• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권2호
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• pp.268-279
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• 2018

The ALCYONE multidimensional fuel performance code codeveloped by the CEA, EDF, and AREVA NP within the PLEIADES software environment models the behavior of fuel rods during irradiation in commercial pressurized water reactors (PWRs), power ramps in experimental reactors, or accidental conditions such as loss of coolant accidents or reactivity-initiated accidents (RIAs). As regards the latter case of transient in particular, ALCYONE is intended to predictively simulate the response of a fuel rod by taking account of mechanisms in a way that models the physics as closely as possible, encompassing all possible stages of the transient as well as various fuel/cladding material types and irradiation conditions of interest. On the way to complying with these objectives, ALCYONE development and validation shall include tests on $PWR-UO_2$ fuel rods with advanced claddings such as M5(R) under "low pressure-low temperature" or "high pressure-high temperature" water coolant conditions. This article first presents ALCYONE V1.4 RIA-related features and modeling. It especially focuses on recent developments dedicated on the one hand to nonsteady water heat and mass transport and on the other hand to the modeling of grain boundary cracking-induced fission gas release and swelling. This article then compares some simulations of RIA transients performed on $UO_2$-M5(R) fuel rods in flowing sodium or stagnant water coolant conditions to the relevant experimental results gained from tests performed in either the French CABRI or the Japanese NSRR nuclear transient reactor facilities. It shows in particular to what extent ALCYONE-starting from base irradiation conditions it itself computes-is currently able to handle both the first stage of the transient, namely the pellet-cladding mechanical interaction phase, and the second stage of the transient, should a boiling crisis occur. Areas of improvement are finally discussed with a view to simulating and analyzing further tests to be performed under prototypical PWR conditions within the CABRI International Program. M5(R) is a trademark or a registered trademark of AREVA NP in the USA or other countries.

• 한국식품과학회지
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• 제50권1호
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• pp.83-91
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• 2018

본 연구에서는 (i) 열처리에 의한 칡가루의 산화방지 활성 변화와 (ii) 칡가루 첨가 백설기의 품질 특성과 산화방지 활성을 평가함으로써, 칡가루의 기능성이 열처리 가공식품에 실질적으로 부가되는지를 확인하고자 하였다. 쌀가루의 일부(3, 6, 9, 12, 15%)를 칡가루로 대체하여 제조한 백설기는 수분 함량이 대조군(0%) 백설기와 뚜렷한 차이를 나타내지 않았다. 이는 쌀가루에 비해 칡가루의 수분 함량이 낮아 칡가루 속 식품섬유에 의한 우수한 물 결합력이 일부 상쇄된 결과로 해석하였다. 이에 따라 수분 보유 정도와 비례하는 백설기의 경도, 점착성, 씹힘성 등 기계적 물성 값들도 유의적 차이를 나타내지 않았다. 칡가루 첨가량이 증가할수록 백설기의 명도는 낮아지고 적색도와 황색도는 높아져, 칡가루의 색 특성이 백설기에 그대로 반영되었음을 확인해주었다. 또한 백설기의 총 환원력과 총 플라보노이드 함량 모두 칡가루 첨가량에 비례하여 유의적으로 증가하였다. 이는 칡가루 추출물에서 관찰된 산화방지활성이 백설기 제조를 위한 열처리 공정 후에도 백설기에 실질적으로 남아있음을 확인해주었다. 그러나 열처리 칡가루에서 측정된 산화방지 활성 값으로 백설기의 산화방지 활성을 계산한 예측치와 비교할 때, 칡가루 첨가 백설기에서 실제로 측정된 산화방지 활성은 상대적으로 낮았다. 이러한 경향은 총 플라보노이드 함량보다는 페놀성 및 비페놀성 환원물질의 총량을 반영한 총 환원력에서 더 뚜렷하게 관찰되었다. 이는 열처리가 칡가루 속 페놀성 물질과 비페놀성 물질에 대해 서로 다른 영향을 주었던 결과로 설명되었다. 즉 칡가루를 $100^{\circ}C$에서 30분 동안 열처리하였을 때 플라보노이드는 증가, 총 환원력은 감소한 현상이 관찰됨에 따라, 칡가루를 첨가한 식품은 열처리 공정에 의해 페놀성 물질보다는 비페놀성 환원물질들이 상대적으로 더 손실될 수 있음을 시사해주었다. 한편 칡가루 첨가 백설기는 칡가루 고유의 색, 떫은 맛과 쓴맛, 조직의 거친 정도가 칡가루 함량에 따라 증가하여 전반적 기호도가 낮아지는 경향을 보였다. 그러나 9% 첨가군까지는 기호도에 부정적 영향없이 칡가루의 산화방지 활성을 열처리 식품인 백설기에 실질적으로 부가할 수 있었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.1-9
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• 2009

본 연구에서는 나일론, 폴리프로필렌, PTT(poly(trimethylene terephthalate)), 양모(wool), 그리고 나일론/양모로 이루어진 5 종류의 카페트에 대한 연소거동을 열류량 $50kWm^2$의 콘 칼로리미터를 이용하여 평가하였으며, 가스유해성 평가는 KS F 2271의 시험방법에 따라 평가하였다. 콘 칼로리미터 실험결과 나일론 카페트는 쉽게 불이 붙는 것을 알 수 있었다. 점화 정도 혹은 초기 가연성은 나일론/양모로 이루어진 카페트가 가장 높은 값을 나타냈다. 불의 세기인 열방출량은 폴리프로필렌 카페트가 가장 큰 것으로 나타났다. 나일론 카페트가 가장 높은 연기 발생량을 보인 반면, 나일론/양모로 이루어진 카페트는 가장 낮은 가스 발생량을 나타냈다. 질량 감소율은 나일론/양모 >양모 >나일론 >폴리프로필렌 >PTT 카페트 순으로 나타났다. 연소 시 발생하는 유해성 가스인 일산화탄소의 경우 PTT에서 가장 많은 발생량을 보였으며, 나일론과 양모로 이루어진 카페트에서 가장 적은 양이 발생됐다. 이산화탄소의 발생량은 폴리프로필렌이 가장 높았으며, 나일론/양모 카페트에서 가장 낮은 값을 나타냈다. 쥐의 행동정지시간을 통해 살펴 본 결과 카페트류의 가스유해성은 PTT 카페트가 가장 해로운 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.27-33
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• 2016

군수품은 방한복을 중심으로 투습방수성 소재 적용이 확대되고 있다. 특히 혹한기에는 장병의 생존성 확보를 위해 피복의 투습방수 기능이 더욱 중요한데, 체온의 손실을 예방하기 위해 땀은 외부로 빨리 발산하고 외부의 수분은 인체로 침투되지 않도록 해야 하기 때문이다. 한편, 한국군은 투습방수 소재의 성능을 내수도와 투습도로 평가하고 있다. 투습도는 규정된 온도 및 습도 하에서 직물을 통과하는 수증기의 증발 양을 측정하는 것으로, 이 중 아세트산포타슘을 이용한 방법(KS K 0594)이 주로 적용되고 있다. 그러나 이 방법은 시약의 준비 절차가 간략히 제시되어 공인시험기관별로 시험에 대한 준비과정 등이 상이하게 적용되고 있으며 이로 인해 결과의 편차가 크게 발생되고 있다. 따라서 본 연구에서는 공인시험기관별로 아세트산포타슘을 이용한 투습도 시험의 절차를 비교하고, 결과에 영향을 미치는 인자를 분석하여 투습도의 차이를 없애기 위한 개선안을 도출한다. 개선안에 대해 공인시험기관별 투습도에 대한 결과의 차이를 분석하기 위해 유의수준(0.05)을 바탕으로 일원배치법으로 분석한 결과 투습도의 편차가 감소한 것을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제44권6호
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• pp.874-881
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• 2015

본 연구는 열수 침지, 증기 및 볶음 처리가 표고버섯에 미치는 이화학적 분석 및 영양성분 분석을 통해 최적 열처리 조건을 확립하고자 진행하였다. 소비자들이 상품을 평가할 때 1차적으로 먼저 관찰되는 색도와 경도를 측정하고 추가로 pH 측정 등으로 인한 이화학적 결과로 최적 조건을 선정한 뒤에 그 조건들에 대해서 영양학적 및 미생물 검사를 실시하였다. 색도는 열처리 시간이 길어질수록 색의 변색 정도가 증가하여 뚜렷한 차이를 나타내었다. pH 값은 열수 침지 처리의 경우 pH 증가량이 가장 높았으며 처리 시간이 지속될수록 pH가 증가하는 경향을 나타내었다. 다른 처리군의 경우 일정 시간의 처리 시간 이후에는 유의적인 차이를 보이지 않았다. 경도에서는 열수 침지와 볶음 처리의 경우 1분 이내의 열처리만으로도 경도가 감소하는 경향을 보였으며, 증기 처리의 경우 1분 동안 경도가 유지되는 결과를 보였다. 일반 성분 분석 결과는 증기 처리가 가장 원물에 가까운 결과를 나타냈다. 유기산 함량은 증기 처리에서 유기산 함량 감소율이 가장 낮았다. 또한 3분간 증기 처리를 하였을 때 미생물의 사멸 효과가 가장 높았다. 열수 침지 처리나 볶음 처리의 경우 전체적으로 증기 처리한 시료에 비해서 영양성분 함량이 줄어드는 경향을 나타냈다. 따라서 표고버섯을 증기 처리 방법으로 열처리하는 것이 다른 열처리군에 비해서 최적으로 나타났다. 하지만 본 연구에서는 물리화학 및 영양학적 성분의 변화만을 분석하였기 때문에 실제 식품 산업이나 공정에 적용하기 위해서는 대용량 처리 시에 발생하는 문제들과 관련된 추가적인 연구를 필요로 할 것이다.

• 한국광학회지
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• 제32권2호
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• pp.49-54
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• 2021

본 논문에서는 고출력 광섬유 레이저의 핵심 부품인 대구경 광섬유 엔드캡을 제작하는 장비를 설계 및 제작하였으며, 제작장비를 이용하여 대구경 광섬유 엔드캡을 제작하였다. 대구경 광섬유 엔드캡 제작장비는 레이저 광을 조사하여 접속 열원으로 사용하기 위한 CO2 레이저 광원부, 대구경 광섬유와 엔드캡의 위치를 이송하기 위한 정밀 스테이지 조립체, 스테이지 조립체와 연동되어 융착 시 정렬에 사용되는 비전 시스템으로 구성되어 있다. 레이저 광원의 출력은 스테이지 조립체와 연동되어 출력을 제어하며, 비전 시스템으로 대구경 편광유지 광섬유의 편광축을 정렬할 수 있도록 제작되었다. 자체 제작한 장비를 이용하여 클래드 직경이 400 ㎛인 대구경 편광유지 광섬유와 10(W)×5(D)×2(H) ㎣의 엔드캡을 레이저 융착하여 대구경 광섬유 엔드캡을 제작하였다. 제작된 대구경 광섬유 엔드캡의 신호광 삽입손실, 소광률 및 빔품질(M2)은 각각 0.6%, 16.7 dB, M2x=1.21, M2y=1.22로 측정되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.578-584
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• 2021

본 연구에서는 매립회의 유효 활용을 위해 플라이애시(FA)와 매립회(PA) 4종의 수화반응 및 강도발현 특성을 비교 분석하였다. 해수 이동방식에 의해 염소함량 높은 PA는 시멘트 수화반응 촉진으로 FA와 비교하여 응결시간이 촉진되고, 누적 발열량이 증가하였으며, 초기 강도발현이 향상되었다. 그러나 재령 7일 이후 초기 수화물의 급격한 생성으로 활성도 지수 증가율은 감소하였다. 다량의 미연탄소 등 불순물을 함유한 PA는 낮은 수화 반응성으로 응결시간이 지연되고, 전 재령에서 강도가 저하되었다. 담수 이동방식에 의해 염소함량 낮고, 비정질량이 높은 PA는 FA와 유사한 수화반응 및 강도발현 특성을 나타냈다. 열중량 분석결과로 FA와 비슷한 수준의 Ca(OH)₂ 소비량과 포졸란 반응성을 가진 것을 확인하였다. 결과적으로 매립회의 활용성 높이기 위해서는 담수 이동방식의 적용 확대와 강열감량의 관리가 필요할 것으로 분석되었다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.339-347
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• 2018

화석연료로 인한 환경문제 및 기후변화 대응을 위해 신재생에너지 공급비중은 매년 증가하고 있으며 현재 폐기물 에너지는 신재생에너지 생산량의 60% 가량을 차지하고 있다. 그러나 폐기물은 화석연료에 비해 낮은 발열량을 가지고 여러 유해물질이 포함되어 있어 발전용 보일러에 적용 시 다양한 문제를 발생시킨다. 특히 연료 내 염소성분은 보일러 열교환부에 슬래깅 및 파울링을 증가시켜 열효율 감소와 고온부식의 주요 원인이 되며 설비 가동률을 낮추고 운전비용을 증가시킨다. 본 연구에서는 염화알칼리에 의한 과열기 소재의 부식특성 분석을 위해 과열기용 주요 금속소재(ASME SA213/ASTM A213 T2, T12 and T22 합금)를 대상으로 고온부식 실험을 수행하고 무게 감량법과 주사전자현미경 에너지분산분광기(SEM-EDS)를 활용해 다양한 조건에 따른 부식특성을 분석하였다. 실험 결과 온도 및 염화물 함량이 높을수록 부식이 증가하였으며 NaCl보다 KCl의 부식성이 더 높음을 확인하였다. 또한 소재의 크롬함량이 높을수록 염화알카리에 대한 내부식 특성이 우수하게 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.51-57
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• 2019

LNG 플랜트의 설비 배치는 안전, 환경과 관련된 법규 및 유지 및 보수 공간, 작업자 이동 통로 등 작업자의 근무환경이나 안전과 관련된 다양한 설계 제약조건을 충족해야 한다. LNG 플랜트 설비 중 가장 중요한 초저온 공정인 액화공정의 경우, 배관 내 유체와 외부 대기와의 온도 차이에 의한 열 손실과 유체 흐름 시 발생하는 압력 손실이 발생하기 때문에 가능한 설비 간 배관 길이는 짧을수록 유리하다. 따라서, 액화 공정을 건설할 때 다양한 제약조건을 만족하면서 배관의 길이를 최소로 하는 설비 배치가 이루어져야 하며, 이러한 문제는 수학적 모델링으로 배관의 비용을 목적함수를 만들어 이를 최소화하는 최적화 문제로 다룰 수 있다. 이와 관련된 기존 연구들은 대체로 장치 간 유지 보수에 필요한 최소 공간 확보, 사고 예방을 위한 장치 간 이격거리 등 안전 요소를 간과해 왔다. 또한, 기존 연구는 대체로 개념설계를 이용한 배치를 다루어 왔으며, 이미 건설된 실제 배치 결과와 최적화 결과를 비교하여 배치 최적화 문제가 실제 어느 정도 비용 절감 효과가 있는지 검증한 내용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 작업자의 근무나 안전과 관련된 장치 간 이격거리와 유지 보수와 관련된 제약조건 식을 세우고 장치를 연결하는 파이프의 총 비용을 목적함수로 하는 MILP(Mixed Integer Linear Programming) 형태의 문제를 설계하였다. 하지만, 식이 복잡하고 공정 특성에 따라 다양한 제약조건을 추가해야 하는 경우가 있으므로 목적함수의 미분식을 이용하여 푸는 기존의 최적화 방법론으로 풀기에는 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 목적함수의 미분식 없이 최적해를 찾을 수 있는 PSO (Particle Swarm Optimization)를 이용하여 최적화를 수행하였다. 실제로 가동 중인 C3MR (Propane precooling Mixed Refrigerant) 공정에 대한 최적화를 수행하여, 본 연구에서 제안한 방법이 어느 정도 효과가 있는지 검증하였다.

• 한국포장학회지
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• 제28권3호
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• pp.157-163
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• 2022

본 연구에서는 전자레인지 조리 시 발생하는 포장 내부의 수증기를 스스로 방출할 수 있는 PLA 기반 스마트 복합 필름을 제조하였다. 제조된 복합필름의 전자레인지 조리가 가능한 HMR 제품의 포장재로써 적용가능성을 평가하기 위해 DSC, UTM, GTR 및 전자레인지 모의 적용 평가를 통해 열적 특성, 기계적 특성, 온도 구간별 기체 투과도 및 전자레인지 적용성을 평가하였다. 복합필름의 열적 특성을 확인한 결과, PLA와 PEG의 강한 화학적 상호작용을 확인하였고 본 연구에서 기대한 전자레인지 조리 온도 내에서 PEG가 용융되는 것을 확인하였다. 또한, 제조된 복합필름은 PEG의 첨가로 인해 인장강도는 감소하였지만 연신율이 증가하였고, nanoclay의 함량이 증가함에 따라 감소된 인장강도가 일부 회복한 것을 확인하였다. 또한, 기체투과도의 경우 PEG의 T_m1 이상인 65℃ 부터 PEG가 용융되면서 투과도가 비약적으로 증가한 것을 확인하였다. 전자레인지 모의 적용 평가를 통해 pure PLA는 내부 수증기를 방출하지 못하고 그 압력을 버티지 못해 폭발한 것에 비해, 복합필름의 경우 전자레인지 수증기 발생 온도에서 그 형태를 유지하며 효과적으로 내부 수증기를 자가방출한 것을 확인하였다. 이러한 결과를 바탕으로 본 연구에서 제조한 스마트 복합필름은 포장재로써 향후 전자레인지 조리 HMR식품 포장재로써 적용될 수 있다.