• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권4호
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• pp.469-476
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• 2013

In a postulated severe core damage accident in a PHWR, multiple failures of core cooling systems may lead to the collapse of pressure tubes and calandria tubes, which may ultimately relocate inside the calandria vessel forming a terminal debris bed. The debris bed, which may reach high temperatures due to the decay heat, is cooled by the moderator in the calandria. With time, the moderator is evaporated and after some time, a hot dry debris bed is formed. The debris bed transfers heat to the calandria vault water which acts as the ultimate heat sink. However, the questions remain: how long would the vault water be an ultimate heat sink, and what would be the failure mode of the calandria vessel if the heat sink capability of the reactor vault water is lost? In the present study, a numerical analysis is performed to evaluate the thermal loads and the stresses in the calandria vessel following the above accident scenario. The heat transfer from the molten corium pool to the surrounding is assumed to be by a combination of radiation, conduction, and convection from the calandria vessel wall to the vault water. From the temperature distribution in the vessel wall, the transient thermal loads have been evaluated. The strain rate and the vessel failure have been evaluated for the above scenario.

• 한국습지학회지
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• 제18권4호
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• pp.342-349
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• 2016

낙동강수계에 속하는 안동시는 안동댐, 임하댐을 포함하여 낙동강이 흐르는 도시로 경상북도 신 도청 이전과, 지속적 도시화로 인해 불투수 면적이 증가하고 있어 강우 시 유출량 증가 및 비점오염원 부하가 증가되고 있는 지역이다. 본 연구에서는 물순환 선도도시에 선정된 도시 중 안동시를 대상으로 개발에 따른 유출량과 비점오염부하량을 비교 평가하였다. 안동시 물순환 선도도시 계획(안)에 대해 시 공간적 변화를 고려한 CN값을 이용한 직접 유출량과 BOD, T-N 및 T-P 비점오염부하량을 평가한 결과, 옥상녹화 및 투수포장 교체, 물순환 공원 및 거리 조성, 도심지 불투수층 개선 사업 등 4가지 scenario 모두 적용되어 개발될 경우 연간 직접유출이 10.41%, BOD 비점오염부하량이 20.56%, T-N 9.55% 및 T-P 비점오염부하량이 14.29% 저감되는 것으로 조사되었다. 4가지의 개발 scenario 중 저감률이 가장 높은 것은 도시지역 불투수면 개선 사업으로 조사되었으며 개발 이전 대비 연간 직접유출이 6.25%, BOD 비점오염부하량이 11.84%, T-N 비점오염부하량이 4.46% 및 T-P 비점오염부하량이 10.20% 저감되는 것으로 조사되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권8호
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• pp.605-616
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• 2020

본 연구에서는 만경강유역(1,602 ㎢)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 미래 극한 기후변화 시나리오와 유역간 물이동 감소에 따른 유역의 수문 수질 변화를 미래기간(S1: 2010~2039, S2: 2040~2069, S3: 2070~2099)로 구분하여 평가하였다. 이를 위해 유역간 물이동량, 유역내 취수량, 점 오염원 등을 고려하여 SWAT 모형을 구축 후 수위 관측소 2지점(대천, 전주), 수질 관측소 2지점(삼례, 김제)에 대하여 유출량과 부하량을 보정(2012~2014년) 및 검증(2016~2018년)하였다. 검보정 결과 유출량의 평균 R²는 0.7, NSE는 0.51이었으며, SS, T-N, T-P의 평균 R²는 0.72, 0.80, 0.72로 분석되었다. 미래 기후변화에 따른 연평균 유출량은 최대 459 mm/yr 증가하였으며, 연평균 SS, T-N, T-P 부하량은 각각 최대 19,548 ton/yr, 68,748 kg/yr, 13,728 kg/yr 증가하였다. 미래 유역간 물 이동량이 감소하였을 때, 봄과 겨울에 유출량이 감소하였으며, 미래 수질 부하량은 강수량의 영향으로 과거 관측 기간보다 증가하였다. 유출량 감소와 부하량 증가로 인한 수질 악화를 개선하기 위해서는 유역간 물이동이 일정 수준으로 지속되어야 할 것으로 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권2호
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• pp.510-517
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• 2019

Increasing proliferation resistance of plutonium by way of increased $^{238}Pu$ content is of interest to the nuclear nonproliferation and international safeguards community. Considering the high alpha decay heat of $^{238}Pu$, increasing the isotopic fraction leads to a noticeably higher amount of heat generation within the plutonium. High heat generation is especially unattractive in the scenario of weaponization. Upon weaponization of the plutonium, the plutonium may generate enough heat to elevate the temperature in the high explosives to above its self-explosion temperature, rendering the weapon useless. In addition, elevated temperatures will cause thermal expansion in the components of a nuclear explosive device that may produce thermal stresses high enough to produce failure in the materials, reducing the effectiveness of the weapon. Understanding the technical limit of $^{238}Pu$ required to reduce the possibility of weaponization is key to reducing the current limit on safeguarded plutonium (greater than 80 at. % $^{238}Pu$). The plutonium vector evaluated in this study was found by simulating public information on Lightbridge's fuel design for pressurized water reactors. This study explores the temperature profile and maximum stress within a simple (first generation design) hypothetical nuclear explosive device of four unique scenarios over time. Analyzing the transient development of both the temperature profile and maximum stress not only establishes a technical limit on the $^{238}Pu$ content, but also establishes a time limit for which each scenario would be useable.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권12호
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• pp.1201-1211
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• 2012

본 논문은 순차적인 일국 CGE 모형을 구축하여 국가의 온실가스 저감정책과 연계한 물산업 지원 정책의 경제적 파급효과를 분석하였다. 모형은 물산업과 에너지 부문을 세분화하였으며, 온실가스 저감수단으로 탄소세를 도입하였다. 시나리오는 탄소세수를 가계에 이전하는 경우와 물산업에 지원되는 경우로 구축해 모의결과를 비교분석 하였다. 분석결과 물산업 지원 정책은 GDP 기준 약 0.1% 수준의 온실가스 저감 비용을 절감하고 소비와 투자를 확대하는데 기여하는 것으로 나타났다. 그러나 물산업의 에너지 집약도가 높기 때문에 탄소세 부과로 인한 에너지 대체, 비에너지 집약적 산업구조 전환에의 기여도는 미미하였다. 따라서 온실가스 저감정책 하에서 물산업 발전을 위해 에너지 효율개선, 친환경 에너지 개발 및 활용 증진 등 비용효율적인 물산업 정책 추진이 중요할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1081-1095
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• 2020

본 연구는 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 섬진강유역 주암댐에서 영산강유역(3,371.4 km2)으로의 유역간 물이동량조절에 따른 영산강의 하천유량 및 수질변동을 분석하였다. 이를 위해, SWAT의 Inlet 기능을 이용한 물이동과 영산강유역 하수처리장들의 방류량 자료를 고려한 SWAT을 구축하여, 마륵(MR) 수위관측소와 다기능보 2개(승촌보;SCW, 죽산보;JSW) 그리고 3개의 수질관측소(광주;GJ2, 나주;NJ, 함평;HP)를 대상으로 총 14년(2005~2018) 동안의 유량과 수질을 검보정하였다. 3개 지점 하천유량의 검보정 결과, R2, NSE, RMSE, PBIAS는 각각 0.69 ~ 0.81, 0.61 ~ 0.70, 1.34 ~ 2.60 mm/day, -8.3% ~ +7.6%였으며, 수질은 SS, T-N 및 T-P 각각 R2가 각각 0.69 ~ 0.81, 0.61 ~ 0.70, 0.54 ~ 0.63의 범위를 보였다. 물이동량을 고려한 영산강유역의 하천유량은 평균 12.0 m3/sec로 나타났으며, SS, T-N 및 T-P의 평균 농도는 각각 110.5 mg/L, 4.4 mg/L, 0.18 mg/L 이었다. 물이동량의 변화에 따른 영산강의 유량과 수질의 변화를 보기 위하여, 물이동량의 증가(110%, 130%, 150%)와 감소(90%, 70%, 50%)를 적용하였다. 대표적으로 증가시나리오 130%의 경우, 하천유량과 SS의 농도는 각각 12.94 m3/sec (+7.8%), 111.26 mg/L (+0.7%) 증가, T-N과 T-P 농도는 각각 4.17 mg/L (-5.2%), 0.165 mg/L (-8.3%)로 감소하였다. 반면 감소시나리오 70%를 적용하였을 때, 하천유량과 SS의 농도는 각각 11.07 m3/sec (-7.8%), 109.74 mg/L (-0.7%)로 감소, T-N과 T-P 농도는 각각 4.68 mg/L (+6.4%), 0.199 mg/L (+10.6%) 증가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.32-35
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• 2006

The validation of a groundwater source heat pump system installation site is estimated by bydrogeothermic model ing. The hydraulic characteristics of the aquifer system is evaluated from pumping and recovery tests. In addition, the temperature distribution by the pumping and the injection of groundwater, and water level fluctuations are simulated by numerical modeling. The total cooling and heating load for the building is designed as 120RT(refrigeration ton) and the ground water source heat pump system covers 50RT as a subsidiary system The scenario of heat pump operation is organized as pumping and inject ion of groundwater that is performed for 8 hours per day in cooling mode for 90 days during the summer season The heat transfer by the injected warm water is limited near the inject ion wells in the simulated temperature distribution. The reason is that the given operation time is too short to expect broad thermal diffusion in large volume of the aquifer in the simulation time The simulated groundwater level and temperature distribution can be used as important data to develope an energy effective pumping and injection well system. Also it will be very useful to evaluate the hydraulic capacity of a target groundwater reservoir.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권2호
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• pp.135-143
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• 2014

본 연구에서는 기후변화에 따른 충주댐 유입량을 모의하였으며 이때 발생되는 불확실성을 분석하였다. GCM별 불확실성을 고려하기 위해 IPCC AR4 A2 시나리오에 의한 4개의 GCM 강수량 결과를 추계학적 모형인 TFN 모형에 적용하였다. TFN 모형의 불확실성을 고려하기 위하여 정규분포를 따르는 100개의 잡음항을 생성하여 앙상블 유입량 시나리오를 생성하였고, 결과적으로 400개의 미래유입량 시나리오를 제시하였다. 분석결과 과거 30년과 비교하여 미래에는 다른 변화율을 보였으며, 모든 시나리오에서 전 기간에 걸쳐 연 유입량 증가 양상을 보였고 여름철의 유입량 증가, 봄철의 유입량 감소가 전망되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.701-704
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• 2005

Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) can be a cost-effective and renewable geothermal energy source, depending on site-specific and thermohydraulic conditions. To design an effective ATES system having influenced by groundwater movement, understanding of thermo hydraulic processes is necessary. The heat transfer phenomena for an aquifer heat storage are simulated using FEFLOW with the scenario of heat pump operation with pumping and waste water reinjection in a two layered confined aquifer model. Temperature distribution of the aquifer model is generated, and hydraulic heads and temperature variations are monitored at the both wells during 365 days. The average groundwater velocities are determined with two hydraulic gradient sets according to boundary conditions, and the effect of groundwater flow are shown at the generated thermal distributions of three different depth slices. The generated temperature contour lines at the hydraulic gradient of 0.00 1 are shaped circular, and the center is moved less than 5m to the groundwater flow direction in 365 days simulation period. However at the hydraulic gradient of 0.01, the contour center of the temperature are moved to the end of boundary at each slice and the largest movement is at bottom slice. By the analysis of thermal interference data between two wells the efficiency of the heat pump system model is validated, and the variation of heads is monitored at injection, pumping and no operation mode.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.1-8
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• 2005

Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) can be a cost-effective and renewable geothermal energy source, depending on site-specific and thermohydraulic conditions. To design an effective ATES system having the effect of groundwater movement, understanding of thermohydraulic processes is necessary. The heat transfer phenomena for an aquifer heat storage are simulated by using FEFLOW with the scenario of heat pump operation with pumping and waste water reinjection in a two layered confined aquifer model. Temperature distribution of the aquifer model is generated, and hydraulic heads and temperature variations are monitored at the both wells during 365 days. The average groundwater velocities are determined with two hydraulic gradient sets according to boundary conditions, and the effect of groundwater flow are shown at the generated thermal distributions of three different depth slices. The generated temperature contour lines at the hydraulic gradient of 0.001 are shaped circular, and the center is moved less than 5 m to the direction of groundwater flow in 365 days simulation period. However at the hydraulic gradient of 0.01, the contour center of the temperature are moved to the end of east boundary at each slice and the largest movement is at bottom slice. By the analysis of thermal interference data between two wells the efficiency of the heat pump system model is validated, and the variation of heads is monitored at injection, pumping and no operation mode.