• 제목/요약/키워드: hydrothermal gradient

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몽골의 심부 지열에너지 자원과 지열발전에 관한 연구 (A Study on Deep Geothermal Energy and Potential of Geothermal Power Generation in Mongolia)

  • 한정상;윤운상;김영식;한찬;박유철;목종구
    • 한국지열·수열에너지학회논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.1-11
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    • 2012
  • Mongolia has three(3) geothermal zones and eight(8) hydrogeothermal systems/regions that are, fold-fault platform/uplift zone, concave-largest subsidence zone, and mixed intermediate-transitional zone. Average temperature, heat flow, and geothermal gradient of hot springs in Arhangai located to fold-fault platform/uplift zone are $55.8^{\circ}C$, 60~110 mW/m2 and $35{\sim}50^{\circ}C/km$ respectively and those of Khentii situated in same zone are $80.5^{\circ}C$, 40~50 mW/m2, and $35{\sim}50^{\circ}C/km$ separately. Temperature of hydrothermal water at depth of 3,000 m is expected to be about $173{\sim}213^{\circ}C$ based on average geothermal gradient of $35{\sim}50^{\circ}C/km$. Among eight systems, Arhangai and Khentii located in A type hydrothermal system, Khovsgol in B type, Mongol Altai plateau in C type, and Over Arhangai in D type are the most feasible areas to develop geothermal power generation by Enhanced Geothermal System (EGS). Potential electric power generation by EGS is estimated about 2,760 kW at Tsenher, 1,752 kW at Tsagaan Sum, 2,928 kW at Khujir, 2,190 kW at Baga Shargaljuut, and 7,125 kW at Shargaljuut.

수열법에 의한 calcite$(CaCO_3)$ 단결정 성장 (Growth of calcite$(CaCO_3)$ single crystal by hydrothermal method)

  • 이영국;유영문;박로학
    • 한국결정학회지
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    • 제7권1호
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    • pp.30-35
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    • 1996
  • 수열법에 의해 고온 고압용 autoclave내에서 calcite 단결정을 성장하였으며, 자외-가시영역에서의 투과율 등을 측정하였다. Calcite 단결정 성자에 관해 보고된 광화제로는 6M의 M2CO3(M=K, Rb)와 chloride등이 있는데 강알카리의 경우 성장속도는 크나 autoclave를 백금으로 내장해야 하며 chloride의 경우 자발 핵생성에 의한 성장(spontaneous nucleation and growth)의 경향이 강하여 종자결정위에서 성장하는 것에 비해 autoclave 벽면 위에서 자발 핵생성에 의한 성장이 더 우세한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 autoclave의 내장재료로 고가의 백금대신 테프론을 사용하고자 성장온도가 테프론의 내온(280℃)에서 NH4Cl을 광화제로 사용하여 calcite 단결정을 성장하였다. 연구결과 NH4Cl 수열용액으로 calcite 단결정을 성장할 때 자발 핵생성을 억제하려면 NaCl 또는 CH3COOH가 소량 첨가된 수열용액에서 온도구배를 6-7℃ 이하로 유지하여 성장하여야 함을 확인하였다. 성장된 calcite의 자외 및 청색 가시영역에서 투과율은 80% 정도로 천연보다 약 10% 높았다.

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수화된 규산소다의 열처리 온도에 따른 물성변화 (Characteristic Changes of the Hydrated Sodium Silicate Depending on Heat Treatment Temperature)

  • 공양표;조호연;서동수
    • 한국세라믹학회지
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    • 제45권3호
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    • pp.185-189
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    • 2008
  • In order to fabricate porous ceramics, hydrated sodium silicate was synthesized by hydrothermal reaction using anhydrous sodium silicate. The microstructural and the structural characteristics of the expanded ceramics were observed depending on heat treatment temperature (550, 600, 650, $700^{\circ}C$) and then the effect of these characteristics on the compressive strength and the temperature gradient was investigated. As the heat treatment temperature was increased, the compressive strength was decreased from $0.717KN/cm^2\;(550^{\circ}C)\;to\;0.166KN/cm^2\;(700^{\circ}C)$. The temperature gradient was increased with increasing the experimental temperature regardless of the heat treatment temperature. The temperature gradient of the expanded ceramics which was heat treated at $650^{\circ}C\;was\;300^{\circ}C$. The bulk specific gravity, porosity, pore size, pore characteristics and wall thickness were varied depending on heat treatment temperature, and the compressive strength and the temperature gradient were governed by the complex effects of these factors.

대수층 축열 에너지(ATES) 시스템 모델에서 지하수 유동 영향에 의한 지반내 온도 분포 예측 시뮬레이션 (Simulation of thermal distribution with the effect of groundwater flow in an aquifer thermal energy storage (ATES) system model)

  • 심병완
    • 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.

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$KTP(KTiOPO_4)$단결정 육성 및 물성 연구 (A study on the growth and properties of KTP single crystals)

  • 이명준;차용원;장지연;오근호;김판채
    • 한국결정성장학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.100-104
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    • 1994
  • KTP 종자결정의 육성을 수열법에 의해 행하였으며, 육성결정의 물성은 적외분광 광도계를 이용하여 조사하였다.종자결정의 육성에 있어 큰 성장속도를 나타내는 수열 조건은 다음과 같다. 즉, 온도범위,$430~450^{\circ}C $ ; 수열용매, 4몰 KF용액 ; 온도차, $30<{\triangle}T<65^{\circ}C$ ; 충진율%, 65% ; 육성방법, 수직온도 구배법. 이와 같은조건하에서 얻어진 KTP단 결정의 형태는(100), (011), (201)면이 잘 발달하는 경향이 있었으며 그리고 육성결정 중에는hydroxyl group이 존재하였다.

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Hydrothermal Growth of $GaPO_{4}$ Single Crystals in HCI Solution

  • Pan-Chae Kim;Shin-Ichi Hirano
    • 한국결정성장학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.60-65
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    • 1991
  • The hydrothermal growth of $GaPO_{4}$ Single Crystals was carried out by the horizontal temperature gradient method. The most promising solvents for the crystal growth of $GaPO_{4}$ are $H_{3}PO_{4}$ and HCl solutions. Single crystals have been hydothermally grown at temperatures over the range $210-290^{\circ}C$ in these solutions with seed crystals. The glowth rates in HCl solution were higher than that for comparable conditions in $H_{3}PO_{4}$ solution. Morphologies of crystals grown at temperatures below $200^{\circ}C$ tended to be bounded by small major rhombohedral(10$\bar{1}$1) faces. In the temperature range from 200 to $430^{\circ}C$, the single crystals have morphologies bounded by prism (10$\bar{1}$0), small major rhombohedral(10$\bar{1}$1) and minor rhombohedral(01$\bar{1}$1) faces at the early stage, and grew with well developed basal(0001) faces by increasing the growth temperature.

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Tofua Arc의 열수구환경으로부터 호열성 혐기성 고세균(Thermococcus)의 농화배양 및 동정 (Identification of Anaerobic Thermophilic Thermococcus Dominant in Enrichment Cultures from a Hydrothermal Vent Sediment of Tofua Arc)

  • 차인태;김소정;김종걸;박수제;정만영;주세종;권개경;이성근
    • 미생물학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.42-47
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    • 2012
  • 열수구(Hydrothermal vent)는 빛이 없는 환경에서 생명체의 진화가 일어나는 독특한 환경을 유지하고 있다. 남태평양 Tonga의 Tofua arc의 열수구로부터 퇴적물을 채취하여 산화철[iron(III)], 황(elemental sulfur, $S^0$) 그리고 질산염을 전자수용체로 사용하고, 수소($H_2$), yeast extract를 전자공여체로 사용하여 배양에 의한 미생물의 다양성을 연구하였다. 배양 온도는 각각 $65^{\circ}C$$80^{\circ}C$였으며, 연속희석배양법과 16S rRNA 유전자의 PCR-Denaturing Gradient Gel Electrophoresis를 분석하고, 검출된 염기서열의 정보분석을 통하여 고세균을 동정하였다. 16S rRNA 유전자의 계통분류학적 분석 결과 배양된 대부분의 고세균은 Thermococcus 속(T. alcaliphilius, T. litoralis, T. celer, T. barossii, T. thoreducens, T. coalescens)에 속하며 그들과 98-99%의 상동성을 가지고 있었다. Thermococcus 속의 미생물들이 일반적으로 이용할 수 없는 질산염과 산화철을 전자수용체로 첨가한 배양에서 관찰되었으나, 이는 환원제로 첨가한 $Na_2S$의 산화물을 이용하여 성장한 것으로 추정된다. Thermococcus 속에 속하는 고세균 외의 다양한 고세균의 배양을 위해서는 $Na_2S$ 대신 다른 환원제를 사용하는 배양조건의 이용이 요구된다.

동해 울릉분지 남서부 해역에서의 가스 하이드레이트 안정영역 (Gas hydrate stability field in the southwestern Ulleung Basin, East Sea)

  • 류병재;선우돈;장성형;오진용
    • 한국석유지질학회지
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    • 제7권1_2
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    • pp.1-6
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    • 1999
  • 천연가스 하이드레이트는 고압 ·저온 조건하에서 물과 천연가스가 결합하여 형성된 고체상 화합물로 일반적으로 가스 하이드레이트로 불리며, 영구동토지역과 수심이 깊은 해저의 퇴적층에 광범위하게 분포되어 있다. 가스 하이드레이트 안정영역은 하이드레이트가 형성된 후 해리되지 않고 고체상으로 안정하게 부존될 수 있는 영역이다. 반사법 탄성파 단면 도에서 관찰되는 해저면 모방 반사면 (bottom simulating reflector; BSR)은 가스 하이드레이트의 부존을 지시하는 강진 폭의 반사면으로 가스 하이드레이트 안정영역의 하한에서 나타난다. 본 연구에서는 동해 울릉분지 남서부해역에서의 가스 하이드레이트 안정영역을 규명하고 탐사자료와 비교하여 가스 하이드레이트 부존 잠재력을 밝히고자 하였다. 연구지역에서 XBT (expandable bathythermograph)를 이용하여 수온구배를 측정하였으며, 지온구배는 인접지역의 시추공 자료를 이용하였다. 실험실에서 메탄가스와 NaCl $3.0 wt{\%}$수용액을 이용하여 가스 하이드레이트 평형압력은 274.15 K에서 2,920.2 kPa 그리고 289.95 K에서 18,090 kPa로. 측정되었다 연구지역에서의 가스 하이드레이트 안정영역 분석 결과 수심이 약 400 m인 지역의 경우 가스 하이드레이트 안정영역의 하한은 해저면으로부터 심도 약 210 m에, 수심이 1,100 m인 경우에는 해저면으로부터 심도 약 480 m에 위치하는 것으로 밝혀졌다. 또한 탄성파 탐사자료와 안정영역 분석 결과를 비교하여 볼 때 BSR이 나타나는 심도가 안정영역 하한의 심도와 거의 일치하였다.

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KTP$(KTiOPO_4)$ 단결정의 육성에 관한 연구 (A Study on the Growth of KTP$(KTiOPO_4)$ Single Crystal)

  • 차용원;최원웅;장지연;오근호;김판채
    • 한국결정성장학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.12-17
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    • 1993
  • KTP단결정의 육성을 수열법에 의해 행하였다. 결정육성에 사용한 KTP분말은 $KH_2PO_4와 TiO_2$의 화학양론적 혼합물을 $800^{\circ}C$ 에서 고상반응 시킨 뒤 이를 $250^{\circ}C$ 의 4m KF용액중에서 수열처리시켜 단상으로 제조하였다. KTP 결정육성에 있어 가장 효과적인 수열용매는 KF와 $K_2HPO_4$용액이었으며, 이들 용액중 KTP의 용해도는 $350~450^{\circ}C$의 측정 온도범위에서 positive이었다. 양질의 종자결정은 380~430^{\circ}C$ 의 온도범위에서 수평온도 구배법에 의해 얻을 수 있었다. 종자결정의 육성에 있어 큰 성장속도를 나타내는 수열조건은 다음과 같다. 즉, 육성방법;수직온도 구배법, 수열용매;4m의 KF 또는 $K_2HPO_4$용액, 온도범위;$400~450^{\circ}C$, 압력범위;$1000~1500kg/cm^2$이며 이때 KTP의 용해도는 결정성장에 충분하였다. 이상과 같은 수열조건하에서 KTP종자결정은 c축 방향으로 약 0.06~0.08mm/day의 성장속도를 나타내었다. 그리고 육성결정의 형태는 (100), (011), (201)면이 잘 발달하는 경향이 있었다.

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Juan de Fuca 해령 Cleft Segment에서 회수된 황화물 침니: 광물조성 및 유체포유물 (Sulfide Chimney from the Cleft Segment, Juan de Fuca Ridge: Mineralogy and Fluid Inclusion)

  • 윤성택;허철호;소칠섭;염승준;이경용
    • 자원환경지질
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    • 제35권3호
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    • pp.203-210
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    • 2002
  • 해저 열수 광화작용을 대효할 수 있는 황화물 침니(sulfide chimney)의 성장 메카니즘을 고찰하기 위하여 Juan de Fuca 혜령의 최남단에 위치하는 Cleft segment의 열수장(hydrothermal field)에서 회수한 비활동성이고 황화물과 실리카가 풍부한 침니를 대상으로 광물 및 유체포유물 연구를 수행하였다. 기존 연구에 의하면, Cleft sogment에는 많은 활동성 및 비활동성의 열수 분출구가 존재하는 것으로 보고되어 있다. 연구 대상 침니는 주로 비정질 실리카, 황칠석, 섬아연석 및 섬유아연석(wurtzite)으로 구성되어 있고,소량의 황동석 및 백칠석을 함유하고 있다. 유체통로로 추정되는 침니의 내부는 다공질이며, 비정질의 교질성(colloidal) 실리카로 피복되어 있다. 섬아연석과 섬유아연석으로 구성되어 있는 아연이 풍부한 황화물의 FeS 함량은 13.9~34.3 mole%의 범위를 보이며, 철이 풍부한 중심부와 철이 부족한 연변부를 지닌다. 이는 광화유체의 화학적.물리석 특성들의 변화로부터 기인되었으리라 사료된다. 침니 내부성장대별 화학조성은 열적구배 및 구성광물의 차이로 인해 다른 특징들을 보여주고 있다. 광화후기에 침전된 비정질 실리카중의 액상이 풍부한 유체포유물을 대상으로 가열 및 냉각 실험을 수행한 결과, 열수유체의 최소 포획 온도는 약 114$^{\circ}$~145$^{\circ}C$이며, 해당 염농도는 3.2~4.8 wt.% NaCl equip, 이다. 실제 열구에서 배출되는 유체 온도 자료를 입수하지는 못했지만, 본 연구를 통해서 광물의 침전작용 동안 상대적으로 저온의 침전조건이 매우 지배적이었음을 알수 있다. Juan de Fuca 해령내 Cleft seamen에서 회수된 황화물 침니는 산출형태, 교질성 조직, 전(bulk) 화학조성, 광물조합(황철석+백철석+섬유아연석+비정질 실리카) 등으로 볼 때, 기존 보고된 침니 유형보다는 상당히 낮은 온도에서 느린 유체 유동과 전도성 냉각(<25$0^{\circ}C$)에 의해 생성되었으리라 사료된다.