• 제목/요약/키워드: Heat Energy

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INNOVATIVE CONCEPT FOR AN ULTRA-SMALL NUCLEAR THERMAL ROCKET UTILIZING A NEW MODERATED REACTOR

  • NAM, SEUNG HYUN;VENNERI, PAOLO;KIM, YONGHEE;LEE, JEONG IK;CHANG, SOON HEUNG;JEONG, YONG HOON
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제47권6호
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    • pp.678-699
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    • 2015
  • Although the harsh space environment imposes many severe challenges to space pioneers, space exploration is a realistic and profitable goal for long-term humanity survival. One of the viable and promising options to overcome the harsh environment of space is nuclear propulsion. Particularly, the Nuclear Thermal Rocket (NTR) is a leading candidate for nearterm human missions to Mars and beyond due to its relatively high thrust and efficiency. Traditional NTR designs use typically high power reactors with fast or epithermal neutron spectrums to simplify core design and to maximize thrust. In parallel there are a series of new NTR designs with lower thrust and higher efficiency, designed to enhance mission versatility and safety through the use of redundant engines (when used in a clustered engine arrangement) for future commercialization. This paper proposes a new NTR design of the second design philosophy, Korea Advanced NUclear Thermal Engine Rocket (KANUTER), for future space applications. The KANUTER consists of an Extremely High Temperature Gas cooled Reactor (EHTGR) utilizing hydrogen propellant, a propulsion system, and an optional electricity generation system to provide propulsion as well as electricity generation. The innovatively small engine has the characteristics of high efficiency, being compact and lightweight, and bimodal capability. The notable characteristics result from the moderated EHTGR design, uniquely utilizing the integrated fuel element with an ultra heat-resistant carbide fuel, an efficient metal hydride moderator, protectively cooling channels and an individual pressure tube in an all-in-one package. The EHTGR can be bimodally operated in a propulsion mode of $100MW_{th}$ and an electricity generation mode of $100MW_{th}$, equipped with a dynamic energy conversion system. To investigate the design features of the new reactor and to estimate referential engine performance, a preliminary design study in terms of neutronics and thermohydraulics was carried out. The result indicates that the innovative design has great potential for high propellant efficiency and thrust-to-weight of engine ratio, compared with the existing NTR designs. However, the build-up of fission products in fuel has a significant impact on the bimodal operation of the moderated reactor such as xenon-induced dead time. This issue can be overcome by building in excess reactivity and control margin for the reactor design.

Lactobacillus plantarum K-1 BR 유래 박테리오신의 여드름균에 의한 염증성 사이토카인 억제 효과 (The Suppression of Inflammatory Cytokines Induced by Propionibacterium acnes Using Bacteriocin Isolated from Lactobacillus plantarum K-1 BR)

  • 정진웅;정용현;이종성;윤승원;이승연;이홍찬;윤영걸
    • 생명과학회지
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    • 제26권8호
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    • pp.970-975
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    • 2016
  • 본 실험은 유산균 유래의 박테리오신이 여드름균에 의한 염증성 사이토카인의 발현을 억제하는 효능을 가지는지를 확인하기 위해 수행되었다. 본 실험을 위해 인간의 각질형성세포인 HaCaT 세포에 열처리한 여드름균인 P. acnes을 농도별로 처리하여 염증성 사이토카인인 TNF-α, IFN-γ, IL-8의 발현을 유도하였고, 여드름균과 박테리오신을 HaCaT 세포에 함께 처리하여 여드름균에 의해 증가된 사이토카인의 양이 박테리오신에 의해 어떻게 변화하는지를 확인하였다. P. acnes 균을 1×105, 1×106 그리고 1×107 CFU/ml와 같이 농도별로 처리한 결과, 사이토카인의 발현량이 농도 의존적으로 증가하였는데 TNF-α와 IFN-γ의 발현량은 여드름균을 1×107 CFU/ml로 처리했을 때 두 배 이상 증가하였고 IL-8의 발현량은 네 배 이상 증가하였다. 그러나 여드름균에 의해 증가되었던 TNF-α, IFN-γ 그리고 IL-8의 발현량은 박테리오신을 처리하였을 때 농도 의존적으로 유의하게 감소하였다. 이상의 결과로 보아 김치유산균인 L. plantarum K-1 BR 균주에서 분리한 박테리오신은 여드름균에 의한 염증유발을 완화시키는 효과가 있다고 할 수 있다.

티타니움 실리사이드 박막의 열안정성에 미치는 기판 실리콘막의 영향 (Effect of Underlying Poly-Silicon on the Thermal Staability of the Ti-silicide Film)

  • 김영욱;이내인;고종우;김일권;안성태;이종식;송세안
    • 한국재료학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.158-165
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    • 1993
  • 실리콘박막의 상부에 고상반응에 의해 형성된 TiS$i_2$ 박막의 응집 거동에 미치는 기판 실리콘의 영향을 조사했다. 폴리실리콘과 어몰퍼스실리콘을 증착상태 또는 어닐링한 상태엣 TiS$i_2$를 형성시키고 90$0^{\circ}C$열처리에 따른 TiS$i_2$의 면저항값의 변화를 조사하고 XRD, SEM 및 TEM에 의한 실리콘의 조직관찰을 행했다. TiS$i_2$응집은 어몰퍼스실리콘 위의 경우가 더욱 심했다. 폴리실리콘을 어닐링하면 TiS$i_2$의 응집은 억제되며 고온에서 어닐링할수록 그 효과가 현저했다. 이는 폴리실리콘의 입도 변화보다는 증착시 존재하는 결함들이 열처리에 의해 감소된 때문이다. 폴리실리콘의 경우는 어닐링 전후에 상관없이 (110)집합조직인 주상정 조직을 갖고 있다. 어몰퍼스실리콘을 결정화시킨 경우는 (111)집합조직를 갖는 등축정 조직을 나타내었다. 실리콘의 표면에너지가 낮은 (111)면이TiS$i_2$ 막의 하부 폴리실리콘에 많이 존재할수록 응집은 촉진된다.

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Nb, Ti 및 V를 첨가한 HSLA 주강의 열처리 변화에 따른 기계적 특성 연구 (A Study of Mechanical Properties With Variation of Heattreatments on HSLA Cast Steels Microalloyed With Nb, Ti, and V)

  • 박재현;김인배
    • 한국재료학회지
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    • 제10권11호
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    • pp.760-769
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    • 2000
  • Nb, Ti 및 V를 0.15%씩 각각 첨가한 3종의 HSLA 주강을 오스테나이징 온도 및 템퍼링 시간을 변화시킨후 기계적 특성등을 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 오스테나이징 온도를 $1150^{\circ}C$로 하여 2시간 가열시킨 경우 첨가원소의 종류에 관계없이 경도가 가장 증가하였으며 $1100^{\circ}C$이하의 온도에서는 서서히 경도가 감소하는 경향을 나타내었다. 오스테나이징 온도를 $1150^{\circ}C$로 하여 2시간 가열시킨 경우 Nb, Ti, V 첨가원소중에서 경도가 가장 높게 나타난 것은 Ti 첨가 HSLA 주강이며 오스테나이트 온도변화에 따라 경도차가 나는 주된 이유는 베나이트 조직의 상대적인 양과 고용강화에 주로 기인하였다. $1150^{\circ}C$에서 오스테나이징한 Ti 첨가 HSLA 주강의 경우를 제외하고는 대부분의 경우에 있어 C-Mn 주강을 대체 하기위한 최소 충격값이 2kg-m/$\textrm{cm}^2$이상의 충격치를 나타내었다. $1150^{\circ}C$에서 2시간 오스테나이징한 경우 첨가원소의 종류에 관계없이 10분정도 템퍼링에서 경도가 증가하여 V 첨가 HSLA 주강을 제외하고는 그이후는 템퍼링 시간이 증가함에 따라 일정하게 유지되는 경향을 나타내었다.

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QDs를 이용한 키토산-골드와 키토산-실버 나노약물전달체 제조 (Preparation of Chitosan-Gold and Chitosan-Silver Nanodrug Carrier Using QDs)

  • 이용춘;강익중
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권2호
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    • pp.200-205
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    • 2016
  • 본 연구에서는 최근 많은 분야에서 응용되고 있는 형광물질인 양자점을 생명고분자인 키토산과 반응시켜 얻은 나노입자와 금속성 골드 나노입자, 그리고 실버 나노입자로 외부를 코팅하여 나노약물 전달체를 얻을 수 있었다. 키토산은 생체고분자로써 무독성이며 인체적합성 고분자이다. 양자점은 2~10 nm의 크기를 가지는 반도체성 나노입자이다. 양자점은 생명분자나 생명단백질의 비슷한 크기를 갖으며, 그 크기에 따라 알맞은 가시광선 영역의 빛을 발산할 수 있도록 조절 가능하므로, 세포 바이오 마킹, 약물전달체 등에 효과적으로 쓰일 수 있다. 따라서 키토산 나노입자 말단의 아민기와 양자점의 카르복실기가 아미드결합을 형성하여 반응하게 조절하였다. 양자점의 독성을 완화시키기 위해 코팅재료로 사용된 금속성 나노입자 중 골드나노입자는 약 5~10 nm의 크기를 가지고 있고, 인체에 무해하고 음전하를 띄어서 양전하를 띈 고분자와 쉽게 복합체를 형성할 수 있는 장점이 있다. 향균성으로 잘 알려진 실버나노입자는 약 5 nm의 크기를 가지고 있고, 은 나노입자로 코팅을 하면 미생물 감염을 미리 방지 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서 만들어진 QDs-키토산-골드 & QDs-키토산-실버 나노쉘의 입자크기는 약 100 nm의 크기를 갖었으며, 목적하는 바 형광특성을 잘 보여주고 있었다. 이러한 입자들은 정전기적 상호작용에 의하여 각각 골드나노입자와 실버나노입자로 코팅되어 나노 약물전달체로 완성할 수 있었다.

Na2O-Nb2O5-TeO2계 유리의 광학적 성질과 나노-결정화거동 (1) (Nano-crystallization Behavior and Optical Properties of Na2O-Nb2O5-TeO2Glasses (1))

  • 김현규;류봉기;차재민;김병관;이재성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권11호
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    • pp.1078-1084
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    • 2003
  • 비선형 광학재료 및 광촉매를 개발하기 위하여, $Na_2$O-Nb$_2$ $O_{5}$-Te $O_2$계 유리를 일반적인 용융 및 급냉하는 방법으로 제조하였다. 그리고 $Na_2$O-Nb$_2$ $O_{5}$-Te $O_2$계 유리의 광학적 성질과 나노-결정화거동을 조사하였다. $Na_2$O-Nb$_2$ $O_{5}$-Te $O_2$계 유리의 광학적 성질과 물리적 성질은 다음과 같다. 굴절률(n) 은 2.04$\pm$0.04, 밀도(g/㎤)는 4.87$\pm$0.58, 광 에너지 밴드(eV)는 3.14$\pm$0.04이였다. 나노결정으로 구성된 투명한 결정화유리는 3$50^{\circ}C$에서 l시간 열처리한 후, 이것을 다시 40$0^{\circ}C$에서 l 시간 열처리하여 얻었다. 나노결정으로 구성된 Cubie 결정상은 47$0^{\circ}C$ 이상의 온도에서 새로운 결정상으로 변화하였다.

Ecological Green Roofs in Germany

  • Kohler, Manfred
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.8-16
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    • 2004
  • The industrialization of central Europe more than 100 ago marked the beginning of densely concentrated buildings in quickly growing cities. A cheap type of roofing material of that time was tar. But it was dangerous because it was high inflammable. Then some roofer had a splendid idea. They used sandy material as a final layer atop the impermeable tar layer. These roofs were much more fire resistant than the typical roofs. In this sandy layer some plant species began to grow spontaneously. This was the beginning of the green roof history of modern Europe. A number of these green roofs survived both world wars. In the early 80's in Berlin alone, 50 such buildings existed and they continued to be waterproof until the present day. Since the 1992 Earth Summit of 1992 in Rio de Janeiro(http://www.johannesburgsummit.org/html/basic_info/unced.html) the term "sustainable development" became of central interest of urban designers. In city regions green roofs had become synonymous with this term. With a small investment, long-lasting roofs can be created. Further back in history, more exciting examples of green roofs can be found. The hanging gardens of antiquity are well-known. There are also green roofs built as insulation against cold and heat all over the world. For over 20 years, roof greening in central Europe has been closely examined for various reasons. Roof greening touches several different disciplines. Of primary interest is the durability of the roofs. But ecologists are also interested in green roofs, for instance in biodiversity research. The beneficial effect of greening on water proofing was also proven. For some time, the issue of fire protection was investigated. According to tests, green roofs received a harsh careful rating. Their fire protective property is considered similar to that of tile roofs. Another recent impulse for the green roof movement in Germany has come from the evident improvement of storm water retention and the reduced burden on the sewer system. The question of whether and how much energy green roofs can save has become an urgent question. The state of the research and also various open questions from a central European point of view will be discussed in the context of international collaboration. Apart from academic considerations, those who involve themselves in this issue take a predominantly positive view of the numerous existing green roofs in Germany. In some cities, green roofs are the typical construction technique for new buildings. A few outstanding examples will conclude this review. In Germany, about 20 companies, some of which operate internationally, specialize in green roof consulting. Learning from each other in an open-ended way with respect to different construction techniques and applications in various climatic regions can only be accomplished through such international collaboration as is taking place here.

한국 재래 닭의 Uncoupling Protein 유전자 Exon 3에서의 +1316 T/T 유전자형이 산란율에 미치는 효과 분석 (The +1316 T/T Genotype in the Exon 3 of Uncoupling Protein Gene is Associated with Daily Percent Lay in Korean Native Chicken)

  • 오재돈;이제현;홍윤숙;이성진;이승규;공홍식;상병돈;최철환;조병욱;전광주;이학교
    • 한국가금학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.239-244
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    • 2005
  • Uncoupling protein(UCP)은 갈색 지방세포에서 특이적으로 발현하고 있으며 복잡한 세포의 열 생산 작용에 관여한다고 알려져 있다. 본 연구는 한국 재래 닭 집단의 UCP 유전자 내에 존재하는 SNP를 검출하였다. 한국 재래 닭 집단의 UCP유전자 exon 3지역의 염기서열 분석 결과 1316 bp에서 T염기가 C염기로 치환되어짐을 확인하였다. T+11316C 지역의 PCR-RFLP 분석을 위해 제한효소 Afl III를 사용하였다. 한국 재래닭 집단내 유전자형 빈도는 TT가 0.7875, TC가 0.1875 그리고 CC가 0.025로 검출되었으며 대립유전자의 빈도는 T가 0.881 그리고 C가 0.119로 나타났다. 또한 검출된 SNP가 경제형질에 미치는 영향을 분석한 결과 한국 재래 닭 집단의 T/T 유전자형과 C/C유전자형에서 일당 산란율에서 통계적으로 유의한 차이가 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 향후 더 많은 UCP 유전자와 관련된 연구와 한국 재래 닭의 육종 전략에 도움이 될 것으로 사료된다.

잣나무열처리재의 흡방습성능에 미치는 영향인자 분석 (Analysis of Factors Affecting the Hygroscopic Performance of Thermally Treated Pinus koraiensis Wood)

  • 장윤성;한연중;엄창득;박주생;박문재;최인규;여환명
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제40권1호
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    • pp.10-18
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    • 2012
  • 최근 만들어지고 있는 거주공간은 단열성능 향상을 통한 냉난방 에너지 절약을 위하여 더욱 기밀해지고 있다. 이로 인해 일상생활 중에 발생하는 수분의 인위적인 배출과 외부공기의 인위적인 유입이 줄어듦에 따라 건축내장재의 자연조습기능에 대한 관심이 증대하고 있다. 본 연구에서는 열처리된 잣나무의 흡 방습성능을 평가하고 이에 영향을 미치는 인자들을 분석하였다. 상대습도 변화에 따른 평형함수율과 흡 방습률을 측정하였고, 조도(거칠기)와 미시적 표면형상, 그리고 FT-IR spectrum과 흡방습성과의 관계를 고찰하였다. 본 연구결과는 거주공간의 조습성능 정량화 평가시스템 구축을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이라 기대된다.

Nb과 Sn 첨가에 따른 Zr 합금의 재결정 및 TEP 거동 (Recrystallization TEP Behavior of Zr-based alloy by addition of Nb and Sn)

  • 정흥식;오영민;정용환;김선진
    • 한국재료학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.104-114
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    • 2001
  • Zr-Sn-Nb 합금의 재결정에 미치는 Nb과 Sn의 첨가영향을 연구하기 위해 냉간압연한 시편을 $300^{\circ}C$~75$0^{\circ}C$의 온도구간에서 열처리한 후에 미소경도와 TEP (Thermoelectric Power)를 측정하여 재결정 거동을 조사하였으며 광학현미경, 주사전자 현미경 (SEM), 투과전자현미경 (TEM)으로 미세조직을 관찰하였다 미소경도 및 미세조직의 분석 결과에 따르면, Nb과 Sn의 첨가에 의해 재결정 활성화 에너지가 증가하여 재결정이 지연되었으며, 재결정 완료 이후의 결정립 성장도 억제되었음을 관찰하였다. Zr내의 고용도가 매우 낮은 Nb의 첨가는 석출물을 쉽게 형성하는 반면에 고용도가 비교적 큰 Sn은 기지상 내에 대부분 고용되어 석출물의 양이 매우 작았으나, Sn 첨가에 의한 재결정의 지연 효과가 더욱 컸다. Nb보다 Sn의 첨가가 Zr 합금의 재결정 거동을 효과적으로 지연시킨 것은 고용도가 높은 SR에 의한 치환형 고용체 형성과정에서 발생된 응력장이 전위의 이동을 효과적으로 억제했기 때문으로 생각된다. 한편, 회복과 재결정이 진행됨에 따라 전자 산란인자의 감소로 TEP는 증가하였으며, 재결정이 완료되면 TEP의 포화가 발생하였다. 석출물의 형성은 석출물 주변의 용질농도 감소로 인한 전자 산란인자의 감소에 기인하여 TEP의 증가를 가져왔다

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