• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권9호
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• pp.3717-3729
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• 2024

Accurately predicting evacuation time in a ventilated main control room (MCR) during fire emergencies is crucial for ensuring the safety of personnel at nuclear power plants. This study proposes to use neural networks alongside consolidated fire and smoke transport (CFAST) simulations to serve as a surrogate model for physics-based simulation tools. Our neural networks can promptly predict the evacuation time in MCRs, proving to be a valuable asset in fire emergencies and eliminating the need for time-consuming rollouts of the CFAST simulations. The CFAST model simulates fire and evacuation scenarios in a ventilated MCR with variations in input parameters such as door conditions, ventilation flow rate, leakage area, and fire propagation time. Target output parameters, such as hot gas layer temperature (HGLT), heat flux (HF), and optical density (OD), are used alongside standardized evacuation variables to train a machine learning model for predicting evacuation time. The findings suggest that high ventilation flow rates help to dilute smoke and discharge hot gas, leading to lower target output parameters and quicker evacuation. Standardized evacuation variables exceed the required abandonment criteria for all door conditions, indicating the importance of proper evacuation procedures. The results show that neural networks can generate evacuation times close to those obtained from CFAST simulations.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.427-436
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• 2020

기후 변화는 한반도 가뭄 특성에 영향을 미칠 것으로 예측되지만 불확실성이 존재한다. 이에, 본 연구는 지면 모델링 시스템 중 하나인 WRF-Hydro 모형에 기후변화와 토지이용 시나리오를 이용하여 한반도 미래 가뭄을 예측하는 것을 목표로 하였다. 기후 변화 자료는 RCP2.6과 RCP8.5 시나리오, 지표면 변화 자료는 공통사회경제경로(Shared Socio-economic Pathway, SSP) 시나리오를 사용하였다. 임계수준 방법을 적용하여 유출량과 순일차 생산량(Net Primary Productivity, NPP)값을 이용한 미래 수문학적 가뭄과 생태학적 가뭄을 정의하였고, 각 시나리오 별 가뭄의 기간과 강도의 특성을 평가하였다. 수문학적 가뭄 기간은 RCP2.6-SSP2 가까운 미래(2031-2050)와 RCP8.5-SSP2 먼 미래(2080-2099) 시나리오에서, 생태학적 가뭄 기간은 RCP2.6-SSP2 먼 미래와 RCP8.5-SSP2 가까운 미래에서 긴 가뭄 기간을 보였다. 가뭄 강도는 가뭄 기간과 다르게, 두 가뭄 모두 RCP2.6-SSP2 먼 미래와 RCP8.5-SSP2 가까운 미래에서 큰 강도를 보였다. 수문학적 가뭄의 경우 RCP2.6-SSP2 먼 미래가 가장 심도가 크고 임계수준의 크기의 영향을 많이 받았다. 그러나 생태학적 가뭄 심도는 RCP2.6-SSP2 가까운 미래와 RCP2.6-SSP2 먼 미래에서 큰 심도를 보이고, 임계수준에 따른 심도 크기의 시나리오 별 차이는 작았다. 이 연구는 기후변화와 토지이용변화에 따른 한반도 미래 수문학적 및 생태학적 가뭄 특성을 이해하고 관리하는데 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국산림과학회지
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• 제86권1호
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• pp.35-45
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• 1997

충청북도 충주지역의 신갈나무와 굴참나무 천연림 생태계의 탄소 고정량을 allometric 공식을 이용하여 추정한 결과, 다음과 같았다. 충주지역의 탄소 고정량을 추정하는 방정식 모형으로 $Wt=aD^bH^c$가 $Wt=a(D^2H)^b$와 $Wt=aD^b$보다 적합하였다. 임분의 biomass 추정에서 지상부 총량은, 신갈나무 임분이 130.58 t/ha 이었고, 굴참나무 임분이 137.38 t/ha 였다. 그리고, 두 임분의 1 년간 생산할 수 있는 총량은 각각 신갈나무 임분의 지상부 총량이 9.96 t/ha/yr, 굴참나무 임분의 지상부 총량이 8.64 t/ha/yr 였다. 탄소의 지상부 총 고정량은 신갈나무 임분이 60.52t C/ha, 굴참나무 임분이 62.22t C/ha 였다. 연간 고정할 수 있는 탄소량은 신갈나무림이 4.78t C/ha/yr, 굴참나무림이 4.28t C/ha/yr 였다. 산림면적 대비 연 탄소방출량이 2.44t C/ha/yr 이었는데, 탄소 고정능력이 방출량 보다 1.84~2.34t C/ha/yr 만큼 더 큰 것으로 나타났다. 따라서 신갈나무와 굴참나무 천연림 생태계는 환경개선 효과가 큰 것으로 나타났다. 그러나 엽이 2.39t C/ha/yr와 1.89t C/ha/yr로, 50%와 44%를 차지하고 있기 때문에 확실한 고정량은 계절에 따라 유동적일 수 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_3호
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• pp.1043-1060
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• 2023

최근 기후변화의 가속화로 바다에 의한 탄소의 흡수 작용을 칭하는 '블루 카본(blue carbon)'에 대한 관심이 많아지고 있지만, 탄소 순환의 핵심이 되는 해양 생태계에 대한 우리의 이해는 아직 부족한 실정이다. 본 연구는 탄소 순환을 고려한 글로벌 해양 생태 권역(marine eco-province)을 k-means clustering 기법을 활용하여 분류·분석하였다. 지난 20년 간(2001-2020) 위성을 활용하여 생산된 Carbon-based Productivity Model (CbPM) 순 일차 생산량(Net primary production, NPP), particulate inorganic and organic carbon (PIC and POC), 위성 관측과 재분석모델을 결합하여 생산한 해수면 염분(sea surface salinity, SSS) 및 온도(sea surface temperature, SST) 총 다섯가지 자료를 활용하였다. 최적화 과정을 거쳐 총 9개의 생태권역을 도출하였으며, 각 권역의 공간분포와 특성을 분석하였다. 이 중 5개의 권역은 주로 대양의 특성을 반영하고, 4개의 권역은 연안 및 고위도 해역의 특성을 반영하는 것으로 나타났다. 또한, 기존에 알려진 해양 생태 권역과의 정성적 비교를 통하여 탄소순환을 고려한 해양 생태권역의 특징을 상세히 분석하였다. 마지막으로 과거 5년 단위(2001-2005, 2006-2010, 2011-2015, 2016-2020)로 생태 권역의 변화를 분석하였으며, 연안생태계의 빠른 변화와 특히 담수유입으로 인해 생산량이 높고 생태적으로 중요한 권역의 감소를 확인하였다. 이러한 연구 결과는 탄소 순환 및 기후변화를 고려한 해양 생태 권역 분류 및 연안 관리에 대한 중요한 참고자료로 활용 될 수 있으며, 기후 변화에 취약한 지역에 대한 체계적인 관리 지침 개발에 활용될 수 있다.

• 대기
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• 제24권3호
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• pp.303-315
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• 2014

HadGEM2-CC 모델에서의 $CO_2$ 농도증가에 대한 RCP 시나리오의 결과는 21세기 말 전 지구 연평균 기온과 강수 증가가 전망되고 이에 따라 식물의 생산량 및 호흡량 증가가 전망된다. 20세기 말 일차생산량(GPP와 NPP), 호흡량, LAI가 21세기 말 기온 증가에 따라 증가하는 점은 기존의 Shao et al. (2013)와 유사하였다. 특히 이전 연구와 유사하게 21세기 말 일차생산량과 호흡량은 고위도보다 열대 저위도 지역에서 증가량이 더 컸다. 기온이 상승하고 강수량이 증가하면서 식생이 자라지 않던 나지 면적이 감소하였고, 이에 따른 식생 면적 증가는 식생의 생산량(GPP, NPP) 증가로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 C3 초지, 활엽수의 면적 증가가 뚜렷하였다. 이는 Beck and Goetz (2011)에서 언급한 대로 온난화에 따른 식생 면적 증가가 식생 생산성과 연관되어 $CO_2$ 흡수작용을 강화하는 데 기여할 수 있음을 의미한다. Shao et al. (2013)에 따르면 21세기 말 누적 NEE는 증가가 전망되고 이는 특히 열대와 고위도 지역이 주요 흡수원으로 작용하였기 때문으로 그 원인을 설명하였다. 본 연구에서 사용된 HadGEM2-CC에서는 전 지구 평균적으로 NEE 흡수가 증가하는 경향은 동일하게 전망하며, 이는 열대보다는 북반구 고위도지역인 유라시아와 북미 대륙에서 증가한 흡수가 그 원인으로 분석되었다(Fig. 8). 앞서 Mynenl et al. (1997)에 따르면 기온상승에 따라 식생의 광합성활동, 생장시기 길이와 시작시기의 당겨짐을 보고하였다. 본 연구 실험에서도 이와 유사하게 미래에 기온 상승에 따라 식생 성장 기간이 길어지고 LAI도 증가하며 식생 지대가 점차 고위도로 북상할 것을 전망하였다(Figs. 5, 12b). 이에 따라 육상 생태계의 $CO_2$ 흡수량은 20세기 말보다 21세기 말에 증가하였고 우리나라가 속해있는 동아시아지역($90^{\circ}E{\sim}140^{\circ}E$, $20^{\circ}N{\sim}60^{\circ}N$)은 기온, 강수뿐 아니라 $CO_2$ 흡수량도 같은 위도대의 전 지구 동서평균보다 크게 모의되었다. RCPs에 따른 흡수율은 21세기 중반까지는 대기 중 이산화탄소 농도 변화율과 유사한 경향을 보이는데 RCP 8.5에서는 21세기 후반에 흡수 증가율이 감소하며 이는 Liddicoat et al. (2013) 에서 보인것과 유사하다. 하지만 대기 중 $CO_2$의 증가와 식생분포 지역의 확대에도 불구하고 21세기 말 육상생태계의 순생태계흡수량은 크게 증가하지 않음을 확인할 수 있었다. 이는 기온 상승이 크게 일어난 21세기 후반부터 토양 호흡의 급격한 증가로 인하여 육상생태계의 이산화탄소 흡수 능력은 감소한 것에 기인하였다. 향후 본 연구결과의 유의성을 확보하기 위해 다양한 모델의 자료를 추가할 필요가 있다. Shao et al. (2013)에 따르면 미래 탄소 흡수 전망에 있어 전 지구 및 위도별 모의 결과가 모델마다 매우 다양한데 이는 지면생태모형 간의 식생역학, 물리과정의 차이로 해석된다. 미래 육상생태계의 이산화탄소 흡수 능력의 변화와 기후변화를 보다 정확하게 예측하기 위해서는 다른 모델의 자료를 이용한 불확실성을 정량화 하는 것이 필요하며 이는 전 지구 및 지역별 탄소 순환 이해를 높이는 데 기여할 것이다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제33권4호
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• pp.183-196
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• 2008

원전주변의 주민에 대한방사선량의 대부분을 음식물 섭취에 의한 내부피폭이 차지하고 있다. 그러나 우리나라 원전에 적용하고 있는 음식물 섭취 관련 인자는 1989년 한국원자력연구소가 고리원전 주변지역을 대상으로 수행한 현장조사 결과를 계속 적용하고 있어 최근의 식습관 변화를 적절히 반영하지 못하고 있다. 또한 우리나라는 미국 NRC (Nuclear Regulatory Commission) 에서 적용하고 있는 최대개인에 근거하여 음식물 섭취율을 결정하고 있다. 그러나 최근의 ICRP (International Commission on Radiological Protection) 의 권고 및 유럽의 관련 지침에서는 결정집단 또는 결정집단을 대표하는 개인에 대해 선량을 평가토록 권고하고 있다. 따라서 이러한 식습관의 변화추이나 피폭평가대상에 대한 국제적인 권고기준에 준하는 음식물 섭취율 설정방법에 대한연구가 필요하다. 보건복지가족부에서는 국민건강증진법에 의거 매 3년마다 전국 규모의 국민의 식품 및 영양섭취실태 조사를 실시하고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 정부조사자료를 활용하여 주기적으로 음식물 섭취량 자료를 갱신할 수 있는 방안을 연구하였다. 보건복지가족부에서 $2001{\sim}2002$년에 수행한 국민영양조사원자료(raw data)를 분석하여 결정집단을 대표하는 개인의 음식물 섭취율을 결정하는데 이용할 수 있는 기초통계량을 제시하고, 또한 현재 국내 원전에서 적용하고 있는 최대개인의 음식물 섭취율을 재설정하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.295-305
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• 2011

본 연구에서는 원자력발전소의 주요 설비중의 하나인 전기설비를 대상으로 지진취약도 재평가를 위한 진동대 실험을 수행하였다. 원자력발전소 내에는 많은 전기설비들이 설치되어 있으며, 이러한 전기설비의 손상은 전기설비 자체의 손상에서 그치는 것이 아니고 발전소 전체의 안전성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 원자력발전소의 확률론적 지진안전성 평가에서는 주요 전기설비에 대한 지진취약도 결과를 활용한 평가를 수행하고 있다. 본 연구에서는 기존의 확률론적 지진안전성 평가에서 사용하고 있는 전기설비의 지진취약도 값에 대한 재평가를 위하여 원자력발전소에서 사용하고 있는 주요 기기에 대한 진동대 실험을 수행하였다. 평가대상 전기설비로는 480V MCC를 선정하였으며, 진동대 실험을 위하여 NRC 설계지진, 등재해도 스펙트럼에 의한 인공지진 그리고 PAB165'에서의 층응답스펙트럼을 이용한 인공지진의 3가지 지진파를 이용하였다. 설계지진동 수준인 최대지반가속도 0.2g부터 단계적으로 입력수준을 증가시키면서 실험을 수행하였다. NUREG/CR-5203에서 제시하고 있는 방법에 의거하여 캐비넷에서의 증폭비를 비교하였으며, EPRI TR-103959의 방법으로 취약도 평가를 수행하여 기존의 확률론적 지진안전성 평가에서 사용하고 있는 지진취약도 결과와 비교하였다. 결론적으로 기존의 보고서에서 제시하고 있는 취약도 결과가 다소 보수적으로 평가하고 있음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.715-722
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• 2015

프리스트레스(PS) 긴장재의 긴장력 관리는 거더 성능관리에 있어 매우 중요한 항목이나 현재는 시공시 설계 긴장력의 도입 여부만을 검증한 후 공용시에는 그 관리가 이루어지지 않는 실정이다. 이에 본 연구에서는 PSC 거더의 제작단계에서부터 공용시까지 생애주기 동안의 긴장력 관리가 가능한 PSC 거더를 제안하기 위한 기초 연구로서, 현재의 기술수준으로 사용 가능한 센서들을 이용하여 PS 긴장력을 측정하는 실험 연구를 수행하였다. 소규모 거더를 제작하여 4종류의 센서를 설치하였고, 긴장력을 도입하면서 각 센서들의 적용성과 정확성을 평가하였다. 실험결과에 따르면, 중공로드셀은 편심하중이 작용하는 경우 기준값보다 하중을 높게 평가하는 경향이 있었다. EM 센서는 실용이 가능한 정확도를 보여주었으며, 콘크리트 내부의 긴장재를 따라 어느 위치에서도 설치할 수 있다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제42권2호
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• pp.60-69
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• 2018

Background: This study was conducted from March 2011 to February 2013 in order to evaluate the ecosystem value by examining the organic carbon distribution and cycling in the Quercus glauca forest, evergreen oak community at Seonheul-Gotjawal, Jeju Island. Results: The amount of organic carbon distribution was $124.5ton\;C\;ha^{-1}$ in 2011 and $132.63ton\;C\;ha^{-1}$ in 2012 for aboveground biomass. And it was $31.13ton\;C\;ha^{-1}$ in 2011 and $33.16ton\;C\;ha^{-1}$ in 2012 for belowground biomass. In total, the amount of organic carbon distribution in plants was 155.63 and $165.79ton\;C\;ha^{-1}$ in 2011 and 2012, respectively. In 2011 and 2012 respectively, the amount of organic carbon distribution was 3.61 and $6.39ton\;C\;ha^{-1}$ in the forest floor and it was 78.89 and $100.71ton\;C\;ha^{-1}$ in the soil. As shown, most carbon was distributed in plants. Overall, the amount of organic carbon distribution of the Q. glauca forest was $238.13ton\;C\;ha^{-1}$ in 2011 and $272.89ton\;C\;ha^{-1}$ in 2012. In 2011, the amount of organic carbon fixed in plants through photosynthesis (NPP) was $14.22ton\;C\;ha^{-1}\;year^{-1}$ and the amount of carbon emission of soil respiration was $16.77ton\;C\;ha^{-1}\;year^{-1}$. The net ecosystem production (NEP) absorbed by the Q. glauca forest from the atmosphere was $5ton\;C\;ha^{-1}\;year^{-1}$. Conclusions: The carbon storage value based on such organic carbon distribution was estimated about $23.81mil\;won\;ha^{-1}$ in 2011 and $27.29mil\;won\;ha^{-1}$ in 2012, showing an annual increment of carbon storage value by $3.48mil\;won\;ha^{-1}$. The carbon absorption value based on such NEP was estimated about $500,000won\;ha^{-1}\;year^{-1}$.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권2_spc호
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• pp.291-303
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• 2020

영구정지후 해체가 계획된 고리 1호기 원자력발전소는 해체과정에서 다양한 종류의 방사성폐기물이 대량으로 발생될 것으로 예상되고 있으며, 이 중 원자로 및 내부구조물은 방사능 수치가 높으므로 1차측에서 적절한 크기와 중량으로 해체된다. 고리 1호기 해체시 원자로 및 내부구조물에서 발생되는 방사성폐기물에 대하여 기존 폐기물의 자체처분 현황 및 법적 제한 사항 분석 등을 통해 적절하고 효율적인 처분방법을 마련하는 것은 중요한 사안일 것으로 판단된다. 원자로 및 내부구조물에서 발생되는 폐기물은 중준위에서부터 자체처분까지 다양한 준위의 폐기물들이 발생되며, 이 중 자체처분 준위에 해당되는 폐기물은 방사화 평가 결과, 원자로 상부 헤드와 상부 헤드 인슐레이션에서 발생되는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 방사화 평가 결과를 바탕으로 자체처분 준위에 해당되는 폐기물을 자체처분 평가 코드인 RESRAD-RECYCLE 코드를 사용하여 자체처분 안전성 평가를 수행하였다. 대상 폐기물의 자체처분 시나리오를 선정하고 자체처분시 개인 및 집단별 최대선량을 계산하여 국내 원자력안전법에서 규정하는 자체처분 기준 제한치의 만족 여부를 판단하였다. 평가 결과, 전체적으로 상당히 낮은 결과값을 보이며 기준 제한치를 만족하는 결과를 나타내었으며, 핵종별 자체처분 허용농도를 도출하였다.