• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권1호
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• pp.13-30
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• 2019

This paper presents the recent improvements in the DeCART code for HTGR analysis. A new 190-group DeCART cross-section library based on ENDF/B-VII.0 was generated using the KAERI library processing system for HTGR. Two methods for the eigen-mode adjoint flux calculation were implemented. An azimuthal angle discretization method based on the Gaussian quadrature was implemented to reduce the error from the azimuthal angle discretization. A two-level parallelization using MPI and OpenMP was adopted for massive parallel computations. A quadratic depletion solver was implemented to reduce the error involved in the Gd depletion. A module to generate equivalent group constants was implemented for the nodal codes. The capabilities of the DeCART code were improved for geometry handling including an approximate treatment of a cylindrical outer boundary, an explicit border model, the R-G-B checker-board model, and a super-cell model for a hexagonal geometry. The newly improved and implemented functionalities were verified against various numerical benchmarks such as OECD/MHTGR-350 benchmark phase III problems, two-dimensional high temperature gas cooled reactor benchmark problems derived from the MHTGR-350 reference design, and numerical benchmark problems based on the compact nuclear power source experiment by comparing the DeCART solutions with the Monte-Carlo reference solutions obtained using the McCARD code.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권3호
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• pp.239-244
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• 2019

Plating wastewater containing various heavy metals can be produced by several industries. Specifically, we focused on the removal of copper (Cu2+) and nickel (Ni+) ions from the plating wastewater because all these ions are strictly regulated when discharged into watershed in Korea. The application of both nanofiltration (NF) and reverse osmosis (RO) technologies for the treatment of wastewater containing copper and nickel ions to reduce fresh water consumption and environmental degradation was investigated. In this work, the removal of copper (Cu2+) and nickel (Ni+) ions from synthetic water was studied on pilot scale remove by before using two commercial nanofiltration (NF) and reverse osmosis(RO) spiral-wound membrane modules (NE2521-90 and RE2521-FEN by Toray Chemical). The influence of main operating parameters such as feed concentration on the heavy metals rejection and permeate flux of both membranes, was investigated. Synthetic plating wastewater samples containing copper ($Cu^{2+}$) and nickel ($Ni^{2+}$) ions at various concentrations(1, 20, 100, 400 mg/L) were prepared and subjected to treatment by NF and RO in the pilot plant. The results showed that NF, RO process, with 98% and 99% removal for copper and nickel, respectively, could achieve high removal efficiency of the heavy metals.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권5호
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• pp.1845-1850
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• 2022

In-vessel corium retention (IVR) during external reactor vessel cooling (ERVC) is a key severe accident management strategy adopted in advanced nuclear power plants. The injection of nanofluids has been regarded as a means of enhancing CHF when using the IVR-ERVC strategy to safeguard high-power nuclear reactors. However, a critical practical concern is that various types of debris flowing from the contaminant sump during operation of an ERVC system might degrade CHF enhancement by nanofluids. Our objective here was to experimentally assess the viability of nanofluid use to enhance CHF in practical ERVC contexts (e.g., when fluids contain various types of debris). The types and characteristics of debris expected during IVR-ERVC were examined. We performed pool boiling CHF experiments using nanofluids containing these types of debris. Notably, we found that debris did not cause any degradation of the CHF enhancement characteristics of nanofluids. The nanoparticles are approximately 1000-fold smaller than the debris particles; the number of nanoparticles in the same volume fraction is 1 billion-fold greater. Nanofluids increase CHF via porous deposition of nanosized particles on the boiling surface; this is not hindered by extremely large debris particles.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권2호
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• pp.546-551
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• 2024

As an effective methods of plasma heating, neutral beam injection (NBI) systems based on negative hydrogen ion sources will be utilized in future magnetic-confinement nuclear fusion experiments. Because of the collisions between the fast negative ions and the neutral background gas, the positive ions are inevitable created in the acceleration region in the negative NBI system. These positive ions are accelerated back into the ion source and become high energy backstreaming ions. In order to explore the characters of backstreaming ions, the track and power deposition of backstreaming H⁺ beam is estimated using the experimental and simulation methods at NNBI test facility. Results show that the flux of backstreaming positive ions is 1.93 % of that of negative ion extraction from ion source, and the magnet filed in the beam source has an effect on the backstreaming positive ions propagation.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.1002-1012
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• 2024

To remove insoluble fission products, which could possibly cause reactor instability and significantly reduce heat transfer efficiency from primary system of molten salt reactor, a helium bubbling method is employed into a passive molten salt fast reactor. In this regard, two-phase flow behavior of molten salt and helium bubbles was investigated experimentally because the helium bubbles highly affect the circulation performance of working fluid owing to an additional drag force. As the helium flow rate is controlled, the change of key thermal-hydraulic parameters was analyzed through a two-phase experiment. Simultaneously, to assess the applicability of numerical model for the analysis of two-phase flow behavior, the numerical calculation was performed using the OpenFOAM 9.0 code. The accuracy of the numerical analysis code was evaluated by comparing it with the experimental data. Generally, numerical results showed a good agreement with the experiment. However, at the high helium injection rates, the prediction capability for void fraction of helium bubbles was relatively low. This study suggests that the multiphaseEulerFoam solver in OpenFOAM code is effective for predicting the helium bubbling but there exists a room for further improvement by incorporating the appropriate drag flux model and the population balance equation.

• 적정기술학회지
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• 제7권1호
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• pp.72-81
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• 2021

안전한 음용수 확보를 위한 적정기술로써 환경적, 기술적 요구사항을 충족할 수 있는 나노섬유 멤브레인으로 구성된 무동력 막 여과 시스템을 평가하였다. 이 장치는 수두차에 의한 중력과 생물학적 막 오염층 제어로 별도의 에너지원이 필요 없고, 핵심 소재인 PVDF 나노섬유 멤브레인 필터가 병렬로 연결, 모듈화되어 있어 물 생산성을 높이는 구조이다. 이 장치의 실제 현장 적용 가능성을 평가하기 위해 Pilot-scale (3000-5000 L/day) 나노섬유 멤브레인 기반 정수 시스템이 개발도상국(키리바시, 투발루 등)에 2017년 8월 설치되어 3개월간 운영되었다. 14-92 L/(m²×h)의 플럭스로 안정적 물 생산성을 확인하였고 처리수의 탁도와 박테리아의 높은 제거율 (99.99% 이상)로 안전한 수질을 장기간 제공할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 현장 적용을 통해 나노섬유 멤브레인 기반 무동력 정수 시스템이 장기간 안전한 음용수를 공급할 수 있는 정수장치로 평가되었고, 적정기술로써 개도국의 수처리 장치로 활용 가능성을 보여준다.

• 생물환경조절학회지
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• 제11권1호
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• pp.40-44
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• 2002

플러그묘를 대량으로 생산할 수 있는 폐쇄형 묘생산 시스템을 개발하고자 본 연구가 수행되었다 또한 묘소질이 우수한 청장계 오이 플러그묘를 생산하는 데 필요한 적정 광환경 조건을 확립하고자 오이묘의 생장에 미치는 4수준의 광주기(18/6 h, 12/12 h, 9/15 h, 6/18h)와 4수준의 광합성유효광량자속(200, 300, 400, 500$\mu$mo1. m$^{-2}$ .s$^{-1}$)의 영향을 구명하였다. 인공광하에서 오이 플러그묘의 생장에 미치는 광주기의 영향은 광합성유효광량자속에 비해서 더 크게 나타났다. 폐쇄형 묘생산 시스템에서 생산된 오이묘의 줄기 직경, 지상부와 지하부 건물중, 엽수, 엽폭, 엽장 및 엽록소함량은 대조구에 비해서 유의성이 높게 나타났다. 한편 배축은 대조구에 비해서 유의성이 인정될 만큼 짧게 나타났다. 6/18h의 광주기와 200$\mu$mol. m$^{-2}$ .s$^{-1}$의 광합성유효광량자속에서 생산된 오이묘의 생장 특성은 자연광하에서 육묘된 경우와 유사하게 나타났다. 단일 식물인 오이의 특성을 고려할 때 상기 결과는 짧은 명기와 낮은 광량에서 묘소질이 균일한 청장계 오이 플러그묘의 생산이 가능함을 의미하는 것이다. 인공광하에서 식물묘를 생산할 경우 소비전력의 60~70%가 조명기구에 소요됨을 고려할 때 이러한 결과는 인공광형 묘생산 시스템을 이용한 오이 플러그묘의 생산에서 소비전력의 절감 방안에 해당하는 것이다.

• 한국토양비료학회지
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• 제14권1호
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• pp.8-16
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• 1981

Ohm의 법측(法測)을 이용(利用)한 물 이동(移動) 방정식(方程式)의 해(解)를 수치해석법(數値解析法)으로 구(求)하여 대두(大豆)의 물 소모양상(消耗樣相)을 추정(推定)하여 실측자료(實測資料)와 비교(比較)하였다. 본(本) 모형(模型)은 고속전산기(高速電算器)를 사용(使用)하기 위(爲)하여 FOPTRAN으로 쓰여졌으며 모형(模型)의 검정(檢定)은 미(美) Iowa 주서부농업시험장(洲西部農業試驗場)에서 얻어진 자료(資料)를 사용(使用)하여 시도(試圖)되었다. 모형검정치(模型檢定値)와 실측치간(實測値間)에 잘 맞는 경향(傾向)이었으나 다소(多少)의 오차(誤差)가 시기적(時期的)으로 인정(認定)되었다. 계산(計算)된 토양증발량(土壤蒸發量)은 작물생육초기(作物生育初期)에는 약(約) 2mm/day이었으나 후기(後期)에는 0.4mm/day로 감소(減少)하였으며, 한발기(旱魃期)에 0.1mm/day까지 감소(減少)되었다. 증발량(蒸發量)은 최대(最大) 5mm/day이었다. 토심(土深) 180cm와 210cm 층위(層位)에서 이루어지는 지하배수량(地下排水量)은 약(約) 0.2mm/day이었고, 후기(後期)에는 역전되어 모관상승(毛管上昇)을 보였으며 이 양(量)은 약 0.07mm/day로 근계(根系)의 물 소모량(消耗量)을 충족(充足)시키지는 못하였다. 따라서 심토(深土)의 물 이용(利用)을 위(爲)해서는 근계(根系)의 확장(擴張)이 더 중요(重要)하다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제43권5호
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• pp.451-458
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• 2009

목적: 광학적 분자 발광영상은 발광효소를 이용하여 발광하는 빛의 신호를 영상화하는 기법이다. 발광하는 광량이 분자 변화 또는 세포 수와 비례하고 신호 대 잡음비가 좋아서 영상을 얻고, 정략분석이 가능하다. 이 연구에서는 정량적 분석을 위해 비례적 측정 정량화기법을 개발하였다. 대상 및 방법: 개발 중인 ALIS (animal light imaging system) 광학발광영상 카메라에서 박테리아 수를 달리한 박테리아 광원 3가지와 또 다른 3가지 광원을 이용하여 발광영상을 측정하였다. 일정한 세기의 광원에 대해서 측정 방법을 수학적으로 표현하기 위해 cd와 광속의 개념을 이용하여 간단한 수식을 유도하였다. 실험을 통해 측정시간 1초를 기준으로 얻어진 값으로 표준 정량화 함수를 얻었다. 얻어진 정량화 함수를 이용하여 박테리아를 이용한 실험에 필요한 함수의 상수 값을 구했으며, 세 가지 세기가 다른 광원을 이용하여 측정한 값을 측정시간과 함께 정량화 식에 대입하여 측정하였다. 결과: 표준측정함수를 이용하여 측정시간에 비례하는 정량적 값을 얻을 수 있었다. 정량화결과를 측정시간으로 나눠준 값은 일정하였으며, 측정시간에 대비한 비례적 값을 얻을 수 있었다. 결론: 측정한 결과를 정량화 함수에 대입하여 정량화시킨 값은 표준정량화 하기에 적합하였다. 이 정량화 방법은 다른 광학적 분자영상 장비에 적용하여도 빛의 세기를 표준화 시킬 수 있을 뿐 만 아니라 성격이 다른 각각의 광원에 대해서도 보다 정량적인 분석을 시행할 수 있으므로, 새로운 표준 정량화 방법으로 발전시킬 수 있을 것으로 기대한다.

• 자원리싸이클링
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• 제8권4호
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• pp.45-56
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• 1999

본 연구의 목적은 불순물들을 다량 함유한 mill scale과 ferro-Mn을 정제과정을 거쳐 불순물들의 함량을 100 ppm 이하로 감소시킨 후 이들을 원료로 사용하여 Mn-Zn ferrite 원료분말을 기존의 고상반응법이 아닌 분무배소 방법에 의해 제조하는데 있다. 이를 위하여 본 연구에서는 정제된 원료용액을 분무배소시킴으로써 고상의 미세한 복합산화물 분말을 형성시키며, 생성된 분말을 효율적으로 포집할 수 있을 뿐 아니라 유해 생성기체를 중화시킬 수 있는 분무배소로 system을 개발하였다. 또한 정제된 원료 용액을 본 연구에서 개발된 분무배소로 내로 투입시킴으로써 Mn-ferrite 및 $Fe_{2}O_{3}$와 $Mn_{2}O_{3}$의 복합산화물 분말을 제조하였으며, 이때 각각의 조건 하에서 생성된 분말들에 대해 조성, 비표면적 및 입도 분포 등의 물리적, 화학적 특성을 조사하였다. 분무 배소법에 의해 생성된 원료분말에 ZnO 및 기타 첨가제를 정해진 조성으로 혼합시킨 후 성형 및 엄격하게 제어된 소결과정에 의해 Mn-Zn ferrite core를 제조하였다. 또한 제조된 core에 대하여 손실값, 초투자율, 잔류자속밀도, 항자력 및 포화자속밀도의 자기적 특성을 측정하였으며, 이 결과들을 바탕으로 Mn-Zn ferrite 원료 분말을 제조하기 위한 분무배소방법의 타당성을 확인하였다.