• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권2호
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• pp.627-636
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• 2022

In nuclear power plants and other nuclear facilities the removal of cobalt from radioactive liquid waste is needed to reduce the radioactivity concentration in effluents. In liquid wastes containing strong organic complexing agents such as EDTA cobalt removal can be problematic due to the high stability of the Co-EDTA complex. In this study, the removal of cobalt from NaNO₃ solutions using antimony oxide (Sb₂O₃) synthesized from potassium hexahydroxoantimonate was investigated in the absence and presence of EDTA. The uptake studies on the ion exchange material were conducted both in the dark (absence of UV-light) and under UV-C irradiation. Ca²⁺ or Ni²⁺ were included in the experiments as competing cations to test the selectivity of the ion exchanger. Results show that UV-C irradiation noticeably enhances the cobalt sorption efficiency on the antimony oxide. It was shown that nickel decreased the sorption of cobalt to a higher extent than calcium. Finally, the sorption data collected for Co²⁺ on antimony oxide was modeled using six different isotherm models. The Sips model was found to be the most suitable model to describe the sorption process. The Dubinin-Radushkevich model was further used to calculate the adsorption energy, which was found to be 6.2 kJ mol^-1.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권7호
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• pp.2491-2509
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• 2022

As an important device in the nuclear island, the nuclear coolant pump can continuously provide power for medium circulation. The vane is one of the stationary parts in the nuclear coolant pump, which is installed between the impeller and the casing. The shape of the vane plays a significant role in the pump's overall performance and stability which are the important indicators during the safety serve process. Hence, the bionic concept is firstly applied into the design process of the vane to improve the performance of the nuclear coolant pump. Taking the scaled high-performance hydraulic model (on a scale of 1:2.5) of the coolant pump as the reference, a united bionic design approach is proposed for the unique structure of the guide vane of the nuclear coolant pump. Then, a new optimization design platform is established to output the optimal bionic vane. Finally, the comparative results and the corresponding mechanism are analyzed. The conclusions can be gotten as: (1) four parameters are introduced to configure the shape of the bionic blade, the significance of each parameter is herein demonstrated; (2) the optimal bionic vane is successfully obtained by the optimization design platform, the efficiency performance and the head performance of which can be improved by 1.6% and 1.27% respectively; (3) when compared to the original vane, the optimized bionic vane can improve the inner flow characteristics, namely, it can reduce the flow loss and decrease the pressure pulsation amplitude; (4) through the mechanism analysis, it can be found out that the bionic structure can induce the spanwise velocity and the vortices, which can reduce drag and suppress the boundary layer separation.

• 스마트미디어저널
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• 제11권8호
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• pp.21-28
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• 2022

오늘날 우리 사회는 21세기에 접어들면서 사회, 문화, 경제, 과학의 수준과 관심이 급속도로 발전하고 있지만, 과학교육은 아직 어려움을 겪고 있다. 과학교육의 효율을 높이기 위해서는 무엇보다 기초과학을 바탕으로 한 초등교육에 집중하는 것이 무엇보다 중요하다. 이에 본 연구에서는 현재 우리나라의 과학관이 단순한 과학체험관, 과학테마파크 등의 체험과 흥미, 재미 위주의 박물관으로 퇴행하고 있는 주요 원인이 무엇인지 분석해 보고자 한다. 이를 위해 지난 5년간 국내에 준공되어 운영 중인 과학관의 전시공간과 전시 동선의 데이터를 토대로 행위자 기반모형의 알고리즘을 적용하여 영향요인을 파악하였으며, 전시공간에서 나타나고 있는 관람객 동선에 대한 문제점을 공간체계를 통해 분석해 내었다. 본 연구에서는 전시공간의 체계를 박물관 전시 내러티브 이론에서 말하고 있는 직선적 플롯의 동선체계와 피칼레스크 플롯을 동시에 적용하였을 때 전시환경이 가장 우수하게 나타나는 것을 확인할 수 있었고, 효과적인 전시를 방해하는 주요 요인으로 주요 전시공간의 배치, 전시공간의 폭, 전시목적을 통한 공간 분리 등이 도출되었다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.25-31
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• 2023

복합재료 구조는 필요한 기계적 성능을 충족하기 위해 서로 다른 적층 각도로 적층하여 설계되었다. 외부 하중을 받는 복합재료 구조물에 대한 발생하는 응력은 위치에 따라 다르지만, 최대 응력을 바탕으로 적층 순서를 결정하는데, 이는 효율적이지 않으며 일반적으로 최적의 설계가 아니다. 최근 이러한 비효율성을 해결하기 위해 구간 조합 복합재료(PIC)가 제안되었다. PIC는 인접한 조각들 사이의 완벽한 결합을 가정하지만, 이것은 매우 이상적이고 달성하기 어렵다. 따라서 경계에서의 중첩은 서로 분리되지 않도록 하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 중첩 설계가 PIC 플레이트의 충격 파손 모드에 미치는 영향을 조사하였다. 속경화 탄소섬유 프리프레그를 이용하여 서로 다른 겹침부 형상 및 절개선 간격을 가지는 시험편을 제작하였으며, ASTM D 7136에 따라 충격시험을 수행하였다. 복합재료 적층판의 충격 파손 형태는 겹침부 설계에 따라 서로 다른 양상을 가졌으며, 이로 인해 충격흡수에너지 및 충격하중곡선의 경향에도 영향을 주었음을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제32권6호
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• pp.401-410
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• 2022

수산화리튬(LiOH)에 대한 수요는 현재의 대안들에 비해 환경에 대한 효율성과 안전성 때문에 매년 증가하고 있다. 리튬은 다른 염분과 염수 호수에서 발견될 수 있으며, 나중에 합성되어 다양한 용도로 LiOH를 생성한다. 리튬 이온을 분리 및 회수하기 위해 다양한 방법이 사용되며, 그 중 가장 일반적인 방법은 전기투석법(ED)이다. ED는 이온을 한쪽에서 다른 쪽으로 밀어내는 구동력으로서 그 층의 전위차에 작용하는 멤브레인 기반 분리 기술이다. ED의 이온교환막(IEM)은 유체역학적 부피에 따라 상이한 이온의 선택성이 달라지기 때문에 공정을 효율적으로 만든다. 본 총설에서는 리튬이온의 회수를 향상시키기 위한 ED와 IEM의 서로 다른 변화 전략이 논의된다.

• 멤브레인
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• 제33권4호
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• pp.158-167
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• 2023

환경 오염과 천연 자원의 고갈에 대한 증가하는 우려는 환경적으로 지속 가능한 기술의 개발을 촉진했습니다. 퍼바포레이션은 낮은 에너지 소비, 환경 영향 및 성능 효율로 인해 최근 수십 년 동안 주목을 받아 왔습니다. 이 방법은 막이 원하는 선택도를 충족하도록 미세 조정될 수 있기 때문에 화학 종을 분리하고 유기 용매를 탈수하는 데 사용되었습니다. 역삼투 및 증류와 같은 여러 분리 공정은 실험 환경 및 산업 응용 분야에서 모두 활용되고 있습니다. 그러나 퍼바포레이션은 작동 압력 및 온도가 낮고 거부율이 높은 등 여러 이점이 있습니다. 그럼에도 불구하고, 현재 막 기술의 상태만으로는 실용적인 응용에 대한 요구를 충분하게 할 수 없습니다. 반면, 복합막은 유기 물질과 무기 물질의 장점을 모두 활용할 수 있습니다. 많은 연구들이 현재 한계를 해결하기 위해 그래핀 산화물(GO) 및 MXene (MX)과 같은 무기 나노 물질을 고분자 막에 효과적으로 통합했습니다. 이 검토는 투과증발에서의 2D 복합막의 최근 발전을 조사하고 성능 향상을 평가합니다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권6호
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• pp.73-80
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• 2022

본 연구에서는 국내 부존 몰리브덴광을 대상으로 광물학적 특성 및 부유선별 기초특성을 파악하였다. 몰리브덴의 근원광물은 휘수연석으로 확인되었으며 원광 내 주요 맥석광물은 규산염광물이었다. 구리, 납 및 아연 등은 극미량으로 나타났다. 부유선별 기초특성 결과, 휘수연석의 제타전위는 pH 전영역에서 음전하를 나타내었다. 휘수연석의 접촉각은 pH의 증가에 따라 증가하였고 최대값은 pH 9에서 74°을 나타내었다. 단위부선의 최적조건에서 정광의 품위와 회수율은 각각 MoS2 82.4%와 92.04%를 나타내었다. 정광내 불순물 조사결과, 정광의 품위를 저하시킬 수 있는 휘수연석과 유사한 특성을 보이는 황화광물, 그리고 휘수연석과 결합된 규산염광물이 관찰되었다. 따라서, 정광의 품위향상을 위해 재분쇄/단체분리 향상을 통한 규산염광물의 제어와 미립자광물 선별 효율을 높일 수 있는 컬럼부선등이 요구된다.

• 한국재료학회지
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• 제32권2호
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• pp.57-65
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• 2022

Herein a rich, Se-nanoparticle modified Mo-W₁₈O₄₉ nanocomposite as efficient hydrogen evolution reaction catalyst is reported via hydrothermal synthesized process. In this work, Na₂SeSO₃ solution and selenium powder are used as Se precursor material. The structure and composition of the nanocomposites are characterized by X-ray diffraction (XRD), high-resolution field emission scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), EDX spectrum analysis and the corresponding element mapping. The improved electrochemical properties are studied by current density, and EIS analysis. The as-prepared Se modified Mo-W₁₈O₄₉ synthesized via Na₂SeSO₃ is investigated by FE-SEM analysis and found to exhibit spherical particles combined with nanosheets. This special morphology effectively improves the charge separation and transfer efficiency, resulting in enhanced photoelectric behavior compared with that of pure Mo-W₁₈O₄₉. The nanomaterial obtained via Na₂SeSO₃ solution demonstrates a high HER activity and low overpotential of -0.34 V, allowing it to deliver a current density of 10 mA cm^-2.

• 한국동물생명공학회지
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• 제38권2호
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• pp.70-76
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• 2023

Background: Despite considerable technological advancements, polyspermy remains a significant challenge in in vitro fertilization (IVF) procedures in pigs, disrupting normal embryonic development. Here, we aimed to determine whether optimal fertilization conditions reduce the polyspermy incidence in pigs. Methods: In vitro-matured oocytes were co-incubated with sperm according to a modified two-step culture system. Results: In the first experiment, oocytes were briefly co-incubated with sperm, washed in IVF medium, and then moved to fresh IVF medium for 5 or 6 h. Although the 6 h sperm-free cultured group had a higher penetration rate than the 5 h cultured group, the polyspermy rate significantly increased in the 6 h sperm-free cultured group. The gamete co-incubation period was either 20 or 40 min. The 40 min cultured group had a higher rate of blastocyst formation and number of total cells in blastocysts than the 20 min cultured group. In experiment 2, oocytes were inseminated with sperm separated by Pecroll treatment. Percoll treatment increased the rate of oocyte penetration and blastocyst formation compared to the control. In experiment 3, fertilized oocytes were cultured in 25 µL microdroplets (10 gametes/drop) or 500 µL (100 gametes/well) of culture medium in 4-well plates. The large volume of medium significantly reduced the number of dead oocytes and increased the rate of blastocyst formation compared to the small volume. Conclusions: Collectively, these results demonstrate that various fertilization conditions, including modified co-culture period, active sperm separation, and culture medium volume, enhance fertilization efficiency and subsequent embryonic development by decreasing polyspermy occurrence.

• 분석과학
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• 제20권5호
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• pp.419-423
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• 2007

환경준위의 삼중수소 측정법을 확립코자 극저준위 액체섬광계수기(LSC)와 1 TU(Tritium Unit) 미만까지 측정이 가능한 전기분해 농축 장비의 특성을 연구하였다. 삼중수소의 측정한계를 알기위해 다양한 측정용기에 의한 장비의 바탕값을 조사한 결과 테프론 코팅된 폴리에틸렌 측정용기에서 1.86 cpm 수준이었으며 5 시간동안 계측할 경우 2.01 Bq/L로 17 TU의 검출한계를 얻었다. 400 mL 시료를 전기분해하여 20 mL까지 농축할 경우 0.8 TU의 검출한계를 얻었다. 전해농축시 수소와 삼중수소의 분리효율은 20 이상이었으며, 전해농축과정에 따른 삼중수소 회수율은 약 90%정도였다. NIST 삼중수소 표준시료를 사용하여 LSC의 측정효율을 검증한 결과 10 mL의 시료와 10 mL의 cocktail 용액을 사용한 경우 $28.70{\pm}0.27%$의 측정효율을 얻었다.