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유체 주입에 의한 단층의 수리역학적 거동 해석: 국제공동연구 DECOVALEX-2019 Task B 연구 현황(Step 1) (Hydro-Mechanical Modelling of Fault Slip Induced by Water Injection: DECOVALEX-2019 TASK B (Step 1))

  • 박정욱;박의섭;김태현;이창수;이재원
    • 터널과지하공간
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    • 제28권5호
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    • pp.400-425
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    • 2018
  • 본 논문에서는 국제공동연구인 DECOVALEX-2019 프로젝트 Task B의 연구결과와 현황을 소개하였다. Task B의 주제는 'Fault slip modelling'으로 유체의 주입으로 인해 발생하는 단층의 재활성(미끄러짐, 전단파괴)과 수리역학적 거동을 예측할 수 있는 해석기법을 개발하는 데에 그 목적이 있다. 1단계 연구는 참가팀들이 연구주제에 대해 숙지하고, 벤치마크 모델을 대상으로 단층의 투수특성과 역학적 거동의 상호작용을 모사할 수 있는 해석코드를 개발할 수 있도록 하는 준비 단계의 연구이다. 본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석 기법을 사용하여 물 주입으로 인한 단층의 수리역학적 연계거동을 모사하였다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 두 가지 수리간극모델에 대하여 수리역학적 커플링 관계식을 수치화하였으며, 연속체 요소(수리모델)와 인터페이스 요소(역학모델)의 거동을 연계할 수 있는 해석기법을 제시하였다. 또한, 단층의 역학적 변형(간극의 변화)으로 인한 수리물성 변화와 기하학적 변화(해석 메쉬의 변형)를 수리해석에 반영할 수 있는 해석기법을 개발하였다. 다양한 압력의 물을 단계적으로 주입하고 이로 인해 유도되는 단층의 탄성거동 및 전단파괴(미끄러짐)에 대해 살펴보았으며, 수리간극의 변화 양상과 원인, 압력 분포와 주입율의 관계 등을 면밀히 검토하였다. 해석 결과, 본 연구에서 개발한 해석기법이 물 주입으로 인한 단층의 미끄러짐 거동을 합리적인 수준에서 재현할 수 있는 것으로 판단할 수 있었다. 본 연구의 해석모델은 Task B에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 연구의 현장시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

Electrospray법으로 rhTGF-β2/PLGA 복합체를 코팅한 티타늄에서의 간엽줄기세포 증식에 관한 연구 (An in vitro study of mesenchymal stem cell proliferation on titanium discs coated with rhTGF-β2/PLGA by electrospray)

  • 김주형;김성균;허성주;곽재영;이우성;이주희;박지만
    • 대한치과보철학회지
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    • 제54권2호
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    • pp.120-125
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    • 2016
  • 목적: 본 연구는 in-vitro 상에서 recombinant human transforming growth factor-beta (rhTGF-${\beta}2$)와 poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) 의 복합체를 티타늄 디스크 표면에 코팅하여, 생물학적으로 간엽줄기세포 증식에 미치는 영향을 조사하기 위해 시행되었다. 재료 및 방법: 양극산화 디스크에 일렉트로스프레이 코팅법을 이용하여 anodized 된 티타늄 디스크를 대조군으로 설정하고, rhTGF-${\beta}2$를 125 ng/ml와 500 ng/ml 농도로 코팅한 것을 실험군으로 하였다. 티타늄 디스크 표면에 분사된 복합체가 균일하게 분사되었는지 field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM)을 통해 확인하였으며, atomic force microscope (AFM) test를 이용하여 rhTGF-${\beta}2$로 코팅한 디스크와 양극산화 디스크의 거칠기 차이를 확인하였다. 디스크 위에 간엽줄기세포 배양 후 1, 4, 7일에 세포증식 양상을 MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5 diphenyl-tetrazolium bromide) assay 검사를 통해 확인하였다. 결과: AFM 결과 대조군과 실험군에서 거칠기의 유의할만한 차이가 없었다 (P>.05). MTT 결과 7일차 배양 결과에서 125 ng/ml와 500 ng/ml PLGA/TGF-${\beta}2$처리된 그룹은 각각 평균 0.45와 0.48이였으며, 대조군은 평균 0.33으로 PLGA/TGF-${\beta}2$처리된 그룹에서 세포 증식이 더 활성화 되는 것을 확인할 수 있었다 (P<.05). 결론: rhTGF-${\beta}2$ 복합체를 electrospray법으로 코팅한 티타늄 표면에서 7일차에서 줄기간엽세포의 빠른 증식을 확인하였다. 또한 복합체 처리군의 농도가 증가할수록 높은 세포 성장 수치를 보였다.

장기 및 단계 양수시험 시 강변여과 지하수의 수질변화 특성 (Geochemical Characteristics of Groundwater during the Constant and Step-drawdown Pumping Tests at the River Bank Filtration Site)

  • 김규범;신선호;김병우;박준형
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제14권8호
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    • pp.11-21
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    • 2013
  • 창녕군 낙동강변의 강변여과 예정 지점에서 양수시험 동안에 발생하는 지하수 내 철과 망간을 포함한 다양한 수질항목 변화를 파악하기 위한 실험을 수행하였다. 5단계의 단계양수시험($500m^3/day{\sim}900m^3/day$) 및 26시간의 장기 양수시험($800m^3/day$) 동안에 양수정과 10개의 관측정에서 지하수 시료를 채취하였다. 장기 양수시험보다는 단계양수시험 기간 동안에 이온 농도의 변화가 뚜렷하였다. 특히, 단계양수시험 동안의 철과 망간 농도의 감소는 양수지점과 대수층의 연결성이 좋아 영향반경이 작은 방향을 따라 뚜렷하게 나타났다. 양수량의 급변에 따라 지하수 흐름에 교란이 발생하고 공기 접촉 등을 통하여 용존 철과 망간의 침전 산화가 촉진되는 것으로 평가되었다. 향후 지하수 내 철과 망간 저감을 위한 효율적인 지중처리 기술 개발을 위해서는 양수정의 운영 방법, 대수층의 공간적 분포 등이 중요한 요인으로 고려되어야 한다.

지역사회 내 쓰레기 문제 해결을 위한 이산사건시스템 형식론 기반 모델링 및 시뮬레이션 환경 (Modeling & Simulation Environment for Solving Waste Problems of the Local Community using Discrete Event System Formalism)

  • 최창범;정진호;류창현;김은영
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제29권1호
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    • pp.71-79
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    • 2020
  • 현대사회의 도시화 추세가 지속됨에 따라 인구의 집중으로 주거환경에 대한 도시문제의 중요성이 대두되고 있다. 다양한 도시문제 중에서 대표적인 문제 중 하나는 쓰레기 문제로 시민들의 주거환경 악화의 원인이 되며 시정 만족도에 대해 직접적으로 영향을 미치는 요인이다. 이와 같은 쓰레기 문제는 단순히 주거지역의 쓰레기 배출량에 대한 분석으로는 정확히 예측할 수 없으며 쓰레기의 주거지역에 분포하고 있는 거주민의 생활양식과 특징에 대한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 주거지역 내의 거주민의 분포에 따라 발생할 수 있는 쓰레기 문제와 이에 대한 만족도 분석을 수행하기 위하여 이산사건 시스템 형식론을 활용한 에이전트 기반 거주민 모델링과 시뮬레이션 환경을 제안한다. 제안하는 연구는 주거민의 시계열적인 특성을 표현하기 위하여 원자모델을 사용하였으며 시뮬레이션 모델의 재사용성을 증대시키기 위한 결합모델을 사용하여 다가구와 다가구 주택을 모의하였다. 또한, 본 연구는 다가구 주택지역에 대한 시뮬레이션 모델링을 진행하고, 시뮬레이션을 수행하였다. 연구결과로 다가구 주택지역의 시뮬레이션에서는 거주민의 특성을 고려한 결과와 그렇지 않은 결과 사이에 뚜렷한 차이점을 발견할 수 있었으며 지역 문화적 특성과 시간적 특성을 고려한 시뮬레이션이 필요함을 확인할 수 있었다.

카드뮴내성(耐性) Staphylococcus aureus내(內) 카드뮴분포(分布) (Distribution of Cadmium in a Strain of Staphylococcus aureus Resistant Against the Metal)

  • 현은민;박찬성;최경호
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.103-106
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    • 1981
  • 전보(前報)에서 분획(分劃)한 카드뮴내성(耐性) S. aureus의 각(各) 획분중(劃分中)에 함유(含有)된 카드뮴을 원자흡광법(原子吸光法)으로 분석(分析)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 균체(菌體) g 당(當) $690.9{\mu}g$의 카드뮴이 함유(含有)되었다. 2. 동(同) 카드뮴 중 39.9%에 상당(相當)하는 량(量)은 TCA로 용이(容易)하게 추출(抽出)되었으나 52.2%의 카드뮴은 TCA 추출(抽出) 후(後) Ethanol-Ether, Perchloric acid, Ammonia수(水)로 순차적(順次的)으로 추출(抽出)하여 추출(抽出)되지 아니하고 잔사중(殘渣中)에 잔유(殘有)하였다. 3. 균체부위별(菌體部位別)로는 원형질획분(原形質劃分)에 26.8%, 원형질막획분(原形質膜劃分)에 59.1%, 세포벽획분(細胞壁劃分)에 14.1%가 함유(含有)되었고, 4. 세포벽(細胞壁에) 함유(含有)된 카드뮴 중 90% 이상(以上)이 Lipopolyeaccharide 획분(劃分)에서 검출(檢出)되었다.

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METHYLMERCURY EXPOSURE IN CURRENT JAPANESE: ESTIMATION FROM HAIR ANALYSIS

  • Yasutake, Akira;Hachiya, Noriyuki
    • 한국환경보건학회:학술대회논문집
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    • 한국환경보건학회 2005년도 Proceedings of KSEH.Minamata Forum
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    • pp.4-15
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    • 2005
  • Methylmercury (MeHg) is an environmental pollutant with neurotoxic effects on the central nervous system. The major exposure route of MeHg to humans is via consumption of fish and shellfish which accumulate the chemical through the food web in an aquatic environment. Hair mercury level is an excellent marker for MeHg exposure. We have been conducting a survey on hair mercury contents among general populations from 14 districts to estimate the current Japanese MeHg exposure level. Total mercury levels of all hair samples collected (12923 in total) were analyzed by the oxygen combustion-gold amalgamation method using an atomic absorption mercury detector. Multiple regression analysis revealed that mercury levels were significantly correlated with several covariates, such as sex, age, the amount of daily intake of total fish/shellfish, a preference for certain fish such as tuna or bonito, and artificial waving. The geometric means for the population without artificial waving were 2.47 and 1.65 ${\mu}g/g$ for males (n = 5623) and females (n = 3470), respectively. Hair mercury levels varied with age, and the variations were more significant in males. Since the difference between sexes was not evident at younger ages, some hormonal control might also be involved in the mercury uptake by human hair. The average mercury levels in our hair samples varied among the sampling districts. Tuna is a major carnivorous fish with high mercury accumulations that is often consumed in Japan. The amount of fish consumption and the preference rate far tuna would appear to be responsible far the regional variation in hair mercury levels in Japan. Recently, a provisional tolerable weekly intake (PTWI) of MeHg was revised by 61st JECFA to 1.6 ${\mu}g/kg/week$, which was about half that of the Japanese standard, and corresponded to a hair level of 2.2 ppm. The distribution of hair mercury levels in Japanese populations in the present study indicated that 25% of the Japanese females of child-bearing age were estimated to be exposed to MeHg over the PTWI level. This would reflect the high Japanese consumption of marine products. However, not only mercury contamination, but also the nutritional benefit may have to be considered when discussing the risk involved in the current level of fish and shellfish consumption in Japan.

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감압증류장치를 이용한 Oilsands Bitumen의 물리화학적 특성 연구 (Physical and Chemical Characteristics of Oilsands Bitumen Using Vacuum Distillation)

  • 김경훈;전상구;노남선;김광호;신대현;박효남;한명완
    • 에너지공학
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    • 제17권1호
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    • pp.15-22
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    • 2008
  • 본 연구는 감압증류장치(Vacuum Distillation Unit)를 이용하여 캐나다산 아사바스카 오일샌드 역청 (Athabasca Oilsands Bitumen)의 증류액(Distillates)및 잔사유(Residue)에 대한 물리화학적 특성변화를 살펴보기 위하여 수행되었다. 감압증류장치를 이용하여 생성된 증류액 및 잔사유의 원소분석, SARA 분석, 비점분포 분석, 분자량 측정, API 비중 등을 측정하였으며, 감압증류실험장치는 6 l 용량의 Vessel, 충진컬럼, 응축기, 리플럭스, 증류액 포집플라스크, 온도제어장치 등으로 구성되었다. 증류액의 구분 조건은 최대 감압 및 최대 $320^{\circ}C$의 승온조건 하에 총 4단계로 수행되었다. 분석 결과 오일샌드 역청에 비해 증류액의 황분 및 평균분자량은 현저히 감소하였다. 증류액의 온도가 고온으로 갈수록 증류액의 수소함량은 감소하고, 황 함량 및 평균분자량은 증가하는 경향을 보였다.

역상 액체 크로마토그래피에 의한 금속-2-hydroxyarylazopyrazolone 유도체 킬레이트의 용리거동 및 동시분리에 관한 연구 (I) (Separation and Elution Behaviors of Some Metal-2-hydroxyarylazopyrazolone Chelates by Reversed Phase High Performance Liquid Chromatography (I))

  • 이창헌;강창희;김은경;이원
    • 분석과학
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    • 제7권1호
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    • pp.103-114
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    • 1994
  • 네 가지 2-hydroxyarylazopyrazolone 유도체를 합성하고, 이를 리간드로 사용하여 Ni(II), Cu(II), Co(III), Cr(III)의 금속이온들과 2-hydroxyarylazopyrazolone의 킬레이트를 합성하였다. 합성한 pyrazolone 유도체 및 금속 킬레이트의 구조는 IR, MS, UV-Visible, ICP 등의 분광법으로 확인하였다. 역상 액체 크로마토그래피에서 이들 금속 킬레이트 화합물들에 대한 동시 분리의 가능성 및 머무름 메카니즘을 확인하기 위하여 분리관의 종류, 용리액의 조성, 흐름 속도 등 최적 분리조건을 조사한 결과 Novapak $C_{18}$ 분리관과 용리액으로 사용한 메탄올과 물의 혼합비율을 적절히 조절했을 때 용량인자(k')는 $0{\leq}log\;k^{\prime}{\leq}1$의 범위를 만족시켰다. 또한 용량인자와 용리액 중 물의 부피분율 및 분포계수($D_c$)와의 상관 관계들을 조사한 결과 이들의 상호 직선적인 비례관계를 나타내었고, 이로부터 분리관 내에서 이들 금속 킬레이트의 용리거동이 소용매성 효과에 기인하고 있음을 확인하였다.

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한국인(韓國人)의 각장기조직중(各臟器組織中)의 미량중금속(微量重金屬) 원소분포(元素分布) : 연(鉛) 카드뮴 및 동(銅)의 함량(含量) (A Study on Distribution of Heavy Metals in Normal Korean Tissues: Lead, Cadmium and Copper Contents)

  • 장성길;문병열;정규철
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제15권1호
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    • pp.95-110
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    • 1982
  • For the purpose of investigation to identify the quantities of heavy metals contained in the tissues of the Korean people, a series of analyses was conducted with atomic absorption spectrophotometry to measure the amount of lead, cadmium and copper distributed in various tissues, such as brain, liver, kidney, heart, lung, spleen, large intestine, hair, muscle, fat, stomach, costal cartilage, blood and urine, obtained from 30 cadaverous bodies who were believed not exposed to the said heavy metals during their life time either occupationally or therapeutically. 1. Lead content: Inter-individual difference was noted in lead contents in each tissue, vis., the average content of lead in hair was the highest with $14.90{\pm}9.74ppm$. The next was in costal cartilage that contained $5.56{\pm}3.86ppm$. The average contents of lead in liver, kidney and muscle were the lowest in value, showing $1.11{\pm}0.92ppm,\;0.73{\pm}0.48ppm\;and\;0.06{\pm}0.06ppm$, respectively, The lead contents in tissues of children under the age of 10 were significantly lower than those of adults, and the higher values were shown in males than in females in general. The lead contents in most of the tissues such as hair, costal cartilage, kidney, lung, fat, stomach, large intestine, heart, muscle and urine were well correlated with age. 2. Cadmium content: The average content of cadmium in kidney appeared to be the highest of other tissues showing $20.72{\pm}9.82ppm$, and liver came next with the value of $1.17{\pm}0.99ppm$. It was estimated that 83.9% of the total cadmium absorbed into the body was stored in kidney, 4.796 in liver, and the remaining 11.4% was distributed in the rest of the tissues. Cadmium contents in tissues showed difference between both sexes showing higher values in the females than in the males, which was quite contrary to the lead content. Cadmium contents in tissues steadily increased in amount with age, showing a significant correlation with age in all tissues. 3. Copper content: The average content of copper in hair was the highest with $10.36{\pm}2.21ppm$, and liver came next with $6.31{\pm}1.24ppm$. The copper that was absorbed into the body was distributed in each tissue: 29.9% in hair, 18.2% in liver, $5{\sim}11.0%$ in brain, heart and kidney, and $3.0{\sim}3.5%$ in stomach, blood, and lung. The copper contents in tissues of children under the age of 10 showed significantly higher values in liver, kidney, heart and large intestine than those of the adults. The copper contents in brain, costal cartilage and fat were well correlated with age showing the highest correlation coefficient of 0.870 (p<0.01) in brain tissue. There was no difference in copper contents in tissues between both sexes, and the values were, in general, lower than those for Japanese.

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Nanomaterials Research Using Quantum Beam Technology

  • Kishimoto, Naoki;Kitazawa, Hideaki;Takeda, Yoshihiko
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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    • pp.7-7
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    • 2011
  • Quantum beam technology has been expected to develop breakthroughs for nanotechnology during the third basic plan of science and technology (2006~2010). Recently, Green- or Life Innovations has taken over the national interests in the fourth basic science and technology plan (2011~2015). The NIMS (National Institute for Materials Science) has been conducting the corresponding mid-term research plans, as well as other national projects, such as nano-Green project (Global Research for Environment and Energy based on Nanomaterials science). In this lecture, the research trends in Japan and NIMS are firstly reviewed, and the typical achievements are highlighted over key nanotechnology fields. As one of the key nanotechnologies, the quantum beam research in NIMS focused on synchrotron radiation, neutron beams and ion/atom beams, having complementary attributes. The facilities used are SPring-8, nuclear reactor JRR-3, pulsed neutron source J-PARC and ion-laser-combined beams as well as excited atomic beams. Materials studied are typically fuel cell materials, superconducting/magnetic/multi-ferroic materials, quasicrystals, thermoelectric materials, precipitation-hardened steels, nanoparticle-dispersed materials. Here, we introduce a few topics of neutron scattering and ion beam nanofabrication. For neutron powder diffraction, the NIMS has developed multi-purpose pattern fitting software, post RIETAN2000. An ionic conductor, doped Pr2NiO4, which is a candidate for fuel-cell material, was analyzed by neutron powder diffraction with the software developed. The nuclear-density distribution derived revealed the two-dimensional network of the diffusion paths of oxygen ions at high temperatures. Using the high sensitivity of neutron beams for light elements, hydrogen states in a precipitation-strengthened steel were successfully evaluated. The small-angle neutron scattering (SANS) demonstrated the sensitive detection of hydrogen atoms trapped at the interfaces of nano-sized NbC. This result provides evidence for hydrogen embrittlement due to trapped hydrogen at precipitates. The ion beam technology can give novel functionality on a nano-scale and is targeting applications in plasmonics, ultra-fast optical communications, high-density recording and bio-patterning. The technologies developed are an ion-and-laser combined irradiation method for spatial control of nanoparticles, and a nano-masked ion irradiation method for patterning. Furthermore, we succeeded in implanting a wide-area nanopattern using nano-masks of anodic porous alumina. The patterning of ion implantation will be further applied for controlling protein adhesivity of biopolymers. It has thus been demonstrated that the quantum beam-based nanotechnology will lead the innovations both for nano-characterization and nano-fabrication.

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