• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제21권1호
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• pp.45-56
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• 2006

This study was conducted to investigate seasonal distributions of fine particles ($PM_{2.5}$) and associated polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) at three cities. $PM_{2.5}$ samples were collected on glass fiber filters at urban (Chuncheon), metropolitan (Seoul), and industrial complex sites (Ulsan) from September, 2002 to February, 2004 using the Andersen FH 95 Particulate Sampler. About five 24-hour samples were collected from each site per season. The filters were analyzed for mass and six selected PAHs concentrations. $PM_{2.5}$ concentrations were the highest either in winter or spring, which could be attributed to the increase of fossil fuel combustion in winter or the transport of yellow sand to the Korean peninsula from China in spring, respectively. Regional $PM_{2.5}$ concentrations were higher in the order of Seoul>Chuncheon>Ulsan without statistical difference among cities. The filters were extracted using dichloromethane in an ultrasonicator and analyzed for six PAHs (anthracene, fluoranthene, pyrene, benzo[a]anthracene, chrysene, and benzo[a]pyrene) with HPLC. Total PAHs concentrations were statistically different among seasons in each site, and the highest concentrations were observed in winter at each sampling site. For total samples collected, the median total PAHs concentrations in Chuncheon ($4.6ng/m^3$) and Seoul ($4.4ng/m^3$) were approximately two times higher than that in Ulsan ($2.1ng/m^3$). Chrysene was a component found in the highest proportion among total PAHs at each site. Carcinogenic risks calculated based on the BaP toxic equivalency factors (TEFs) over the whole sampling period were higher in the order of Chuncheon>Seoul>Ulsan. This study suggests that the atmosphere of Chuncheon is contaminated with particulate matter and PAHs at the levels equivalent to those of Seoul and that an appropriate measure needs to be taken to mitigate human health risks from inhalation exposure to airborne fine particles.

• 한국가스학회지
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• 제18권4호
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• pp.13-20
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• 2014

상업용 천연가스 배급 시스템에서 천연가스의 공급압력은 압력조절밸브를 사용하여 제어하며 이때 막대한 압력에너지가 낭비된다. 이러한 폐압에너지는 터보 팽창기와 같은 터보기계를 사용하여 회수할 수 있으나 팽창과정에서 발생하는 Joule-Thompson 효과에 따라서 큰 온도강하가 발생한다. 터보 팽창기 전단 또는 후단에 보일러를 설치하여 영하의 온도를 방지할 수 있으며 또한 보일러를 대체하여 연료전지나 가스엔진의 폐열을 이용하여 천연가스를 예열할 수도 있으나 하이브리드 시스템의 구동을 위해 운영규모에 따라 일정량을 소모해야 한다. 이 연구에서는 천연가스가 가지고 있는 압력에너지를 활용하여 천연가스의 소모 없이 터보 팽창기와 연결된 히트펌프를 구동하여 천연가스를 예열하는 시스템을 제안하고 증발온도, 응축온도 및 작동유체의 변화에 따른 시스템의 열역학적 특성을 분석하였다. R717 냉매가 예상 작동범위 내에서 가장 높은 COP와 가장 낮은 압축일을 나타내 제안된 하이브리드 시스템에 적합함을 확인하였다. 보일러시스템과의 경제성 분석을 통해 천연가스를 LNG 형태로 수입하고 있는 국내의 경우 히트펌프 하이브리드 시스템이 경쟁력 있음을 확인하였다.

• 대한자원환경지질학회:학술대회논문집
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• 대한자원환경지질학회 2002년도 추계 공동 심포지엄 논문집
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• pp.53-67
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• 2002

As in the past, we are concerned today with the magnitudes of mineral resources and the adequacy of these resources to meet future needs. In looking at global resource issues, we should consider the need for the resource, its supply, and the environmental consequences of using it. The need for a resource can become a resource dependency, specially as the global population expands and each of us becomes Increasingly dependent upon hundreds of natural materials. Therefore, our great mineral consumption makes the human population a true “Geologic Force”, which will be even more significant in the future when the global population is projected to reach alarming proportions. Although our supplies of mineral resources probably will be sufficient for the 21st century, the uneven distribution of minerals in the Earth's crust almost certainly will continue to be a major problem. The most likely result will be major shifts in both prices and sources of supply of many mineral resources. As for energy resources, we must avoid an obsessive dependency on one fuel and expand instead to other energy resources. Finally, because the use of resources affects the environment, we need to focus on resource exploitation and global pollution, particularly in regard to ground water and arable land. We must manage our resources so as to be in balance with our environment. And the accelerated industrialization of South Korean economy over the last three decades has resulted in the mass consumption of mineral commodities. South Korea has around 50 useful mineral commodities for the mineral industry, among 330 kinds of minerals described. The component ratio of the mining industry sector of the gross national production(GNP) in South Korea dropped from 1.2% in 1971 to 0.34% in 1997 due to the rapid growth of other industries in the country. During the period from 1971 to 1997, the average growth rate of mineral consumption in South Korea was 9.13% yearly and that of GMP per capita was 14.97%. The mineral consumptions per capita showed a continual increase during the last 30 years as follows(parenthesis: GW per capita); 0.99 metric tons in 1997($289), 3.83 metric tons in 1989($5, 210), 6.11 metric tons in 1995 ($10, 037), and 6.66 metric tons in 1997($9, 511). The total amount of mineral consumption in South Korea was 33 million tons of 32 mineral commodities in 1971, and 306 million metric tons of 47 mineral commodities in 1997.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권6호
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• pp.739-745
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• 2017

선박에서 배출되는 환경오염물질 저감 및 연료 소비를 줄이기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 이에 따라 기존의 전력망과 신재생에너지를 연계 시킬 수 있는 직류배전시스템의 한 부분인 전력변환시스템에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 현재 전력변환장치로 주로 사용되고 있는 다이오드 정류기는 부하의 입력전류에 많은 저차고조파가 포함되어 공급전압의 왜곡을 초래하고 전체시스템의 전력품질을 저하시킨다. 일정하지 않은 출력 전압파형은 발전기, 부하기기 등에 오작동 유발 및 인버터 단의 스위칭 소자에 영향을 미치며 스위칭 손실을 증가 시킨다. 본 논문에서는 AFE(Active Front End) 방식 PWM(Pulse Width Modulation) 정류기의 직류출력, 입력 전원의 역률 및 총고조파왜형률(Total Harmonic Distortion)을 개선하기 위해서 PLL회로를 사용한 제어기를 설계하였고, 시뮬레이션 결과 직류 출력전압 파형과 입력전원의 역률이 기존 보다 개선되었으며 총고조파왜형률 또한 IEEE Std514-2014 규정에 적합한 결과를 얻을 수 있었다.

• 국제초고층학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.345-364
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• 2021

Developments in the understanding of fire behaviour for large open-plan spaces typical of tall buildings have been greatly outpaced by the rate at which these buildings are being constructed and their characteristics changed. Numerous high-profile fire-induced failures have highlighted the inadequacy of existing tools and standards for fire engineering when applied to highly-optimised modern tall buildings. With the continued increase in height and complexity of tall buildings, the risk to the occupants from fire-induced structural collapse increases, thus understanding the performance of complex structural systems under fire exposure is imperative. Therefore, an accurate representation of the design fire for open-plan compartments is required for the purposes of design. This will allow for knowledge-driven, quantifiable factors of safety to be used in the design of highly optimised modern tall buildings. In this paper, we review the state-of-the-art experimental research on large open-plan compartment fires from the past three decades. We have assimilated results collected from 37 large-scale compartment fire experiments of the open-plan type conducted from 1993 to 2019, covering a range of compartment and fuel characteristics. Spatial and temporal distributions of the heat fluxes imposed on compartment ceilings are estimated from the data. The complexity of the compartment fire dynamics is highlighted by the large differences in the data collected, which currently complicates the development of engineering tools based on physical models. Despite the large variability, this analysis shows that the orders of magnitude of the thermal exposure are defined by the ratio of flame spread and burnout front velocities (V_S / V_BO), which enables the grouping of open-plan compartment fires into three distinct modes of fire spread. Each mode is found to exhibit a characteristic order of magnitude and temporal distribution of thermal exposure. The results show that the magnitude of the thermal exposure for each mode are not consistent with existing performance-based design models, nevertheless, our analysis offers a new pathway for defining thermal exposure from realistic fire scenarios in large open-plan compartments.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권6호
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• pp.1834-1845
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• 2021

Liquid lead-bismuth cooled fast reactor is one of the most promising reactor types among the fourth-generation nuclear energy systems. The flow and heat transfer characteristics of lead-bismuth eutectic (LBE) are completely different from ordinary fluids due to its special thermal properties, causing that the traditional Reynolds analogy is no longer recommended and appropriate. More accurate turbulence flow and heat transfer model for the liquid metal lead-bismuth should be developed and applied in CFD simulation. In this paper, a specific CFD solver for simulating the flow and heat transfer of liquid lead-bismuth based on the k - 𝜀 - k_𝜃 - 𝜀_𝜃 model was developed based on the open source platform OpenFOAM. Then the advantage of proposed model was demonstrated and validated against a set of experimental data. Finally, the simulation of LBE turbulent flow and heat transfer in a 7-pin wire-wrapped rod bundle with the k - 𝜀 - k_𝜃 - 𝜀_𝜃 model was carried out. The influence of wire on the flow and heat transfer characteristics and the three-dimensional distribution of key thermal hydraulic parameters such as temperature, cross-flow velocity and Nusselt number were studied and presented. Compared with the traditional SED model with a constant Pr_t = 1.5 or 2.0, the k - 𝜀 - k_𝜃 - 𝜀_𝜃 model is more accurate on predicting the turbulence flow and heat transfer of liquid lead-bismuth. The average relative error of the k - 𝜀 - k_𝜃 - 𝜀_𝜃 model is reduced by 11.1% at most under the simulation conditions in this paper. This work is meaningful for the thermal hydraulic analysis and structure design of fuel assembly in the liquid lead-bismuth cooled fast reactor.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.492-500
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• 2019

본 연구에서는 $9.2MW_e$의 상용규모 순환유동층 보일러에서 화학첨가제 사용에 따른 미세입자 저감에 대한 영향을 확인하였다. 또한 화력 발전소에서 화석연료의 연소 중 발생하는 미세입자를 포집하기 위하여 간단하고 효과적인 포집설비를 개발하였다. 연소 배가스 중 PM 10이하의 입자를 감소시키기 위하여 화학첨가제를 사용하였으며, 사용한 화학첨가제는 borax solution을 사용하였다. 포집된 미세입자 중 PM 10이하의 입자 거동을 확인하기 위하여 입도분석기와 SEM 분석을 통해 확인하였다. Borax solution은 배가스중에 용융된 미네랄을 흡수하여 미세입자를 성장시키는 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 결과적으로 borax solution을 사용함으로써 $10{\mu}m$ 이하의 미세입자가 감소되었음을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.19-32
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• 2019

여러 국가를 통행하는 다양한 형태의 선박에서 배출되는 황산화물에 의해 지역적인 대기오염이 심화됨에 따라 국제해사기구에서는 황산화물 배출제어지역을 설정하여 규제하고 있다. 이러한 지역적 규제를 만족시키기 위해서는 선박의 연료선택방법과 배가스 후처리 장치가 적용되고 있으나 경제적인 이유로 스크러버를 설치하여 배출되는 황산화물의 양을 저감하는 배가스 후처리 방법이 주로 선호되고 있다. 스크러버는 배출가스 중 황산화물을 액적에 흡수시켜 황산화물의 양을 저감하는 장치로 액적의 크기에 따라 스크러버의 성능이 좌우된다. 이러한 성능을 평가하기 위해서, 본 논문에서는 대향류형 스크러버와 사이클론 스크러버를 설계하고, 전산유체역학을 이용하여 각 액적의 크기에 따른 탈황 효율과 액적이 증발되는 양을 평가하였다. 평가 방법으로 스크러버 내부는 기체와 액체의 2상 유동을 가지기 때문에, Eulerian-Eulerian 해석 기법을 사용하였으며, 액적의 직경이 $100{\mu}m$, $300{\mu}m$, $500{\mu}m$와 $700{\mu}m$일 때 계산을 진행하여 스크러버를 분석하였다. 계산 결과, 2종류의 스크러버 모두 $500{\mu}m$와 $700{\mu}m$일 때 높은 탈황 효율과 낮은 증발량을 나타내었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권3호
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• pp.321-328
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• 2019

본 연구에서는 원자력 사고 또는 방사선 비상 시 지표면에 침적될 수 있는 감마선방출 핵종의 방사능을 신속하게 평가하기 위해 이용될 수 있는 NaI(Tl), $LaBr_3$(Ce) 및 $CeBr_3$ 섬광검출기의 성능을 비교 평가하였다. 검출성능은 최소검출가능방사능(MDA, Minimum Detectable Activity)을 통해 평가하였으며, 각 검출기의 지표면 침적 감마선방출 핵종에 대한 검출효율은 수학적 모델링과 점선원을 이용하여 반실험적으로 산출하였다. MDA 평가를 위한 백그라운드 감마선에너지스펙트럼은 비교적 넓고 평탄한 초지에서 측정되었으며, 원자력 사고 시 방출될 수 있는 주요 핵종에 대한 각 검출기의 MDA를 산출하였다. 그 결과 일반 환경방사능 준위에서 지표면 침적 감마핵종에 대한 각 검출기의 MDA 크기는 대체로"NaI(Tl)> $LaBr_3$(Ce)> $CeBr_3$"로 평가되었으며, 백그라운드 준위가 유사한 에너지 영역에서는 분해능이 가장 우수한 $LaBr_3$(Ce)에서 최소 값을 보였다. 이는 관심 핵종의 감마선에너지 영역에 대한 각 검출기의 자체 및 측정 환경 백그라운드, 측정 효율, 그리고 에너지 분해능 특성을 바탕으로 비교 분석되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-13
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• 2019

후쿠시마 원자력 발전소의 사고로 인해 일본 동부 지역에 다량의 방사성 핵종이 축적되었다. 이러한 방사성 물질은 숲, 도시, 하천, 호수를 포함한 넓은 범위에서 관측되고 있다. 방사성 세슘의 토양 입자에 강하게 흡착하는 특성 때문에 방사성 세슘은 침식된 토사와 함께 이동하여, 인구가 밀집한 하천 하류지역으로 그리고 연안으로 서서히 이동한다. 본 연구에서는 수생환경의 오염된 토사의 이동을 재현하기 위한 수치모델을 개발하고, 그 성과의 일부를 한국원자력연구원 내에 위치한 침식된 토사 관측 장비에서 관측된 결과와 비교하였다. 수집된 토사 시료의 입경 특성을 분석하기 위해서 표준 체분석과 이미지 분석법을 적용하였다. 수치 모델은 초기 포화도, 강우의 토사 침투율, 멀티 레이어, rain splash 등을 고려하여 현실의 강우에 따른 토사의 이동을 시뮬레이션 할 수 있도록 개발하였다. 2019년 연구에서는 수치모델에 나무에 의한 강우 쉴드 효과, 증발효과, 표면물의 쉴드 효과 등이 추가될 계획이다. 토사 유실 관측 장비를 2018년부터 월성 원전 인근에 설치해 지속적으로 관측 자료를 수집하고 있다. 이러한 관측자료를 기반으로 방사성 핵종의 강우, 하천, 연안으로 이동하는 장기 영향 평가 수치모델을 개발할 계획이다.