NaI(Tl) 섬광 결정과 광전자 증배관를 결합한 형태의 감마선 검출기는 감도와 개발비용 면에서 우수하여 일반적으로 환경 감시용 검출기에 잘 활용된다. 본 연구에서는 보다 조작이 용이하고 다목적으로 활용할 수 있는 지능형 감마선 검출기와 연동되어 동위원소 자동인식이 가능한 분석 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 소프트웨어는 크게 네트워크 인터페이스 모듈과 스펙트럼분석 모듈, 그리고 그래픽 유저 인터페이스 모듈의 세부분으로 나누어진다. 이중 핵심부분은 스펙트럼분석모듈로서 네트워크를 통해 수집된 신호로부터 해당 동위원소에 대한 에너지스펙트럼의 피크정보를 추출하고 이를 토대로 입력 동위원소의 종류를 판별해 내는 것이다. 일반적으로 채널과 에너지의 관계는 근사적으로 선형적인 함수관계가 있으므로 피크 정보를 정확히 얻어내면 해당 동위원소의 인식이 가능하다. 본 연구에서 개발된 피크 검출 알고리듬은 두 개의 피크를 가진 표준 동위원소에 대한 라이브러리 구축 및 이를 기준으로 한 미지의 동위원소에 대한 자동인식을 수행하도록 개발되었다. 대상 하드웨어인 뉴캐어메디컬시스템의 GammaPro 1410을 사용하여 연동 실험을 수행한 결과 하나의 미지의 선원에 대한 인식률을 측정할때 1% 이내의 피크 검출오차를 기록하였다. 또한 효율적인 네트워크 연동모듈의 설계를 통하여 세계 수준인 200K CPS의 데이터 처리속도를 달성하였다. 감마선 검출기와 본 소프트웨어에 더하여 선량분석 알고리듬에 대한 개발이 이어진다면 실시간 지능형 검출시스템으로서 의료기관 및 발전소, 연구시설 등 폭넓은 분야에 활용될 것으로 기대된다.
RFe$_2$(R=rare earth) Laves상 금속간 화할물은 $10^{-3}$ 정도의 큰 포화 자왜 정수를 나타내고 있어, 자왜 재료의 응용 분야에서 많은 주목을 받고 있다. 그러나, 이 금속간 화합물은 결정 자기 이방성 에너지가 크기 때문에, 큰 포화 자왜 정수를 얻기 위해서는 높은 외부 자장이 요구되어진다. 이에 따라 저자장에서 보다 높은 자왜 정수를 얻고자 하는 연구들이 행하여 지고 있는데, 이를 위한 방법은 RFe$_2$Laves상 금속간 화합물중 결정 자기 이방성 부호가 각기 다른 회토류 금속의 치환 혹은 RFe$_2$금속간 화합물의 비정질화이다. 본 연구에서는 RFe$_2$금속간 화합물의 자기 이방성 에너지를 최소화하여 저자장에서 높은 자왜 정수를 얻기 위해, 결정 자기 이방성 정수 및 자왜 정수의 부호가 각각 반대인 SmFe$_2$와 PrFe$_2$을 합금화 한후, 비정질화하여 자왜 정수의 변화를 포함한 자성을 조사하였다.
CdS 양자점 입자는 특정 파장의 빛을 방출하는 반도체 나노 결정으로 이러한 광학적 특성 때문에 질병 진단 시약, 광학기술, 미디어 산업 및 태양전지와 같은 다양한 분야에서 응용되는 물질이다. 방출하는 빛의 색은 입자의 크기에 의존하기 때문에 CdS 양자점 입자의 크기 및 크기분포를 정확하게 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 CdS 양자점 입자를 감마-선 조사법(${\gamma}$-ray irradiation method)을 이용하여 합성하고, 크기 및 크기 분포도를 결정하기 위하여 침강 장-흐름 분획법 (SdFFF)를 이용하였다. 침강 장-흐름 분획법을 이용한 CdS 양자점 입자의 정확한 분석을 위하여 분석조건의 최적화(유속, 외부장 세기, field-programming)에 대하여 조사되었다. 투과 전자 현미경(transmission electron microscopy, TEM)으로 확인된 단일 입자의 크기는 ~4 nm 였으며, 단일 입자의 응집으로 생성된 2차 입자 크기의 평균은 159 nm로 확인되었다. 첨가된 입자 안정제의 농도가 증가할수록 CdS 양자점 입자의 크기가 감소하는 경향성을 확인하였다. 침강 장-흐름 분획법, 투과 전자 현미경, 그리고 동적 광 산란법(dynamic light scattering, DLS)으로 결정된 CdS 양자점 크기는 각각 126, 159, 그리고 152 nm 였다. 본 연구의 결과로 침강 장-흐름 분획법은 비교적 넓은 크기분포를 갖는 다양한 종류의 무기입자의 크기 및 크기 분포도를 결정하는데 유용한 방법임을 확인하였다.
일차원 2층 성충류에 대한 음해 유한차분법을 이용한 수치실험 연구를 실시하였다 수치방법에 대한 기본 테스트와 함께 수질실험 자료가 있는 교환류에 대한 모델결과의 검증을 실시하였다. 다양한 충간 및 해저마찰계수와 수치계산의 시간 가중인자, smoothing 인자에 대한 모델 반응 결과를 제시한다. 아울러 2층 모델을, 성충이 되어 있고 해저면 기울기가 급격한 조건에서 내부파의 발생과 전파 특성에 대한 연구에 응용하였다. 하류부 경계의 1개 층 혹은 2개 층을 방사조건으로 처리했을 때, 하류부를 통해 내부파가 잘 전파되어, 방사파 조건의 성충류 모델링에의 적용성을 확인하였다. 또한 하류부의 저층두께가 두꺼울수록 내부파가 하류부 경계를 통해 활발히 전파해 가는 것으로 나타났다. 이는 충간의 내부파 위치에너지는 상충의 두께가 일정한 경우, 하층의 두께에 좌우될 것임을 암시한다.
지금까지 연안에서 발생하는 쇄파에 대한 연구는 지속적으로 수행되었으며, 그에 따른 많은 실험자료가 축적되어 왔다. 또한, 다양한 실험자료로부터 공학적인 적용을 위한 쇄파 정보를 정량적으로 예측하기 위하여 회귀분석에 기반한 다양한 경험식이 제안되었다. 그러나 쇄파는 내재하고 있는 변동성이 있으므로 선형 회귀분석과 같은 선형적 통계접근 방법에는 한계가 있다. 본 연구에서는 쇄파파고 및 쇄파수심을 예측하기 위하여 기계학습 중 하나인 신경망을 사용하는 비선형 방법을 제안하였다. 신경망은 구글에서 배포하고 있는 머신러닝 오픈소스 플랫폼인 텐서플로(Tensorflow)를 이용하여 구축하였다. 신경망 모델은 수집된 실험자료를 무작위로 선택하여 학습하였으며, 학습에 이용하지 않은 자료를 사용하여 학습된 신경망을 평가하였다. 학습된 신경망에 의해 예측된 쇄파파고와 쇄파수심에 대한 예측결과는 기존의 경험식에 의한 계산결과에 비해 높은 예측성능을 보였으며, 이는 충분히 학습된 신경망은 쇄파파고 및 수심을 예측하기 위한 유용한 도구로 사용될 수 있음을 보여준다.
편극화된 물/1,2-dichloroethane (1,2-DCE) 계면에서 이온화가 가능한 테트라사이클린(tetracycline, TC) 화학종 전이 반응을 순환전압전류법과 시차펄스전위법을 이용하여 조사하였다. 물의 pH 변화에 따라 전하 상태가 다른 TC 이온 화학종이 물/1,2-DCE 계면에서 전이하는 전위 값을 측정하여 TC 이온의 상 분배 도표를 얻었다. 이를 통해 각 pH에 따라 수용액 또는 유기 용액 층에서 좀 더 우세한 TC 이온 화학종 형태를 확인하였다. 이와 함께 상기 계면에서 TC 전이 반응의 형식 전이 전위, 분배 계수 및 Gibbs 에너지 값을 포함한 열역학적 정보를 얻었다. 또한 TC 이온을 정량 분석 가능한 센서로 제작하기 위해 고분자 박막에 단일 마이크로 홀을 만들고 유기성의 polyvinylchloride-2-nitrophenyloctylether (PVC-NPOE) 젤을 도포하여 물/젤 계면을 형성하였다. 물/1,2-DCE 계면에서 TC 이온의 전이 반응과 매우 유사하게 수용액의 pH가 4.0일 때 TC 이온의 농도 변화에 따라 전류 값이 증가하는 것을 순환전압전류법으로 관찰하였다. 시차펄스벗김전위법을 이용하여 상기 물/젤 계면에서 완충 수용액에 존재하는 TC 화학종을 $5{\mu}M$까지 검출할 수 있었으며, $5{\mu}M$에서 $30{\mu}M$까지 정량분석 할 수 있었다.
응용지리학은 실제세계에서 일어나는 사회, 경제, 환경적 문제들을 해결하기 위해 지리적 지식과 기술을 응용하는 지리학의 한 분야이다. 우리나라의 경우 아직 응용지리학 분야가 중요한 위치를 차지하고 있는 편은 아니며, 또 실제 문제를 해결하는 데 필요한 이 론이 잘 구축된 편도 아니다. 주로 토지이용 및 관리, 지역격차 분석과 그 해소방안, 지역개 발전략과 지역정책, 국토개발과 계획, 그리고 관광 분야에 관한 연구가 수행되고 있다. 오늘 날 지리적 차원에서 야기되고 있는 다양한 문제들과 세계화를 지향하고 국토통일을 내다보 고 있는 현시점에서 응용지리학 분야에 대한 연구는 그 어느때보다 절실하다고 볼 수 있다.
풍력 에너지는 많은 이점으로 인해서 그 사용량이 증가하고 있다. 많은 나라에서 유가 폭등과 기후의 다변화로 인해 전력 사용량이 증가하여 풍력 발전 단지 설치를 추진하고 있다. 그러나 풍력 발전기는 군 레이더 시스템의 성능을 방해하는 왜곡을 일으키는 설비이다. 풍력 발전기의 대용량화로 인해서 풍력 발전기의 크기가 커지게 되어 해안가의 풍력 발전기는 군 레이더 시스템에 군사 표적으로 오인하게 한다. 그래서 본 논문은 풍력 발전기에서 나타나는 레이더 산란 신호의 최소화를 위한 방안을 나타내었다. 구체적으로 풍력 발전기의 각 부분들의 레이더 산란 신호 최소화를 위한 방안을 나타내었다. 레이더 신호 간섭 최소화를 위한 방법은 전투기의 스텔스 디자인 개발 기술을 기반으로 하고 있다. 그러나 풍력 발전기의 레이더 산란 신호 감소를 위한 구현은 비록 전투기 스텔스 디자인 개발 기술을 기초로 하고 있지만, 현재 중요한 시도이다. 본 논문에서는 풍력 발전기의 레이더 신호 간섭을 최소화하기 위해서 다양한 기법들을 풍력 발전기에 적용하였다. 풍력 발전기의 타워 및 날개 부분에 대한 두 가지 기법 적용을 통해서 풍력 발전기의 레이더 단면적 감소 효과가 나타남을 알 수 있다.
This study was conducted as a preliminary step to establish a model for the practical application of environmental education related to food wastes collected from elementary school foodservices. Methods of treatment and present recycling status of food wastes in elementary schools in Kyonggido were surveyed. The consciousness of dieticians who have been serving for elementary school foodservices was also analyzed through the survey questions concerning environmental education for the reduction and recycling of food wastes. The results derived from this survey were as follows: The major portion of food wastes from elementary school foodservices was constituted with vegetables and soup, and an average amount of food wastes per day was highest in June and July. Therefore environmental education related to reduction of wastes was needed in the first semester of school terms, and the possible reduction of food wastes achieved through the proper planning of school foodservice menu was also needed. In most cases food wastes were collected and treated by animal growing farmers or composted by machines in school. In operating composting machines microorganism inoculant was mostly used but dieticians pointed out the problem of a nasty odor, insects, and high energy consumption. This situation means it has not been operated efficiently and suggests an efficiency problem of machine composting in elementary schools because composting itself is based on the aerobic digestion and high temperature fermentation which kills insects and harmful microorganisms. Elementary school dieticians in Kyonggido were aware that food wastes cause main pollution problem, and that food wastes are valuable resources which can be recycled, and recycling of food wastes is inevitable. But more than half of the schools surveyed have not been reused food wastes in school, so a proper model for recycling and reuse of food wastes in school grounds was thought to be needed. Environmental education programs related to food wastes have not been peformed in more than half of the schools surveyed. It was concluded that the following three plans will be helpful to reduce school food wastes. First, environmental education should be enforced, second, teachers' and dieticians' intensive teaching concerning food wastes should be needed, and finally establishment of a model for recycling and reuse of food wastes in school grounds and its application to environmental education would offer a valuable field experience to school students.
For heat exchanger applications, 2-ply clad materials were fabricated by rolling of aluminum (Al) and mild steel sheets. Effects of annealing temperature on interface properties, especially on inter-layer formation and softening of strain hardened mild-steel, for Al/mild steel clad materials, were investigated. To obtain optimum annealing conditions for the Al/mild steel clad materials, annealing temperature was varied from room temperature to $600^{\circ}C$. At the annealing temperature about $450^{\circ}C$, an inter-layer was formed in an island-shape at the interface of the Al/mild steel clad materials; this island expanded along the interface at higher temperature. By analyzing the X-ray diffraction (XRD) peaks and the energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) results, it was determined that the exact chemical stoichiometry for the inter-layer was that of $Fe_2Al_5$. In some samples, an X-layer was formed between the Al and the inter-layer of $Fe_2Al_5$ at high annealing temperature of around $550^{\circ}C$. The existence of an X-layer enhanced the growth of the inter-layer, which resulted in the delamination of the Al/mild-steel clad materials. Hardness tests were also performed to examine the influence of the annealing temperature on the cold deformability, which is a very important property for the deep drawing process of clad materials. The hardness value of mild steel gradually decreased with increasing annealing temperature. Especially, the value of hardness sharply decreased in the temperature range between $525^{\circ}C$ and $550^{\circ}C$. From these results, we can conclude that the optimum annealing temperature is around $550^{\circ}C$ under condition of there being no X-layer creation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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