• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.737-760
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• 2022

고준위 방사성 폐기물(High-level radioactive waste; HLW)의 지질처분을 위해서는 심부 지하 환경에 대한 이해가 선행되어야 하며, 이는 지질학적, 수리지질학적, 지구화학적, 지질공학적 조사를 통해 가능하다. 우리나라는 HLW의 지질처분을 계획하고 있으나, 심부 지하 환경의 지구화학적 특성에 관한 연구가 부족한 편이다. 이에 본 논문에서는 지질처분 부지 선정을 위한 지구화학적 조사를 중심으로 선진국의 심부 지하수 연구 동향을 살펴봄으로써 앞으로 국내 수리지구화학 분야의 연구 과제를 도출하는데 참고하고자 하였다. 해외 8개 국가(미국, 캐나다, 핀란드, 스웨덴, 프랑스, 독일, 일본, 스위스)의 심부 지하 환경 조사 방법 및 결과와 함께 지질처분 부지 결정 과정과 향후 연구 계획을 살펴본 결과, 해외 선진국에서는 심부 지하 환경의 지구화학적 특성화를 위해 지하수 및 난대수층 내 간극수의 수화학과 동위원소(예: SO₄^2-의 ³⁴S, ¹⁸O, DIC의 ¹³C, ¹⁴C, H₂O의 ²H, ¹⁸O), 균열 충전광물(fracture-filling minerals), 유기물, 콜로이드, 산화-환원 지시자(예: Eh, Fe²⁺/Fe³⁺, H₂S/SO₄^2-, NH₄⁺/NO₃^-) 등을 조사하고 있으며, 이들 지구화학 자료의 통합 해석을 통해 해당 심부 환경이 지질처분에 적합한지를 평가하였다. 국내의 경우, 인공신경망을 이용한 Self-Organizing Map(자기조직화 지도), 다변량 통계 기반 M3 모델링(지하수 혼합 모델), 반응-경로 모델(reaction path model) 등을 이용하여 심부 지하수의 수화학적 유형 분류 및 진화 패턴 규명, 천부 지하수 혼합 영향, 균열 충전광물과 지하수화학 사이의 관계를 규명한 바 있다. 그러나 지질처분 부지를 선정하는데 있어 과학적 근거를 확보하기 위해 중요한 기타 지구화학 자료(예: 동위원소, 산화-환원 지시자, 용존유기물)가 매우 부족한 현실이며, 따라서 최적의 지질 처분지를 찾기 위해서는 지역별/유형별 심부 지하수에 대한 지구화학적 자료 구축이 요구된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권2호
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• pp.85-94
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• 1997

연구 지역은 제주도의 해안 용천수를 수원지로 하고 있는 삼양 3수원지로서 1996년 1월부터 원수의 염소이온농도가 먹는 물 수질기준치인 150 mg/ι를 훨씬 초과하여 그 원인을 수리지질학적으로 규명하기 위하여 연구를 수행하였다. 연구결과 그 원인은 다음과 같은 매우 복잡한 자연 및 인위적인 현상에 의해 발생하였다. 1996년 1월~9월 동안 내린 강수량은 그 이전 36년간 제주시에서 발생한 연평균 강수량의 41.7%에 해당하는 극심한 한발기로서 이러한 강수량의 감소는 결국 용천 유출량의 감소와 용천수위 강하의 원인이 되었고, 이로 인해 만조시 매 주기 별로 2~3.8시간 동안 해수면이 수원지내 지하수위보다 4.4~12.4cm 높게 되어 기존 차수벽 하부의 투수대 구간을 통해 해수가 역동수구배를 따라 수원지내 유입되어 지하수의 염소이온농도 증가원인이 되었다. 또한 주기적인 조석간만의 영향으로 인해 발생한 두께가 얇아진 담수체의 수축 팽창현상이 점이대의 확장을 촉진시켜 염소이온농도를 증가시켰으며, 뿐만 아니라 강수량 감소에 따른 지하함양량 감소로 점이대에서 지하수 흐름의 역전현상이 발생하였고, 이에 부가하여 강우누적결핍시기 동안 해안지하수체의 수축현상이 가장 심하게 발생한 간조시에 일평균 2790$\pm$450 ㎥의 지하수를 반복채수함으로 인해 추가적인 지하수위의 하강을 초래하여 점이대의 확장과 염수의 역상승 현상을 유발하였다. 수원지 주변 용천에서 염소이온농도가 150 mg/l이하로 유출되는 순수지하수 유출지속 시간은 하루 약 2시간 정도였으며 유출량은 532 ㎥/일 이였고 만조시 C $l^{－}$ 이온의 농도는 1900 mg/1 이상이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제3권1호
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• pp.1-6
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• 2000

조사지역은 해안과 인접한 경기도 화성군 석천리에 위치하고 있으며, 그 면적은 약 1$km^2$이다. 이 지역은 기아 자동차 화성공장 건설 이전에 이미 해수침투에 의해 오염된 지역으로 알려져 왔으나, 지구물리적 또는 지구화학적 방법을 통하여 해수침투에 의한 오염분포 현황과 오염의 계속적인 진행 여부가 체계적으로 연구되지 않은 지역이다. 그러므로 본 연구에서는 지구물리적 방법(슐럼버져배열의 전기비저항 수직탐사, 쌍극자-쌍극자배열의 2차원 전기비저항탐사)을 사용하여 해수침투에 의해 오염된 범위 및 해수침투의 주 경로를 파악하고자 하였으며, 또한 해수침투의 진행 여부를 판단할 수 있는 하나의 증거인 조석운동에 의한 해수의 유동을 확인하기 위하여 슐럼버져배열을 사용한 전기비저항 모니터링도 수행하였다. 전기비저항 수직탐사의 결과로부터 조사지역은 2개의 영역, 즉 $\~30$ ohm-m 이하 그리고 그 이상의 전기비저항 분포를 나타내는 영역으로 구분된다. 여기서, $\~30$ ohm-m 이하의 낮은 전기비저항을 보이는 부분은 조사지역의 천부에 존재하는 점토층의 분포와 일치하며, 구 해안선으로 갈수록 점토층의 전기비저항은 매우 낮은 값을 갖는다. 수리 지질학적 분석에 의하면 구 해안선으로부터 약 200 m내에 분포하는 점토층은 해수에 의해 이미 오염되었으며, 이 같은 점토층은 하부에 존재하는 사질층의 전기전도도보다 약 8배 정도 높은 것으로 확인되었다. 북서-남동방향으로 평행하게 설정된 2개의 측선에서 수행된 2차원 전기비저항탐사의 해석 결과에 의하면 구 해안선으로부터 북동방향으로 서로 평행하게 발달된 2개의 가능한 해수침투 경로가 확인되었으며, 그 중 상대적으로 남쪽에 존재하는 침투경로는 심부 80 m이상까지 낮은 전기비저항대가 연장 발달된 것으로 해석되었다. 구 해안선으로부터 내륙으로 약 260 m되는 지점(2차원 전기비저항탐사로부터 심부 80 m 이상까지 연장 발달된 것으로 해석된 침투경로 상의 한 측점)에서 실시한 전기비저항 모니터링 자료에서 조석운동에 의한 12시간의 주기를 갖는 겉보기비저항의 변화를 확인할 수 있었다. 이 같은 사실로 보아 2차원 전기비저항탐사에서 해석된 낮은 전기비저항 이상대는 암반 내에 발달한 파쇄대로서, 조석운동에 의한 해수의 유동통로이며, 이같은 파쇄대를 따라 현재에도 해수침투가 진행되고 있다는 결론을 유추할 수 있다.

• 암석학회지
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• 제22권2호
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• pp.137-151
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• 2013

단층활동 과정에서 암석 내 화학조성과 광물 조성 간의 연관성을 이해하기 위한 목적으로 경주시 양북면 용당리에 발달하는 단층암에 대하여 XRF, ICP, XRD, EPMA/BSE 분석을 시행하여 단층암 내의 광물 조성 및 원소의 거동 경향성을 파악하였다. 단층암의 대표적인 주성분으로서 $SiO_2$는 61.6~71.0%의 범위로 가장 높은 함량을 나타내며, $Al_2O_3$는 10.8~15.8%이다. $Na_2O$는 0.22~4.63%, $K_2O$는 2.02~4.89%이고, $Fe_2O_3$는 3.80~12.5% 범위로 나타나 단층암 내에서 특히 이들 원소의 편차가 크다. 각력대에서 비지대로 갈수록 감소하는 경향을 나타내는 원소에는 $Na_2O$, $Al_2O_3$, $K_2O$, $SiO_2$, CaO, Ba, Sr 등이 있고, 증가하는 경향을 나타내는 원소에는 $Fe_2O_3$, MgO, MnO, Zr, Hf, Rb 등이 있다. 이러한 화학적 거동은 각력대가 대부분 석영, 장석류와 같은 주요 조암광물로 구성되는 반면, 비지대는 일라이트와 같은 점토광물이 다량 함유되는 것과 밀접한 관련성이 있다. 본 단층대에서는 기존 광물의 변질과 동시에 점토광물이 생성되는 데 있어 단층 활동에 수반된 유체활동이 큰 영향을 끼쳤다. 단층활동 초기에는 파쇄대가 열수의 통로로 작용하는 과정에서, 주원소 및 미량원소, 희토류원소는 기존 광물로부터 용탈되어 높은 원소 유동성을 나타내었으나, 파쇄대 중심부가 비지대로 점차 변화하는 과정에서는 이차적으로 형성된 점토광물로 인해 단층대의 투수성이 감소하고, 점토광물이 풍부해진 비지대 내에 농집되므로 낮은 원소 유동성을 가진 것으로 해석된다.

• 대한정형외과학회지
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• 제56권6호
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• pp.498-503
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• 2021

목적: 컴퓨터 단층 촬영 영상을 이용하여 한국인에서 상완골 근위부 골절 치료에 적용되는 직선형 전향적 상완골 골수 내 금속정의 이상적 삽입점 위치를 알아보고 해부학적 적합성을 분석하고자 한다. 대상 및 방법: 2014년 5월부터 2016년 10월까지 견관절 외상으로 컴퓨터 단층 촬영을 시행한 환자 중 건측 견관절을 동시에 촬영한 한국인 74예를 대상으로 하였으며, 평균 나이는 64.5세(범위, 22-95세)였다. 영상의학적 평가는 건측 근위 상완골의 컴퓨터 단층 촬영 영상을 이용하여 다면 재구성(multiplanar reconstruction) 기법을 이용하였다. 직선형 골수정의 이상적 삽입점은 상완골 골수강 내 중심축과 상완골두가 만나는 점으로 선정하였으며 삽입점과 국소 해부학적 위치와의 거리를 측정하였다. 삽입점에서 극상건 부착부의 가장 내측까지의 관상면상 거리를 임계거리(critical distance)로 정의하고 이를 이용하여 삽입점과 회전근개 부착부와의 근접성을 평가하였다. 회전근개의 손상을 피하고 충분한 고정력을 얻기 위한 임계거리는 Euler 등이 제시한 대로 8mm 이상 확보 되어야 하며, 8 mm 미만인 경우를 위험형(critical type)으로 정의하였다. 임계거리와 성별, 나이, 키, 몸무게, 신체용적지수(body mass index)와의 통계적 유의성을 확인하였다. 결과: 이 연구에서 이상적인 삽입점의 위치는 이두구 외측연에서 시상면상 거리인 전후 거리는 평균 11.5 mm (범위, 4.0-16.6), 대결절의 가장 외측연에서 관상면상 거리인 내외 거리는 평균 20.5 mm (범위, 16.3-27.4)였다. 이상적 삽입점에서 극상건 부착부의 가장 내측까지의 관상면상 거리인 임계거리는 평균 8.0 mm (범위, 4.1-16.6)이며, 임계거리가 8 mm 미만인 위험형(critical type)ㅏ이은 74예 중 41예(55.4%)였다. 결론: 한국인에서 직선형 전향적 상완골 골수 내 금속정의 사용시, 상완 이두구의 외측연에서 후방으로 11.5 mm, 대결절 외측연에서 내측으로 20.5 mm 지점이 평균적인 이상적 삽입점의 위치였다. 하지만 55.4%의 경우에서 이상적 삽입점의 위치로 삽입할 경우 회전근개의 손상을 줄 수 있는 위험형(critical type)이였으므로, 술 전 치료방법의 선택 과정에서 환자 개개인의 해부학적 특성을 충분히 고려하여야 한다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.187-201
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• 2024

골다공증은 전 세계적으로 주요한 건강 문제임에도 불구하고, 골절 발생 전까지 쉽게 발견되지 않는 단점을 가지고 있습니다. 본 연구에서는 골다공증 조기 발견 능력 향상을 위해, 복부 컴퓨터 단층 촬영(Computed Tomography, CT) 영상을 활용하여 정상-골감소증-골다공증으로 구분되는 골다공증 단계를 체계적으로 분류할 수 있는 딥러닝(Deep learning, DL) 시스템을 개발하였습니다. 총 3,012개의 조영제 향상 복부 CT 영상과 개별 환자의 이중 에너지 X선 흡수 계측법(Dual-Energy X-ray Absorptiometry, DXA)으로 얻은 T-점수를 활용하여 딥러닝 모델 개발을 수행하였습니다. 모든 딥러닝 모델은 비정형 이미지 데이터, 정형 인구 통계 정보 및 비정형 영상 데이터와 정형 데이터를 동시에 활용하는 다중 모달 방법에 각각 모델 구현을 실현하였으며, 모든 환자들은 T-점수를 통해 정상, 골감소증 및 골다공증 그룹으로 분류되었습니다. 가장 높은 정확도를 갖는 모델 우수성은 비정형-정형 결합 데이터 모델이 가장 우수하였으며, 수신자 조작 특성 곡선 아래 면적이 0.94와 정확도가 0.80를 제시하였습니다. 구현된 딥러닝 모델은 그라디언트 가중치 클래스 활성화 매핑(Gradient-weighted Class Activation Mapping, Grad-CAM)을 통해 해석되어 이미지 내에서 임상적으로 관련된 특징을 강조했고, 대퇴 경부가 골다공증을 통해 골절 발생이 높은 위험 부위임을 밝혔습니다. 이 연구는 DL이 임상 데이터에서 골다공증 단계를 정확하게 식별할 수 있음을 보여주며, 조기에 골다공증을 탐지하고 적절한 치료로 골절 위험을 줄일 수 있는 복부 컴퓨터 단층 촬영 영상의 잠재력을 제시할 수 있습니다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제34권3호
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• pp.250-265
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• 2008

Distraction osteogenesis is a well-established clinical treatment for limb length discrepancy and skeletal deformities. Appropriate mechanical tension-stress is believed not to break the callus but rather to stimulate osteogenesis. In contrast to fracture healing, the mode of bone formation in distraction osteogenesis is primarily intramembranous ossification. Although the biomechanical, histological, and ultrastructural changes associated with distraction osteogenesis have been widely described, the basic biology of the process is still not well known. Moreover, the molecular mechanisms in distraction osteogenesis remain largely unclear. Recent studies have implicated the growth factor cascade is likely to play an important role in distraction. And current reserch suggested that mechanical tension-stress modulates cell shape and phenotype, and stimulates the expression of the mRNA for bone matrix proteins. The purpose of this study is to examine the pattern of expression of growth factors($TGF-{\beta}1$, IGF-I, bFGF) and extracellular matrix proteins(osteoclacin, osteonectin) related to osteogenesis by osteodistraction of the mandible in rabbits. 24 rabbits is used for this experiment. Experimental group are gradual distraction(0.7mm, twice/day), acute distraction(1.4mm, twice/day) and control group is only osteotomized. After 5 days latency, osteotomic site is distracted for each 7 days and 3.5 days. Consolidation period is 28 days. The animal is sacrificed at the 3th, 7th, 14th, 28th. The distracted bone is examined by immunohistochemical analysis and RT-PCR analysis. The results obtained from this study were as follow : No significant difference was found on clinical examination according to distraction rate, but gradual distraction was shown to improve regenerate bone formation on radiographic and histologic examination. Growth factors and extracelluar matrix proteins expression increased in distraction group than control group. From these results, it could be stated that graudal distraction is shown to improve and accelerate bone formation and mechanical stress like distraction has considerable effects on osteogenesis related factors. And rabbit is the most appropriate animal model for further reseach on the molecular mechanisms that mediate osteodistraction. It is believed that understanding the biomolecular mechanisms that mediate distraction osteogenesis may guide the development of targeted strategies designed to improve distraction osteogenesis and accelerate bone healing.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권3호
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• pp.361-370
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• 2017

Through the use of finite element analysis and acoustic emission techniques we have evaluated the interfacial failure of a carbon fiber reinforced polymer (CFRP) repair patch on a notched aluminum substrate. The repair of cracks is a very common and widely used practice in the aeronautics field to extend the life of cracked sheet metal panels. The process consists of adhesively bonding a patch that encompasses the notched site to provide additional strength, thereby increasing life and avoiding costly replacements. The mechanical strength of the bonded joint relies mainly on the bonding of the adhesive to the plate and patch stiffness. Stress concentrations at crack tips promote disbonding of the composite patch from the substrate, consequently reducing the bonded area, which makes this a critical aspect of repair effectiveness. In this paper we examine patch disbonding by calculating the influence of notch tip stress on disbond area and verify computational results with acoustic emission (AE) measurements obtained from specimens subjected to uniaxial tension. The FE results showed that disbonding first occurs between the patch and the substrate close to free edge of the patch followed by failure around the tip of the notch, both highest stress regions. Experimental results revealed that cement adhesion at the aluminum interface was the limiting factor in patch performance. The patch did not appear to strengthen the aluminum substrate when measured by stress-strain due to early stage disbonding. Analysis of the AE signals provided insight to the disbond locations and progression at the metal-adhesive interface. Crack growth from the notch in the aluminum was not observed until the stress reached a critical level, an instant before final fracture, which was unaffected by the patch due to early stage disbonding. The FE model was further utilized to study the effects of patch fiber orientation and increased adhesive strength. The model revealed that the effectiveness of patch repairs is strongly dependent upon the combined interactions of adhesive bond strength and fiber orientation.

• 농업과학연구
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• 제41권4호
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• pp.473-480
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• 2014

Upon setting up a dedicated plastic greenhouse for tomato cultivation developed by the Rural Development Administration on the Gyehwa reclaimed land, this study was aimed at analyzing the problems can be occurred in the installation of plastic greenhouse on reclaimed lands as well as finding out solutions for improvement. A relatively cheaper wooden pile was used in the installation in order to supplement the soft ground conditions. Based on the results of ground investigation of the installation site, both the allowable bearing capacity and pulling resistance of the wooden pile with a diameter of 150 mm and a length of 10 m were computed and came out to be 30.645 kN. It was determined that the values were enough to withstand the maximum compressive force (17.206 kN) and the pullout force (20.435 kN) that are generally applied to the greenhouse footing. There are three problems aroused in the process of greenhouse installation, and the corresponding countermeasures are as follow. First, due to the slightly bent shape of the wooden pile, there were phenomenon such as deviation, torsion, and fracture when driving the pile. This could be prevented by the use of the backhoe (0.2) rotating tongs, which are holding the pile, to drive the pile while pushing to the direction of the driving and fixing it until 5 m below ground and applying a soft vibrating pressure until the first 2 m. Second, there exists a concrete independent footing between the column of the greenhouse and the wooden pile driven to the underground water level. Since it is difficult to accurately drive the pile on this independent footing, the problem of footing baseplate used to fix the column being off the independent footing was occurred. In order to handle with this matter, the diameter of the independent footing was changed from 200 mm to 300 mm. Last, after films were covered in the condition that the reinforcing frame and bracing are not installed, there was a phenomenon of columns being pushed away by the strong wind to the maximum of $11m{\cdot}s^{-1}$. It is encouraged to avoid constructions in winter, and the film covering jobs always to be done after the frame construction is completely over. The height of the independent footing was measured for 9 months after the completion of the greenhouse installation, and it was found to be within the margin of error meaning that there was no subsidence. The extent to the framework distortion and the value of inclinometers as well showed not much alteration. In other words, the wooden pile was designed to have a sufficient bearing capacity.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제30권1호
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• pp.49-55
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• 2009

Purpose : The aim of this study is to evaluate a possibility of clinical application for the effects of low intensity ultrasound stimulation (LIUS) in morphological characteristics (i.e., structure, bone mineral density) of bone on osteoporotic fracturesprevention. Materials and Methods : Eight virgin 14-week-old ICR mice (approximate weight 25g) were used and ovariectomized (OVX) to induce osteoporosis. Right tibia (US) for each mouse served as the LIUS (1.5MHz frequency, 1.0 kHz pulse repetition on frequency, $30mW/cm^2$ intensity, $200{\mu}s$ pulse length, and stimulation for 20 minutes a day and 5 days a week over a 6-week period). Left tibia (CON) for each mouse served as the non-stimulated controls. Structural parameters and bone mineral density ($g/cm^3$) on trabecular bone of tibiae were calculated and measured from images derived in-vivo micro computed tomography (micro-CT) at 0 week and after 6weeks. Results : The BV/TV and Tb.N in US group were significantly bigger than those in CON group. The Tb.Pf in US group, moreover, was significantly smaller than that in CON group (p<0.05).For the others structural parameters and BMD, however, there were no significant difference between US group and CON group (p>0.05). Conclusion : The LIUS might prevent bone loss and keep bone connectivity in osteoporotic bones. Therefore, the LIUS might prevent effectively the osteoporotic fractures in clinics.