• 제목/요약/키워드: Plasma reactor

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CVD 다이아몬드가 코팅된 알루미늄 방열판의 방열 특성 (Heat Spreading Properties of CVD Diamond Coated Al Heat Sink)

  • 윤민영;임종환;강찬형
    • 한국표면공학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.297-302
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    • 2015
  • Nanocrystalline diamond(NCD) coated aluminium plates were prepared and applied as heat sinks for LED modules. NCD films were deposited on 1 mm thick Al plates for times of 2 - 10 h in a microwave plasma chemical vapor deposition reactor. Deposition parameters were the microwave power of 1.2 kW, the working pressure of 90 Torr, the $CH_4/Ar$ gas ratio of 2/200 sccm. In order to enhance diamond nucleation, DC bias voltage of -90 V was applied to the substrate during deposition without external heating. NCD film was identified by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The Al plates with about 300 nm thick NCD film were attached to LED modules and thermal analysis was carried out using Thermal Transient Tester (T3ster) in a still air box. Thermal resistance of the module with NCD/Al plate was 3.88 K/W while that with Al plate was 5.55 K/W. The smaller the thermal resistance, the better the heat emission. From structure function analysis, the differences between junction and ambient temperatures were $12.1^{\circ}C$ for NCD/Al plate and $15.5^{\circ}C$ for Al plate. The hot spot size of infrared images was larger on NCD/Al than Al plate for a given period of LED operation. In conclusion, NCD coated Al plate exhibited better thermal spreading performance than conventional Al heat sink.

Characterization of Via Etching in $CHF_3/CF_4$ Magnetically Enhanced Reactive Ion Etching Using Neural Networks

  • Kwon, Sung-Ku;Kwon, Kwang-Ho;Kim, Byung-Whan;Park, Jong-Moon;Yoo, Seong-Wook;Park, Kun-Sik;Bae, Yoon-Kyu;Kim, Bo-Woo
    • ETRI Journal
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    • 제24권3호
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    • pp.211-220
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    • 2002
  • This study characterizes an oxide etching process in a magnetically enhanced reactive ion etching (MERIE) reactor with a $CHF_3/CF_4$ gas chemistry. We use a statistical $2^{4-1}$ experimental design plus one center point to characterize the relationships between the process factors and etch responses. The factors that we varied in the design include RF power, pressure, and gas composition, and the modeled etch responses were the etch rate, etch selectivity to TiN, and uniformity. The developed models produced 3D response plots. Etching of $SiO_2$ mainly depends on F density and ion bombardment. $SiO_2$ etch selectivity to TiN sensitively depends on the F density in the plasma and the effects of ion bombardment. The process conditions for a high etch selectivity are a 0.3 to 0.5 $CF_4$ flow ratio and a -600 V to -650 V DC bias voltage according to the process pressure in our experiment. Etching uniformity was improved with an increase in the $CF_4$ flow ratio in the gas mixture, an increase in the source power, and a higher pressure. Our characterization of via etching in a $CHF_3/CF_4$ MERIE using neural networks was successful, economical, and effective. The results provide highly valuable information about etching mechanisms and optimum etching conditions.

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유전체 장벽 방전-광촉매 복합공정에 의한 NO와 $SO_2$ 제거 (NO and $SO_2$ Removal by Dielectric Barrier Discharge-Photocatalysts Hybrid Process)

  • 김동주;;김교선
    • 청정기술
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    • 제13권2호
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    • pp.115-121
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    • 2007
  • 본 연구에서는 유전체 장벽 방전-광촉매 복합 공정에 의한 NO 및 $SO_2$ 제거를 실험적으로 분석하였다. 유전체 장벽 방전을 위해 유전체로서 유리구가 사용되었고 $TiO_2$ 광촉매 입자는 딥코팅(dip-coating) 방법에 의해 높은 비표면적을 가지는 스펀지 형태로 유리구에 코팅되었다. 플라즈마 반응기에 인가된 전압이나 펄스 주파수, 혹은 기체의 체류시간이 증가함에 따라, NO 및 $SO_2$의 제거효율은 증가하였다. NO 및 $SO_2$ 공급농도 증가하면 NO 및 $SO_2$ 제거에 더 많은 에너지가 요구되어 NO 및$SO_2$의 제거효율이 감소하였다. 본 연구의 실험 결과들은 NO 와 $SO_2$를 제거하기 위한 유전체 장벽 방전-광촉매 복합 공정 설계의 기초 자료로 사용될 수 있다.

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LOCAL BURNUP CHARACTERISTICS OF PWR SPENT NUCLEAR FUELS DISCHARGED FROM YEONGGWANG-2 NUCLEAR POWER PLANT

  • Ha, Yeong-Keong;Kim, Jung-Suck;Jeon, Young-Shin;Han, Sun-Ho;Seo, Hang-Seok;Song, Kyu-Seok
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제42권1호
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    • pp.79-88
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    • 2010
  • Spent $UO_2$ nuclear fuel discharged from a nuclear power plant (NPP) contains fission products, U, Pu, and other actinides. Due to neutron capture by $^{238}U$ in the rim region and a temperature gradient between the center and the rim of a fuel pellet, a considerable increase in the concentration of fission products, Pu, and other actinides are expected in the pellet periphery of high burnup fuel. The characterization of the radial profiles of the various isotopic concentrations is our main concern. For an analysis, spent nuclear fuels originating from the Yeonggwang-2 pressurized water reactor (PWR) were chosen as the test specimens. In this work, the distributions of some actinide isotopes were measured from center to rim of the spent fuel specimens by a radiation shielded laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometer (LA-ICP-MS) system. Sampling was performed along the diameter of the specimen by reducing the sampling intervals from 500 ${\mu}m$ in the center to 100 ${\mu}m$ in the pellet periphery region. It was observed that the isotopic concentration ratios for minor actinides in the center of the specimen remain almost constant and increase near the pellet periphery due to the rim effect apart from the $^{236}U$ to $^{235}U$ ratio, which remains approximately constant. In addition, the distributions of local burnup were derived from the measured isotope ratios by applying the relationship between burnup and isotopic ratio for plutonium and minor actinides calculated by the ORIGEN2 code.

Ca 이온이 VOx/TiO2 SCR 반응에 미치는 영향 연구 (Effect of Ca Ion on the SCR Reaction over VOx/TiO2)

  • 김거종;홍성창
    • 공업화학
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    • 제27권2호
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    • pp.165-170
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    • 2016
  • 본 연구에서는, 실제 $150000Nm^3/hr$ 규모의 연소로에서 운전된 $VO_x/TiO_2$ SCR 촉매의 활성저하 원인을 규명하고자 XRD, BET, AES ICP, $H_2$-TPR, $NH_3$-TPD 분석을 수행하였다. $TiO_2$의 상전이 및 $VO_x$의 결정화가 발생하지 않았기 때문에 열에 의한 촉매의 활성저하는 없는 것으로 나타났다. 반면, 성분 분석결과 S의 함량이 검출되지 않고 Ca이 다량 검출됨에 따라 $SO_2$에 의한 피독이 아닌 Ca에 의한 피독이 발생하였음을 확인하였으며 이러한 Ca의 피독은 $NH_3$의 흡착량을 감소시켜 반응활성을 감소시키는 것으로 나타났다.

Chlorination of TRU/RE/SrOx in Oxide Spent Nuclear Fuel Using Ammonium Chloride as a Chlorinating Agent

  • Yoon, Dalsung;Paek, Seungwoo;Lee, Sang-Kwon;Lee, Ju Ho;Lee, Chang Hwa
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.193-207
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    • 2022
  • Thermodynamically, TRUOx, REOx, and SrOx can be chlorinated using ammonium chloride (NH4Cl) as a chlorinating agent, whereas uranium oxides (U3O8 and UO2) remain in the oxide form. In the preliminary experiments of this study, U3O8 and CeO2 are reacted separately with NH4Cl at 623 K in a sealed reactor. CeO2 is highly reactive with NH4Cl and becomes chlorinated into CeCl3. The chlorination yield ranges from 96% to 100%. By contrast, U3O8 remains as UO2 even after chlorination. We produced U/REOx- and U/SrOx-simulated fuels to understand the chlorination characteristics of the oxide compounds. Each simulated fuel is chlorinated with NH4Cl, and the products are dissolved in LiCl-KCl salt to separate the oxide compounds from the chloride salt. The oxide compounds precipitate at the bottom. The precipitate and salt phases are sampled and analyzed via X-ray diffraction, scanning electron microscope-energy dispersive spectroscopy, and inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy. The analysis results indicate that REOx and SrOx can be easily chlorinated from the simulated fuels; however, only a few of U oxide phases is chlorinated, particularly from the U/SrOx-simulated fuels.

석탄가스화를 이용한 수소생산 기술현황 및 프로젝트 분석 (A Study on Technology Status and Project of Hydrogen Production from Coal Gasificiation)

  • 고승모;장호창
    • 한국가스학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.1-12
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    • 2023
  • 석탄가스화는 석탄을 불완전 연소하여 수소와 일산화탄소로 이루어진 합성가스를 생성하는 공정이다. 기 존 석탄 연소와 달리 질소 산화물이나 황 산화물이 배출되지 않고 미세먼지 발생량이 적어 석탄을 청정하게 이용할 수 있으며 합성가스를 통해 부가적인 화학물질을 생산할 수 있다. 석탄가스화는 합성가스 생산방식에 따라 석탄가스화복합화력발전(Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC), 플라즈마 석탄가스화, 지하석탄 가스화(Underground Coal Gasification, UCG)로 분류된다. 최근에는 합성가스의 수소를 활용하기 위하여 일산화탄소를 수소로 전환하는 수성가스전환(Water Gas Shift, WGS) 반응기와 이산화탄소를 포집하는 설비를 결합하는 사례가 늘고 있다. 본 연구에서는 석탄가스화와 합성가스를 이용한 수소 생산 방법에 대하여 정리하였으며 현재 진행되고 있는 석탄가스화를 이용한 수소 생산 프로젝트를 조사하였다.

연속 유동 Ultraviolet-C 반응기(UVivatec)의 바이러스 불활화 효과 평가 (Evaluation of Viral Inactivation Efficacy of a Continuous Flow Ultraviolet-C Reactor (UVivatec))

  • 배정은;정은교;이재일;이정임;김인섭;김종수
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.377-382
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    • 2009
  • 사람과 동물 유래의 혈장, 세포, 조직 등을 이용하여 생물의약품을 생산하기 위해서는 바이러스 안전성 확보가 필수적이다. 바이러스 안전성 보증을 위해 생물의약품 제조공정은 바이러스 불활화/제거 단계를 포함하여야 한다. 짧은 파장자외선(UVC) 조사는 바이러스 불활화 효과가 매우 높은 것으로 알려졌지만, UVC 조사로 인한 단백질의 변성과 대상 물질에 동일하게 조사를 할 수 있는 기계적 장치 개발의 어려움으로 인해 UVC 조사는 생물의약품 제조 공정에 사용되지 못했다. 최근에 이러한 결점을 해결한 연속 유동 UVC 반응기(UVivatec)가 개발되었다. UVivatec의 바이러스 불활화 효과 및 단백질 회수율을 검증하기 위해 단백질 의약품을 대상으로 적용가능성을 조사하였다. 최적화된 $3,000\;J/m^2$ 조사 공정에서 단백질의 회수율은 98%이상이었다. UVC 조사에 의한 human immunodeficiency virus(HIV), hepatitis A virus(HAV), bovine herpes virus(BHV), bovine viral diarrhea virus(BVDV), porcine parvovirus(PPV), bovine parvovirus(BPV), minute virus of mice(MVM), reovirus type 3(REO), bovine parainfluenza virus type 3(BPIV) 불활화 효과를 평가하였다. HAV, PPV, BPV, MVM, REO와 같은 비외피(nonenvelope) 바이러스는 $3,000\;J/m^2$ 조사량에 의해 검출한계 이하로 완벽하게 불활화되었다. HIV, BVDV, BPIV 같은 외피(envelope) 바이러스도 $3,000\;J/m^2$ 조사량에 의해 검출한계 이하로 완벽하게 불활화되었다. 또한 BHV도 매우 민감하게 불활화되었다. UVC 조사에 의한 각 바이러스들의 로그 감소율은 HIV는 ${\geq}3.89$, HAV는 ${\geq}5.27$, BHV는 5.29, BVDV는 ${\geq}5.96$, PPV는 ${\geq}4.37$, BPV는 ${\geq}3.55$, MVM은 ${\geq}3.51$, REO는 ${\geq}4.20$, BPIV는 ${\geq}4.15$이었다. 이와 같은 결과에서 UVivatec을 이용한 UVC 조사는 바이러스 불활화에 매우 효과적인 방법임을 확인하였다.

고전압 펄스 방전을 이용한 지하수 관정 스크린 공막힘 재생법 연구 (Feasibility Study for the Cleaning of Well Screens using High-voltage Pulsed Discharge)

  • 정경재;이석근;당정증;최길환;황용석;김철영;박영준
    • 지질공학
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    • 제23권1호
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    • pp.29-36
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    • 2013
  • 스크린 공막힘에 의하여 채수량이 감소된 지하수 관정은 여러 방법을 통하여 재생시켜주면 지하수 채수량을 개선시켜 관정의 수명을 연장할 수 있다. 본 논문에서는 화약이나 압축 유체를 사용하는 기존의 공막힘 재생기술을 대신할 수 있는 고전압 펄스 방전에 의한 지하수 관정 스크린 공막힘의 재생법에 대하여 연구하였다. 본 기술은 수중에 삽입된 전극에 순간적으로 고전압의 전기에너지를 주입하여 이 때 전극 사이에서 발생하는 고온, 고압의 플라즈마의 팽창력에 의하여 발생하는 수중 충격파를 이용하는 기술로, 기존 기술 대비 취급이 용이하며 구조가 간단하고 충격압의 크기 조절이 용이하다는 장점을 갖는다. 본 연구에서는 축전기 방전형 펄스 발생장치를 사용하여 약 200 J의 전기에너지를 수중에 삽입된 전극에 순간적으로 주입함으로써 전극으로부터 6 cm 떨어진 곳에서 약 10.7MPa의 수중 충격압을 얻었다. 이 충격압의 크기는 축전기의 충전 전압을 바꿔줌으로써 손쉽게 조절이 가능하였으며, 다양한 전압에서의 실험을 통하여 방전 전류의 첨두치와 선형적인 관계를 갖고 있음을 알았다. 또한 지하수 관정에 사용되는 스크린과 유사한 시료에 대한 모의실험을 통하여 이 기술을 이용한 지하수 관정의 세척 가능성을 확인하였다.

과학기술 하부구조 선진화를 위한 대형 연구장비의 수요 조사 (Demand Surveys for Big Research Facilities and Equipments to Advance National S&T Research Infrastructure)

  • 권용수;민철구
    • 기술경영경제학회:학술대회논문집
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    • 기술경영경제학회 1997년도 제12회 동계학술발표회 논문집
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    • pp.159-176
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    • 1997
  • This paper deals with demand surveys for big science and technology research facilities and equipments to advance national S'||'&'||'T research infrastructure. We perform surveys thrice based on applied Delphi method on the future demand of big S'||'&'||'T research facilities and equipments among Korean scientists and engineers. We employ the concept of big S'||'&'||'T research facilities and equipments as follows: \circled1 The operating size of it is equivalent to that of an institute or research center, and/or \circled2 The users in various disciplines are many, and/or \circled3 The application areas or spill-over effects are large, and/or \circled4 The scale and scope of research objects is equivalent to that of mega science area such as earth.oceanography.space, and/or \circled5 The expenses for installing and operating it are to be supported by government, and/or \circled5 The facilities are expected as necessary for international joint research, and/or \circled7 It is necessary for promoting creative basic science and developing creative technology. We ask the respondents to answer the following questionnaire: - How to prioritize the equipments according to the degree of importance\ulcorner $\square$ Promotion of basic science and mega science, the development of the technologies to enhance the public welfare, the competitiveness of industrial technologies, the job creation for the S'||'&'||'T personnel, and international cooperation. - Who should be in charge of acquisition and operation of the equipments\ulcorner $\square$ Industry, Government Research Institutes, Academy, ERC and SRC. - When shall we acquire the equipment\ulcorner $\square$ Within 2000, 2002, 2007, 2012, and 2017. - How shall we acquire the equipments\ulcorner $\square$ International Joint Development, Domestic Development, Acquisition from Overseas, - How much will the equipment generate spill-over effects to national competitiveness\ulcorner $\square$ Promotion of basic science, contribution to the economy, supply of S'||'&'||'T personnel, and international cooperation. We suggest the following equipments as prioritized candidates after consulting the officers from MOST, MOE, MIC, MOEN and experts from KBSI and STEPI:(table omitted) where, #1, Korea Advanced Liquid Metal Reactor, #2. 800 MHz Superconduction Fourier-Transform Nuclear Magnetic Resonance Spectrometer, #3. Ion Accelerator, #4. Seismic Test Facility, #5. Transonic Wind Tunnel, #6. Radio Telescope for Very Long Baseline Interferometer, #7. 3000t Universal(or Large Structure) Testing Machine, #8. Compost Facility or Plasma Pyrolysis Facility.

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