate limit and can be used for the construction of a facility in the near future.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권5호
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• pp.869-877
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• 2020

A 24-month Advanced Power Reactor 1400 (APR1400) core with a very-low-boron (VLB) concentration has been investigated for an inherently safe and high-performance PWR in this work. To develop a high-performance APR1400 which is able to do the passive frequency control operation, VLB feature is essential. In this paper, the centrally-shielded burnable absorber (CSBA) is utilized for an efficient VLB operation in the 24-month cycle APR1400 core. This innovative design of the VLB APR1400 core includes the optimization of burnable absorber and loading pattern as well as axial cutback for a 24-month cycle operation. In addition to CSBA, an Er-doped guide thimble is also introduced for partial management of the excess reactivity and local peaking factor. To improve the neutron economy of the core, two alternative radial reflectors are adopted in this study, which are SS-304 and ZrO₂. The core reactivity and power distributions for a 2-batch equilibrium cycle are analyzed and compared for each reflector design. Numerical results show that a VLB core can be successfully designed with 24-month cycle and the cycle length is improved significantly with the alternative reflectors. The neutronic analyses are performed using the Monte Carlo Serpent code and 3-D diffusion code COREDAX-2 with the ENDF/B-VII.1.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2009년 추계학술대회논문집
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• pp.151-158
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• 2009

To implement the insects' flapping flight for developing flapping MAVs(micro air vehicles), the unsteady flow characteristics of the insects' forward flight is investigated. In this paper, two-dimensional FSI(Fluid-Structure Interaction) simulations are conducted to examine realistic flow features of insects' flapping flight and to examine the flexibility effects of the insect's wing. The unsteady incompressible Navier-Stokes equations with an artificial compressibility method are implemented as the fluid module while the dynamic finite element equations using a direct integration method are employed as the solid module. In order to exchange physical information to each module, the common refinement method is employed as the data transfer method. Also, a simple and efficient dynamic grid deformation technique based on Delaunay graph mapping is used to deform computational grids. Compared to the earlier researches of two-dimensional rigid wing simulations, key physical phenomena and flow patterns such as vortex pairing and vortex staying can still be observed. For example, lift is mainly generated during downstroke motion by high effective angle of attack caused by translation and lagging motion. A large amount of thrust is generated abruptly at the end of upstroke motion. However, the quantitative aspect of flow field is somewhat different. A flexible wing generates more thrust but less lift than a rigid wing. This is because the net force acting on wing surface is split into two directions due to structural flexibility. As a consequence, thrust and propulsive efficiency was enhanced considerably compared to a rigid wing. From these numerical simulations, it is seen that the wing flexibility yields a significant impact on aerodynamic characteristics.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.235-241
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• 2014

도심지내 대규모 교통유발시설로 인한 인구 및 차량 집중화로 주차, 혼잡 등의 교통문제가 지속적으로 대두되고 있다. 이를 해결하기 위해 정책적인 교통수요관리 외에 교통유발의 원인이 되는 건물 소유주에게 자발적인 교통수요제도 참여를 유도하는 것이 필수적인 부분이다. 이러한 맥락으로 이미 '90년부터 정책적으로 교통유발부담금제도를 운영하여 교통유발시설에 대해서 부담금을 징수 해왔고, 건물 소유주의 참여 유도를 위해 교통량감축 프로그램을 이행할 시 교통유발부담금을 감면해주고 있다. 그러나 전체적인 부담금 감면 혜택의 약화 등으로 참여 유도가 미흡한 실정이다. 특히, 본 연구에서 다루고자하는 주차수요관리의 일환인 주차유도시스템은 실제 설치 시 최대 20%까지 부담금을 감면해 주지만 해당연도 1회에 불과하여 약 10년 정도의 효용가치가 있음에도 효율적으로 활용되지 못하고 있다. 또한 경제적 분석 기법을 활용한 결과, 주차유도시스템 내구연한을 10년 정도 가정해 볼 때, 사회적 할인율을 감안하면, 현재 기준 약 3,662,390,000원의 경제적 효과가 발생할 것으로 추정되었고, 순현재가치(NPV)는 2,160,440,000원와 비용-편익비(B/C Ratio)는 2.44로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 주차유도시스템을 실제로 설치하여 조사한 자료를 바탕으로 설치전후를 비교한 사례를 제시하고 효과를 분석하여 교통유발부담금 경감을 위한 주차유도시스템의 활용에 필요한 정책적 시사점을 제시하는데 목적이 있다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제17권sup호
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• pp.61-68
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• 2011

본 연구는 가축분뇨 처리시설의 평가 및 최적 선택의 의사결정에 있어서, 시설물은 내구성이 있는 자산이므로 내용연수 전 기간에 걸친 비용측면에서의 경제성이 고려되어야 하는 바, 이를 위하여 LCC (Life Cycle Cost) 기법의 적용 가능성을 검토하고자 수행하였다. 경제성의 비교 분석을 위해 양돈 분뇨 1일 100톤 처리규모의 공동자원화시설 설치 공법들 중 4개 공법에 대한 시설투자 및 연간 운영비를 조사하였는데, 초기 투자비는 2,699~3,202 백만원 수준으로 T 공법이 가장 높았고 E 공법이 가장 낮았다. 연간 운영비에 있어서는 378~498 백만원 수준으로 T 공법, J 공법, E 공법, B 공법 순으로 유리한 것으로 조사되었다. LCC 분석을 위해 한국은행 및 통계청의 10년간 ('00~'09) 자료를 이용하여 이자율 (4.7%), 물가상승율 (3.13%), 실질 할인율 (1.52%)를 기준하고, 현가계수 산정을 위해 내용연수를 토목 건축 (30년), 기계 (10년), 전기계장 (15년) 으로 기준하였다. 이를 바탕으로 한 분석 결과, 톤당 운영비로 보면 17,570~18,998원/톤 수준으로서 E공법이 17,570원/톤으로 가장 낮은 반면, B 공법이 20,661원/톤으로 가장 높아 상대적으로 가장 비경제적이었다. 특히 초기투자비가 높더라도 연간 운영비가 낮은 T 공법이 초기투자비는 T 공법보다 낮으나 연간 운영비가 상대적으로 높은 B 공법에 비해 LCC가 낮게 평가되었다. 따라서 가축분뇨 처리시설의 경제적 측면에서의 공법 선택에 있어서는 초기시설투자비 또는 연간 운영비 중 어느 한쪽만 평가하여 결정하기 보다는 LCC 분석을 적용하여 평가하는 것이 합리적임을 알 수 있다. 또한 경제성 분석에 있어서, 불확실성에 따른 LCC 분석 결과의 변화를 파악하기 위해 '00~'09년 간의 할인율 변동폭을 적용하여 민감도분석을 실시한 결과, 변동범위 안에서 변화하더라도 각 대안별 비용우위에 대한 변화는 달라지지 않아 안정적이라고 할 수 있다. 따라서 LCC를 이용한 경제성 평가는 가축분뇨 처리시설의 선택을 위한 의사결정에 유용한 평가 지표가 될 수 있으리라 판단된다. 향후 분석의 신뢰성 제고와 활성화를 위해서는 각 비용요소들에 대해 공신력 있는 데이터베이스 구축이 대단히 중요하며, 아울러 시설평가 시 정성적인 요인도 고려할 수 있는 연구가 추가적으로 이루어져야 할 것이다.