• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권2호
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• pp.427-435
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• 2017

환경문제로 국내 시내버스의 대부분은 압축천연가스(CNG)를 연료로 사용하며, 연료 저장용기는 내압을 받는 압력용기를 사용하고 있다. 내압을 받는 압력용기는 여러 가지의 형태와 목적을 지니고 있다. 연료가 가연성이고 고압으로 인한 폭발성을 지니고 있으므로 압력용기의 파손사고는 많은 재산피해와 인명피해를 일으킨다. 이에 대한 안전한 설계가 반드시 필요하므로 유한요소해석을 이용하여 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서 유한요소 해석 소프트웨어인 ANSYS를 이용한 응력해석을 탄성이론의 구형 돔 형상 응력이론식과 실린더 형상 응력이론식을 비교하여 해석의 타당성을 입증 하기위해 돔의 형상이 완전 구형인 모델을 설계하여 관찰하였고 실제 사용중인 ASME 규격이론을 바탕으로 압축천연가스(CNG)로 설계된 모델에 대해서도 응력분포를 분석하였다. 유한요소 해석 소프트 웨어를 사용하여 돔 형상이 완전이 구형인 모델을 해석 하였을 때 이론과 잘 일치 하였고 ASME 규격이론을 바탕으로 설계한 모델에서는 너클부분에 응력집중 현상이 발생하였다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권4호
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• pp.552-558
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• 2023

Levulinic acid (LA) is a valuable chemical used in fuel additives, fragrances, and polymers. In this study, we proposed possible biosynthetic pathways for LA production from lignin and poly(ethylene terephthalate). We also created a genetically encoded biosensor responsive to LA, which can be used for screening and evolving the LA biosynthesis pathway genes, by employing an LvaR transcriptional regulator of Pseudomonas putida KT2440 to express a fluorescent reporter gene. The LvaR regulator senses LA as a cognate ligand. The LA biosensor was first examined in an Escherichia coli strain and was found to be non-functional. When the host of the LA biosensor was switched from E. coli to P. putida KT2440, the LA biosensor showed a linear correlation between fluorescence intensity and LA concentration in the range of 0.156-10 mM LA. In addition, we determined that 0.156 mM LA was the limit of LA detection in P. putida KT2440 harboring an LA-responsive biosensor. The maximal fluorescence increase was 12.3-fold in the presence of 10 mM LA compared to that in the absence of LA. The individual cell responses to LA concentrations reflected the population-averaged responses, which enabled high-throughput screening of enzymes and metabolic pathways involved in LA biosynthesis and sustainable production of LA in engineered microbes.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.80-86
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• 2024

본 연구는 고체 바이오연료 생산용 원료로서 유채대의 상용화 가능성을 평가하기 위하여 수행하였다. 대형 플라스틱통에 넣은 유채대를 1% 농도의 초산 수용액에 침지하여 단리된 환원당의 함량을 분석한 결과, glucose의 함량이 가장 높았으며, 다음으로 xylose, galactose, arabinose, mannose 순으로 조사되었다. 파일럿 규모의 평다이 펠릿성형기를 이용하여 무침지 및 침지 유채대로 연료용 펠릿으로 제조하였다. 펠릿의 겉보기밀도와 발열량은 침지처리 및 목분의 혼합과 함께 증가하였으며, 이 측정치는 International Organization for Standardization(ISO)의 비목재펠릿 A 등급 기준을 크게 상회하였다. 회분 함량도 침지처리와 함께 감소하여 ISO의 A등급 기준을 만족하였다. 펠릿 내구성의 경우, 유채대의 침지처리로 증가하였으며, 펠릿 제조에 목분의 첨가와 함께 향상되었다. 그러나 그 측정치는 ISO의 B등급 기준(≧96.0%)에 미치지 못하였다. 따라서 초산 수용액 침지 유채대로 생산할 비목재 펠릿의 상용화를 위하여 내구성 향상을 위한 바인더의 사용이 필요하다는 결론을 얻었다.

• 대기
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• 제34권2호
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• pp.203-216
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• 2024

The National Institute of Meteorological Sciences in Korea has developed the Weather Modification Hybrid Rocket (WMHR), an advanced system that offers enhanced stability and cost-effectiveness over conventional solid-fuel rockets. Designed for precise operation, the WMHR enables accurate control over the ejection altitude of pyrotechnics by modulating the quantity of oxidizer, facilitating specific cloud seeding at various atmospheric layers. Furthermore, the rate of descent for pyrotechnic devices can be adjusted by modifying parachute sizes, allowing for controlled dispersion time and concentration of seeding agents. The rocket's configuration also supports adjustments in the pyrotechnic device's capacity, permitting tailored seeding agent deployment. This innovation reflects significant technical progression and collaborations with local manufacturers, in addition to efforts to secure testing sites and address hybrid rocket production challenges. Notable outcomes of this project include the creation of a national framework for weather modification technology utilizing hybrid rockets, enhanced cloud seeding methods, and the potential for broader meteorological application of hybrid rockets beyond precipitation augmentation. An illustrative case study confirmed the WMHR's operational effectiveness, although the impact on cloud seeding was limited by unfavorable weather conditions. This experience has provided valuable insights and affirmed the system's potential for varied uses, such as weather modification and deploying high-altitude meteorological sensors. Nevertheless, the expansion of civilian weather rocket experiments in Korea faces challenges due to inadequate infrastructure and regulatory limitations, underscoring the urgent need for advancements in these areas.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권1호
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• pp.9-16
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• 2013

해수 중 용존 이산화탄소 농도 증가가 두토막눈썹참갯지렁이(Perinereis aibuhitensis)의 세포내 에너지 할당(CEA, cellular energy allocation)에 미치는 영향을 알아보고자 0.39(대조구=390 ppmv), 3.03 (=3,030 ppmv), 10.3 (=10,300 ppmv), 그리고 30.1 (=30,100 ppmv) mM의 이산화탄소 농도를 갖는 해수에 청충을 7일간 노출하여 세포 에너지와 세포 전자전달체계(ETS, electro transport system) 활성을 분석하였다. 실험생물의 지질, 당질, 그리고 단백질 함량과 ETS로부터 에너지 소비율을 계산하여 CEA를 산출한 결과 이산화탄소 농도가 증가함에 따라 CEA가 감소하였다. 지질의 경우 이산화탄소 농도가 증가 할수록 지질함량도 증가하였으며, 당질은 이산화탄소 농도가 3.03 mM인 실험구에서 가장 낮고 10.3 mM인 실험구에서 일부 증가하였으나 가장 높은 농도에서는 다시 감소하는 경향을 보였다. 단백질은 이산화탄소 농도가 3.03 mM인 실험구에서는 영향이 없었지만, 10.3 mM 이상의 농도에서부터 유의한 수준의 CEA 감소가 나타났다. 에너지 소비율은 이산화탄소 최고 농도에서만 유의한 증가 현상이 나타났지만, CEA는 대조구와 비교해 3.03 mM의 실험구부터 감소하였다. 이산화탄소는 해수중 pH를 낮추어 시험생물에 스트레스를 증가시키고, 세포내 에너지 할당변화에 영향을 미친 것으로 판단된다. 해산 갯지렁이를 이용한 CEA 평가결과는 대기 중 이산화탄소의 증가 또는 이산화탄소 저감을 위해 추진되고 있는 해양 지중저장사업 과정에서 누출된 이산화탄소의 해양생태계 위해성을 예측하는 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권3호
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• pp.189-197
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• 2012

KURT 지하수의 지구화학적 특성을 조사하기 위하여 단열충전광물과 지하수의 지구화학적 성분이 조사되었다. KURT내의 시추공들로부터 얻어진 시추코아로부터 방해석(calcite), 일라이트(illite), 로먼타이트(laumonite), 녹니석(chlorite), 녹염석(epidote), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 카올리나이트(kaolinite) 및 일라이트와 스멕타이트(smectite)의 혼합층상광물 등이 감정되었다. 시추공 DB-1, YS-1, YS-4에서 채취한 대부분의 지하수는 pH 8이상의 알칼리 환경을 보여주었으며 YS-1을 제외한 두 관측공의 전기전도도는 약 2$200{\mu}S/cm$를 나타냈으며 이들 시추공에서 천부지하수는 $Ca-HCO_3$ 와 $Ca-Na-HCO_3$ 유형 이였으며 심부 250m이하에서는 $Na-HCO_3$ 유형을 나타냈다. DB-1 공의 심부지하수에서 낮은 용존산소량(DO)와 Eh값의 감소를 측정하였으며 이는 환원환경을 지시한다. KURT의 지하수 시료의 $Cl^-$ 이온의 농도는 5 mg/L 이하이며 전 샘플링구간에서 커다란 변화 없이 일정하게 나타났다. 이러한 현상은 KURT 지역의 천부와 심부지하수가 혼합(mixing)되어 $Cl^-$의 농도가 깊이에 따라 큰 변화가 없는 것으로 해석된다. 지하수 시료의 ${\delta}^{18}O$과 ${\delta}D$ 분석 값은 각각 -10.4~-8.2‰과 -71.3~-55.0‰의 범위로 지하수가 순환수 기원임을 보여준다. 긴 순환경로를 거친 심부지하수의 수소, 산소 동위원소 값은 천부지하수에 비해 감소하며 이러한 값은 일반적으로 높은 불소농도를 동반하였다. 이는 불소함량이 높은 지하수가 물-암석 반응에 의해 생성되었음을 보여준다. KURT 지역에서 채취한 지하수의 $^{14}C$를 이용한 연대측정분석에서 지하수의 체류시간(residence time)이 약 2,000~6,000년으로 측정되었다. 이러한 체류시간은 KURT 지역의 화강암에 존재하는 지하수가 다른 유럽의 화강암지역(예, 스트리파 지역, 스웨덴)보다 상대적으로 지하수의 연령이 오래되지 않은 것으로 측정되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제19권6호
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• pp.658-665
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• 2013

본 연구에서는 국제해사기구(IMO)의 뜨거운 관심분야로 부상되고 있는 선박기인 입자상물질(PM)과 오염물질 배출에 관하여 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 계측하였다. 특히, PM은 TEM 그리드를 이용해 채취하고 전자현미경으로 구조를 파악하였으며, NOx, $CO_2$, CO 등의 배기가스는 연소가스분석기(PG-250A, HORIBA)를 이용해 측정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 선박이 항구에서 출항할 때, Bunker Change로 인한 PM 배출량은 최대 30 % 정도 차이가 있었다. 2) 정속 운항을 하면서 Bunker-A에서 L.R.F.O(3 %)로 변경할 때 측정한 PM 배출량은 $1.34mg/m^3$, L.R.F.O(3 %)로 고정해 측정한 PM 배출량은 $1.19mg/m^3$, L.R.F.O(3 %)만 사용하며 주기관 회전수를 20 % 증가시키면서 계측한 PM 배출량은 $1.40mg/m^3$ 이었다. 또한, 저질유(L.R.F.O(3 %))로 변경시 CO 농도는 약 16 % 증가하는데 비해 RPM을 20 % 상승시킨 경우에는 152 % 이상 급격한 증가를 보였다. 이러한 결과로부터 배기가스 배출의 증가는 연료유종의 영향도 있으나, RPM의 변화에 민감하다는 것을 알 수 있었다. 3) TEM 그리드로 채취한 PM은 약 $4{\sim}10{\mu}m$ 정도의 다양한 입경을 가지는 다공질 응집체 형상의 구조인 것으로 확인하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제31권4호
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• pp.330-344
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• 2015

Semi-continuous measurements of $PM_{2.5}$ mass, organic and elemental carbon were made for the period of January to October 2014, at six national air monitoring stations in Korea. OC and EC concentrations showed a clear seasonal variation with the highest in winter (January) and the lowest in summer (August). In winter, the high carbonaceous concentrations were likely influenced by increased fuel combustion from residential heating. OC and EC concentrations varied by monitoring stations with 5.9 and $1.7{\mu}g/m^3$ in Joongbu area, 4.2 and $1.2{\mu}g/m^3$ in Honam area, 4.0 and $1.3{\mu}g/m^3$ in Yeongnam area, 3.7 and $1.6{\mu}g/m^3$ in Seoul Metropolitan area, 3.0 and $0.8{\mu}g/m^3$ in Jeju Island, 2.9 and $0.7{\mu}g/m^3$ in Baengnyeong Island respectively. The concentrations of OC and EC comprised 9.6~ 15.5% and 2.4~ 4.7% of $PM_{2.5}$. Urban Joongbu area located adjacent to the intersection of several main roads showed the highest carbon concentration among six national air monitoring station. On the other hand, background Baengnyeong Island showed the lowest carbon concentration and the highest OC/EC ratio (4.5). During the haze episode, OC and EC were enhanced with increase in $PM_{2.5}$ about 1.3~ 3 and 1.3~ 4.0 times respectively. The concentrations of OC, EC in the Asian dust case are about 1~ 2.4 times greater than in the nondust case. The origins of air mass pathways arriving at Seoul, using the backward trajectory analysis, can be mostly classified into 6 groups (Sector I Northern Korea including the sea of Okhotsk, Sector II Northern China including Mongolia, Sector III Southern China, Sector IV South Pacific area, Sector V Japan, Sector VI Southern Korea area). When an air mass originating from northern China and Mongolia, the OC concentrations were the most elevated, with a higher OC/EC ratio (2.4~ 3.3), and accounting for 17% of $PM_{2.5}$ mass on average.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권1호
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• pp.33-40
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• 2006

한국원자력연구소 내의 연구용 원자로(TRIGA II, III) 해체 시 발생한 방사성 알루미늄 해체 폐기물의 감용 및 제염 특성을 평가하기 위해 아크로에서 알루미늄의 용융 특성 및 방사성 핵종의 분배 특성에 대한 연구를 수행하였다. 알루미늄 폐기물은 흑연전극(graphite electrode)을 이용한 전기아크로에서 4가지 종류의 플럭스$(A:NaCl-KCl-Na_3AlF_6,\;B:NaCl-NaF-KF,\;C:CaF_2,\;D:LiF-KCl-BaCl_2)$를 함께 첨가하여 용융시켰다. 또한 알루미늄의 용융 시 방사성 핵종의 분배 특성을 고찰하기 위해 알루미늄 시편에 방사성 모의 핵종인 코발트, 세슘, 스트론튬의 화합물을 오염시킨 후 혹연도가니에 넣어 알루미늄 용융실험을 수행하였다. 전기아크로에서 알루미늄의 용융실험을 수행한 결과 플럭스의 종류에 따라 다소 차이는 있으나 플럭스의 첨가에 의해 알루미늄 용융체의 유동성이 증가됨을 확인할 수 있었다. 아크 용융에 의해 생성된 슬래그의 발생량은 플럭스 A와 B를 첨가한 알루미늄 용융실험에 비해 플럭스 C와 D를 첨가한 실험에서 상대적으로 많은 양이 생성됨을 알 수 있었으며, 첨가된 플럭스의 양이 증가할수록 이에 비례하여 슬래그의 발생량이 증가함을 알 수 있었다. 슬래그(slag)의 XRD 분석을 통해 방사성 핵종이 주괴에서 슬래그 상으로 이동한 후 슬래그를 구성하고 있는 산화알루미늄과 결합하여 안정한 화합물로 슬래그 상에 포집됨을 알 수 있었다. 알루미늄 폐기물의 용융시 Co의 분배율은 플럭스를 첨가한 경우에 보다 높은 제염계수를 나타냈으며, 모든 플럭스에서 40% 이상의 제염 효과를 나타내었다. 반면에 휘발성 핵종인 Cs과 Sr은 주괴로부터 98% 이상이 제거되어 대부분이 슬래그상과 분진으로 이동되는 특성을 확인할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권3호
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• pp.179-188
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• 2007

가압경수로형 원자력발전소의 운영과정에서 발생된 폐수지내 $^{14}C$ 및 $^3H$의 분포특성을 조사하였다. $Na_2^{14}CO_3$ 표준용액을 사용한 $^{14}C$의 회수율 측정결과, 사용한 산의 종류에 관계없이, 3 N-HCl $3\;N-HNO_3,\;3\;N-H_2SO_4$, 주입한 $^{14}C$ 농도 $0.72\;Bq{\sim}460\;Bq$ 범위에서 $81%{\sim}100%$의 회수율을 나타내었다. 같은 장치를 사용하여 HTO 표준용액 증류에 의한 $^3H$의 회수율은 주입한 $^3H$ 농도 $0.60\;Bq{\sim}435\;Bq$ 범위에서 $81%{\sim}101%$ 이었다. 습식산화-산용출법에 의한 폐수지의 $^{14}C$ 및 $^3H$ 동시분리시, $3\;N-H_2SO_4$를 사용했을 때 다른 감마핵종에 의한 방해가 없었으며, $^3H$ 포집액이 섬광제와 잘 혼합되었다. 그러나 3 N-HCl을 사용했을 때 $^3H$ 포집용액에서 $^{60}Co,\;^{134}Cs,\;^{137}Cs$ 및 $^{54}Mn$ 등의 감마핵종이 검출되었다. 또한 Sample Oxidizer에 의한 $^3H$ 포집용액에서도 $^{60}Co,\;^{134}Cs,\;^{137}Cs$ 및 $^{54}Mn$ 등이 검출되었으며, $^{14}C$ 포집용액에서는 $^{134}Cs,\;^{137}Cs$이 검출되었다. 폐수지의 총 $^{14}C$ 함량중 약 70% 이상이 무기 탄소로 확인되었다. 30개 폐수지 시료중 8개 고방사능 폐수지의 $^{14}C$ 및 $^3H$의 평균농도는 각각 $19000\;Bq/g{\pm}41000\;Bq/g,\;670\;Bq/g{\pm}460\;Bq/g$이었으며 22개 저방사능폐수지에서는 각각 $4.2\;Bq/g{\pm}4.3\;Bq/g,\;6.0\;Bq/g{\pm}5.3\;Bq/g$이 검출되었다. 고방사능 폐수지의 평균 $^{14}C/^3H$비는 28로 저방사능 폐수지의 0.70에 비해 높게 나타났으며, $^{14}C$ 및 $^3H$의 농도는 서로 비례하는 경향을 보였다.