• 제목/요약/키워드: Emission Characteristics

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2 L급 수소 직접분사 전기점화 엔진의 워밍업 시 공기과잉률에 따른 질소산화물 배출 및 연료 소모율에 대한 실험적 분석 (Effect of Varying Excessive Air Ratios on Nitrogen Oxides and Fuel Consumption Rate during Warm-up in a 2-L Hydrogen Direct Injection Spark Ignition Engine)

  • 하준;김용래;박철웅;최영;이정우
    • 한국가스학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.52-58
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    • 2023
  • 지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.

DTG 분석법을 활용한 슬래그류 비탄산염 재료의 CO2 정량 측정방법 연구 (A Study on the Method for Quantifying CO2 Contents in Decarbonated Slag Materials by Differential Thermal Gravimetric Analysis)

  • 최재원;유병노;추용식;한민철
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.8-16
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    • 2024
  • 포틀랜드 시멘트, 철강 산업 등에서 원료로 사용되는 석회석(CaCO3, calcium carbonate)은 고온에서 탈탄산 분해 반응에 의해 CO2를 배출한다. 석회석 사용에 의한 CO2 배출을 저감하기 위해 CO2 배출의 원인이 되는 carbonate 광물을 함유하지 않거나 함유량이 적으면서도 CaO를 함유한 산업부산물로 석회석을 대체하려는 기술이 제안되었다. 이들 산업부산물에 함유된 CO2를 정량 측정하는 방법으로 Loss of Ignition(LOI), Thermo-Gravimetric Analysis(TG), Infrared Spectroscopy(IR) 등이 사용되나, 산업부산물의 특성에 따라 CO2 배출량을 과대 또는 과소 평가할 우려가 있다. 본 연구에서는 CaCO3 시료와 고온에서 산화반응에 의해 중량이 증가하는 시료 각각에 carbonate 형태로 함유된 CO2의 함량을 측정하는 방법으로 LOI, TG, IR 및 DTG(Differential Thermo-Gravimetric Analysis) 방법의 신뢰도와 시험방법별 측정결과를 비교 검토하였다. CaCO3 시료에 대해서는 검토한 모든 시험결과는 충분한 수준의 신뢰도를 나타내었다. 반면, 고온에서 중량이 증가하는 시료의 CO2 함량에 대해서는 LOI와 TG는 시료의 CO2 함량을 제대로 평가하지 못했으며, IR은 예측값에 비해 CO2 함량을 과대평가하는 경향을 나타내었으나, DTG에 의한 평가 결과는 예측값에 근사하였다. 이로부터 수 % 미만 수준의 미량의 CO2를 함유하고, carbonate 광물의 분해 배출 온도에서 CO2 배출에 의한 중량 감소 외에도 중량이 변화하는 시료의 경우 DTG를 이용하여 CO2 함량을 구하는 것이 LOI나 TG, IR을 이용한 평가보다 합리적이라고 판단된다.

서해안 태안 어은리 갯벌의 연속관측 메탄(CH4) 플럭스 특성 평가 (Evaluation of CH4 Flux for Continuous Observation from Intertidal Flat Sediments in the Eoeun-ri, Taean-gun on the Mid-western Coast of Korea)

  • 이준호;노경찬;우한준;강정원;정갑식;장석
    • 자원환경지질
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    • 제48권2호
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    • pp.147-160
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    • 2015
  • 2014년 8월 31일~9월 1일 충남 태안 어은리 갯벌 퇴적물의 동일한 실험 장소에서 닫힌 챔버를 이용하여 챔버내 가스들(메탄($CH_4$), 이산화탄소($CO_2$) 및 산소($O_2$))의 갯벌 표면 노출시 일조량이 있는 조석주기의 저조 시점을 기준으로 각 기체의 플럭스량을 파악하기 위해 총 6회 실험하였다. 챔버 내에서 채취된 대기 샘플 중 메탄의 농도는 6시간 이내에 지구온실가스 측정용 EG model GS-23 가스크로마토그래피로 분석하였으며 그 외 가스종은 Multi Gas Monitor를 이용하여 실시간 측정하였다. 각 가스 종들의 배출원(source (+)) 또는 흡수원(sink (-))의 플럭스 계산값은 단순 선형 회귀분석을 이용하여 시간에 따른 각 기체의 농도변화인 1차 함수 기울기 값을 수식에 대입하여 계산하였다. 또한 주변 환경 특성을 참고하기 위해 퇴적물 함수율, 온도, 총유기탄소, 챔버내 온도 및 퇴적물 퇴적상도 측정하였다. 첫째날, 총 3회 플럭스 측정이 진행되는 5시간 20분 동안 이산화탄소는 $-137.00{\sim}-81.73mg/m^2/hr$ 흡수원, 산소는 $-0.03{\sim}0.00mg/m^2/hr$ 흡수원 그리고 둘째날, 이산화탄소는 -20.43~-2.11 mg/m2/hr 흡수원, 산소는 $-0.18{\sim}-0.14mg/m^2/hr$ 흡수원으로 모두 동일하였다. 메탄의 경우 양일간 조석주기의 저조 시점이 되기 전에는 첫째날 $-0.02mg/m^2/hr$ 흡수원(SPSS 통계분석을 이용한 Pearson 상관계수는 뚜렷한 음의 선형관계인-0.555(n=5, p=0.332)) 및 둘째날 $-0.15mg/m^2/hr$ 흡수원(상관계수는 강한 음의 선형관계인 -0.915(n=5, p=0.030))으로 작용하였다. 그리고 저조시점 이후로 메탄은 첫째날 최소 $+0.00mg/m^2/hr$ 배출원(상관계수는 거의 무시될 수 있는 선형관계인 +0.713(n=5, p=0.176)) 및 둘째날 최대 $+0.03mg/m^2/hr$ 배출원(상관계수는 약한 양의 선형관계인 +0.194(n=5, p=0.754))이 된다는 플럭스 양상은 양일간 모두 같았다. 그러나 $CH_4$ 플럭스 값은 일자 및 시간별로 모두 다르게 분석되었다. 이러한 결과는 같은 시간, 동일지역 퇴적물 일지라도 $CH_4$ 플럭스 변화율은 갯벌 근처 해수의 표층 조석주기 특성 이해를 통한 가스 방출 상관관계 및 물리화학적 퇴적물 환경과 같은 주변 변수에 따라 영향을 받음 수 있음을 보여준다.

의료기관 방사선 종사자의 직무별 개인피폭선량에 관한 연구 (Medical Radiation Exposure Dose of Workers in the Private Study of the Job Function)

  • 강천구;오기백;박훈희
    • 핵의학기술
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    • 제15권2호
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    • pp.3-12
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    • 2011
  • 본 연구는 방사성동위원소의 의학적 이용도가 증가함에 따라 의료기관 핵의학과 방사선관계종사자의 직무별 방사선 이용에 대한 개인 방사선피폭선량의 실태를 파악하여, 방사선 위험에 대해 경각심을 고취시키고, 방사선 관계종사자들에게 안전관리와 합리적인 피폭선량 관리에 도움을 주고자 분석하였다. 2010년 1월 1일부터 2010년 12월 31일까지 의료기관에서 근무하는 방사선종사자로 분류되어 개인 방사선피폭선량 측정을 정기적, 연속적으로 1년간 조사 관리된 540명의 종사자를 대상으로 부서별, 선량영역구간별, 근무기간별, 직무별 관련업무를 파악하여 심부선량에 대하여 연간평균피폭선량을 각각 분석하였다. 분석법으로는 빈도분석과 ANOVA를 시행하였다. 의료기관 방사선종사자의 부서별 연간피폭선량은 핵의학과 4.57 mSv로 가장 높았으며, 심장혈관중재술실 2.09 mSv, 마취통증의학과 1.42 mSv, 영상의학과 1.10 mSv, 구강악안면 방사선과 0.59 mSv, 방사선종양학과 0.50 mSv 순으로 높게 나타났다. 선량영역별 분포는 핵의학과, 심장혈관중재술실에서 5.01~19.05 mSv의 높은 선량영역분포를 보였으며, 부서별 방사선사의 연간피폭선량은 핵의학과 7.14 mSv로 가장 높은 피폭선량을 보이고 있으며, 심장혈관중재술실 1.46 mSv로 높았고, 영상의학과 0.97 mSv, 구강악안면방사선과 0.66 mSv, 방사선종양학과 0.54 mSv 순으로 나타났다. 세부업무에 따른 직무별 연간평균피폭선량은 싸이크로트론 관련 합성 업무 17.47 mSv로 가장 높은 피폭선량을 보였으며, Gamma camera 영상실 7.24 mSv, PET/CT 영상실 업무가 7.60 mSv로 높게 나타났고, 인터벤션 2.04 mSv, 심혈관중재술실 1.46 mSv, 일반촬영 1.21 mSv, Primart 치료실 0.90 mSv, 구강악안면방사선과 일반촬영 0.66 mSv 순으로 나타났다. 근무기간별, 선량영역별에 따른 연간평균피폭선량은 구강악안면방사선과에서는 10~14년 종사자가 1.01~3.00 mSv로 높은 평균선량을 보였고, 방사선종양학과는 모든 근무기간에 따라 0.00~1.00 mSv 의 낮은 선량영역구간에서 분포를 보였으며, 심혈관중재술실은 10~14년, 15~19년 근무에 따라 각각 1.01~3.00 mSv 선량영역구간에서 분포하였으며, 영상의학과에서는 1~4년, 5~9년 종사자가 각각 1.01~8.00 mSv의 가장 높은 선량영역구간에서 분포를 보였고, 핵의학과에서는 1~4년, 5~9년 종사자가 각각 3.01~19.05 mSv 의 가장 높은 선량영역구간에서 분포를 보였으며, 10~14년, 15~19년 종사자에서도 각각 3.01~15.00 mSv의 높은 선량영역구간에서 분포를 보였다. 이와 같은 결과로 볼 때 의료기관에서 근무하는 방사선관계종사자의 대부분이 현재의 방사선 안전관리가 실효성 있게 이루어지고 있었으며, 직무특성에 따라 많은 차이가 있는 것을 알게 되었다. 그러나 방사선 피폭을 최소화시키는 노력이 필요하며, 이를 위해서 체계적 교육과 합리적인 피폭량 관리를 위한 체계가 필요하다고 사료된다.

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Tc-99m MIBI와 T1-201 심근 SPECT에서 역재분포의 임상적 의의 (Clinical Significance of Reverse Redistribution on Tc-99m MIBI and T1-201 Myocardial Perfusion SPECT Images)

  • 송호천;범희승;김지열;정명호;길광채;박주형;조정관;박종춘;강정채
    • 대한핵의학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.95-103
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    • 1996
  • 심근관류 스캔에서 부하영상에 비해 휴식영상에서 오히려 심근관류가 감소되어 보이는 현상을 역재분포라고 하며, 심근관류 스캔시 드물지 않게 관찰되나 아직 이 현상의 기전이나 의미는 확실히 밝혀진 바 없다. 이에 저자들은 디피리다몰부하 T1-201 및 Tc-99m MIBI 심근관류 SPECT에서 역재분포현상의 존재 유무를 알아보고, 또 이 현상이 어떤 경우에 나오는지 그 내용을 파악하기 위하여 1992년 9월부터 1994년 1월까지 전남대학교병원 핵의학과에서 시행하였던 심근관류 SPECT를 시행한 1462명을 대상으로 본 연구를 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 대상환자 1462명중 168명(11.5%)에서 역재분포를 보였으며, T1-201을 사용한 환자는 463명 중 44명(9.5%), Tc-99m MIBI를 사용한 환자는 999명 중124명(12.4%)에서 역재분포를 보였다. T1-201 및 Tc-99m MIBI를 사용한 양군간에 역재분포 빈도수는 통계학적 유의한 차이는 없었다(p>0.05). 2) 심근관류 SPECT상 역재분포를 보였던 168명 중 관동맥조영술로 확진된 65명(T1-201 21예, Tc-99m MIBI 44예)을 질환별 분류를 하였다. T1-201과 Tc-99m MIBI를 사용한 모든 환자에서 재혈관화후 (53.9%), 관동맥질환(24.6%, 재혈관화후 및 심근경색 제외), 심근경색(12.3%) 그리고 정상 관동맥(9.2%) 순으로 관찰되었으며, T1-201 및 Tc-99m MIBI 양군간에 질병양상에 따른 통계학적 유의한 차이는 없었다. 3) 역재분포를 보인 부위를 좌심실 전벽, 중격, 하벽, 측벽 및 심첨부로 나누어 분석해 보면, 중격 32(39.5%), 하벽 24(29.6%), 전벽 12(14.8%), 심첨부 7(8.7%), 그리고 측벽 6(7.4%)의 순으로 나타났다. 4) 관동맥협착의 정도와 역재분포 빈도와의 상관관계를 알아보기 위하여, 역재분포를 보인 부위와 관련된 관동맥분지 30개를 협착정도별로 분류하였다. 협착의 정도와 역재분포의 빈도와는 상관관계를 보이지 않았으며, T1-201과 Tc-99m MIBI군 사이에도 분포의 차이가 없었다. 역재분포를 보인 부위와 관련된 관동맥 분지별로 보면 좌전하행동맥이 18예로 가장 많았고, 다음 이 우관동맥(10예), 좌회선동맥(4예)순이었다. 5) 역재분포를 보인 환자중 좌심실의 벽운동성을 관찰할 수 있었던 27명의 환자 중 12명은 정상벽운동, 12명은 저운동, 그리고 3명에서 이운동 소견을 보였다. 6) 역재분포를 보인 부위에 측부혈행 유무를 관찰 할 수 있었던 30예 중 측부혈행이 있었던 예는 4예에 불과하였다. 7) T1-201 심근관류 SPECT시 휴식기 T1-201 재주사를 시행한 14예 중 재주사에 의해 역재분포 부위에 섭취 증가를 보인 예는 10예였다. 결론적으로, 역재분포는 여러가지 병태생리적인 기전에 의해 나타날 수 있는 소견으로 보이며, 그 임상적 의의는 심근관류검사를 시행한 환자의 병력에 따라 판단하여야 할 것으로 사료되었다.

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고립성 폐결절로 나타난 기관지폐포암의 임상적 고찰 (The Characteristics of Bronchioloalveolar Carcinoma Presenting with Solitary Pulmonary Nodule)

  • 김호철;천은미;서지영;정만표;김호중;권오정;이종헌;한용철;이경수;한정호
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제44권2호
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    • pp.280-289
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    • 1997
  • 연구목적 : 기관지폐포암은 다양한 임상적, 방사선적인 양상으로 나타나며 대표적인 방사선적인 양상으로 또는 종괴, 국소적 경화, 미만성 결절 또는 경화 등으로 나타난다. 고립성 결절 또는 국소적 경화 병변으로 나타난 기관지폐포암은 다발성 병변과는 달리 예후가 좋으므로 조기에 진단하는 것이 매우 중요하다. 그러나 고립성 결절로 나타나는 기관지폐포암은 비특이적 임상증상과 다양한 방사선 양상으로 폐렴, 폐결핵, 양성병변으로 오인되어 치료의 시기를 놓치는 경우가 있다. 이에 저자들은 고립성 폐결절로 나타난 기관지폐포암의 임상적, 방사선적 특성을 알아보기 위하여 다음과 같은 연구를 시행하였다. 방 법 : 1995년 1월부터 1996 년 8월까지 서울삼성병원에서 병리학적으로 기관지폐포암이 진단되고 방사선 소견에서 고립성 폐결절로 나타난 환자를 대상으로 임상적, 방사선적인 특성을 조사였다. 결 과 : 환자는 총 11명으로 남자는 6명, 여자 5명이었고 환자들의 연령은 37세에서 69세로 중앙 연령값은 60세이었다. 대부분의 환자는 증상이 없이 단순흉부촬영에서 우연히 이상소견이 발견되어 진단되었다. 단순흉부촬영상 대부분 경계가 불명확한 결절 또는 음영증가의 소견을 보였고 단순흉부촬영후 추측진단 양성병변이나 결핵성 폐병변으로 오인되었던 예가 6예였고 5예에서만 악성 결절로 추정되었다. 전산화단층촬영상 경화, 간유리 모양, 기관지 공기 조영, open bronchus sign, internal bubble-like lucencies, spiculated margin 또는 pleural tag등의 소견이 대부분의 환자에서 관찰되었다. FDG-PET 검사를 시행한 8예중 3예에서 악성을 의심하는 소견이 보였고 5예에서 위음성의 소견을 보였다. 병리학적인 진단은 경기관지폐생검과 경피적 폐생검을, 통해 진단된 예가 각각 1예, 2예이었고 8예에서는 비디오흉강경을 이용한 폐생검을 통해 이루어졌다. 환자는 모두 폐엽절제술을 시행받았고 수술후 병기는 $T_1N_0M_0$가 8예, $T_2N_0M_0$가 3예로 근치적 절제술이 가능하였다. 결 론 : 고립성 결절 양상의 기관지폐포암은 증상 없이 우연히 발견되는 경우가 대부분이며 단순흉부촬영상 주로 경계가 불명확한 결절 또는 음영증가의 소견으로 나타나 양성병변으로 오인되는 경우가 많았다. 만약, 이런 병변이 추적검사에서 계속 남아 있거나 커지는 경우는 흉부전산화단층촬영을 시행하여 경화, 간유리 모양, 기관지 공기조영, internal bubble-like lucencies, spiculated margin 또는 pleural tag등 소견을 보인다면 개흉술 등을 포함한 적극적인 진단적 접근이 필요하다고 생각된다.

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