• Nuclear Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.459-482
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• 2006

A geochemical approach to the long-term safety of waste disposal is discussed in connection with the significance of actinides, which shall deliver the major radioactivity inventory subsequent to the relatively short-term decay of fission products. Every power reactor generates transuranic (TRU) elements: plutonium and minor actinides (Np, Am, Cm), which consist chiefly of long-lived nuclides emitting alpha radiation. The amount of TRU actinides generated in a fuel life period is found to be relatively small (about 1 wt% or less in spent fuel) but their radioactivity persists many hundred thousands years. Geological confinement of waste containing TRU actinides demands, as a result, fundamental knowledge on the geochemical behavior of actinides in the repository environment for a long period of time. Appraisal of the scientific progress in this subject area is the main objective of the present paper. Following the introductory discussion on natural radioactivities, the nuclear fuel cycle is briefly brought up with reference to actinide generation and waste disposal. As the long-term disposal safety concerns inevitably with actinides, the significance of the aquatic actinide chemistry is summarized in two parts: the fundamental properties relevant to their aquatic behavior and the geochemical reactions in nanoscopic scale. The constrained space of writing allows discussion on some examples only, for which topics of the primary concern are selected, e.g. apparent solubility and colloid generation, colloid-facilitated migration, notable speciation of such processes, etc. Discussion is summed up to end with how to make a geochemical approach available for the long-term disposal safety of nuclear waste or for the performance assessment (PA) as known generally.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제31권9호
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• pp.1323-1329
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• 2021

Micro-scale magnetic beads are widely used for isolation of proteins, DNA, and cells, leading to the development of in vitro diagnostics. Efficient isolation of target biomolecules is one of the keys to developing a simple and rapid point-of-care diagnostic. A zinc finger protein (ZFP) is a double-stranded (ds) DNA-binding domain, providing a useful scaffold for direct reading of the sequence information. Here, we utilized two engineered ZFPs (Stx2-268 and SEB-435) to detect the Shiga toxin (stx2) gene and the staphylococcal enterotoxin B (seb) gene present in foodborne pathogens, Escherichia coli O157 and Staphylococcus aureus, respectively. Engineered ZFPs are immobilized on a paramagnetic bead as a detection platform to efficiently isolate the target dsDNA-ZFP bound complex. The small paramagnetic beads provide a high surface area to volume ratio, allowing more ZFPs to be immobilized on the beads, which leads to increased target DNA detection. The fluorescence signal was measured upon ZFP binding to fluorophore-labeled target dsDNA. In this study, our system provided a detection limit of ≤ 60 fmol and demonstrated high specificity with multiplexing capability, suggesting a potential for development into a simple and reliable diagnostic for detecting multiple pathogens without target amplification.

• Applied Biological Chemistry
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• 제37권4호
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• pp.303-309
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• 1994

광합성세균을 이용한 농축산가의 소규모 가축 폐수처리공정 개발을 위한 연구의 일환으로 고농도에서 유기산의 자화율이 높은 Rhodopseudomonas palustris KK14를 사용하여 돈분폐수처리공정의 최적화를 flask-scale 및 laboratory-scale에서 실시하였다. 반연속식으로 실시한 flask-scale에서 광합성세균 반응조는 HRT 6일, 광합성세균오니량 5%(v/v), 반송오니량 10%(v/v)로 했을 때 안정된 83%의 COD 제거율 및 적절한 $4{\sim}5\;g/l$의 MLSS가 유지되었다. 산생성 반응조와 광합성세균 반응조의 working volume을 각각 5.2 l와 15 l로 scale-up한 실험실적 실험에서는 원폐수 대비 COD와 BOD의 제거율이 각각 95%와 96%를 나타냈으며 광합성세균 반응조의 COD 용적부하율 및 오니부하율은 각각 $3kg\;COD/m^3/day$와 1.1kg COD/kg MLSS/day를 유지함으로써 적당한 MLSS농도가 유지되었고 부가적으로 폐수처리가 진행되면서 악취가 제거되는 효과를 나타내었다.

• 공업화학
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• 제28권3호
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• pp.332-338
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• 2017

본 연구에서는 주요한 휘발성 유기화합물의 발생원인 도장공장 중에서 중소규모의 공장에 적용 가능한 저온 vacuum swing adsorption (VSA) 기술에 대하여 연구하였다. 저온 VSA 기술이란 기존의 thermal swing adsorption (TSA)의 단점을 보완하기 위하여 저온($60{\sim}90^{\circ}C$)에서 감압하여 흡착질을 탈착하는 방식이다. 국내에서 시판되고 있는 상용 활성탄을 이용하여 대표적인 VOCs인 톨루엔의 흡 탈착 특성을 랩(Lab)규모로 실험하였으며, 이를 바탕으로 $30m^3min^{-1}$ 규모의 VSA 시스템을 설계하여 실제 도장 공장에 적용하여 VSA 시스템의 현장적용 가능성에 대하여 평가하였다. 랩 규모 실험 결과, 2 mm 펠렛형 활성탄은 4 mm 펠렛형 활성탄보다 높은 톨루엔 흡착능을 나타내었으며, 이에 파일럿 규모의 VSA의 충진 활성탄으로 사용되었다. 탈착 실험에서는 $80{\sim}90^{\circ}C$의 온도와 100 torr의 압력이 최적 조건으로 결정되었다. 랩 규모 실험 결과를 바탕으로 파일럿 규모 VSA 시스템을 설계하였으며 실제 도장 공장에 현장 적용하여 95회 흡 탈착 실험을 반복 수행하였다. 수행 결과, 연속 흡 탈착 반복실험 후, 도정공장에서 배출된 VOCs를 98% 이상 효과적으로 제거 가능함을 확인하였으며 VSA 시스템의 안정적인 현장 적용이 가능함을 검증하였다.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.177-185
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• 2009

자동차용 써모스타트 하우징 피팅부상의 침전물(스케일)에 대한 고장분석을 실시하였다. 에너지분산형분석기와 전자현미분석기를 이용하여 침전물이 부동액의 주요 첨가제 성분임을 확인하였다. 자세한 유기성분 분석을 위해 열분해 기체크로마토그래피/질량분석을 수행한 결과, 침전물의 주성분이 벤조산이며, 소량의 아세토페논, 벤젠 및 페닐계 화합물 등으로 이루어져 있음을 확인하였다. 더불어 침전물 생성 원인은 알루미늄 하우징과 고무호스 사이에 존재하는 틈새 공간에 부동액 성분의 침전에 따른 틈새부식에 기인한 것으로 판단된다. 이런 결과를 바탕으로 하여 써모스타트 하우징상의 침전물 생성과 틈새부식을 재현할 수 있는 가속시험기법을 개발하였다. 가속인자(온도, 습도)를 변화시키면서 실제 가동조건을 묘사하였다. 가속시험에서 얻은 침전물을 성분 분석을 통해 완벽히 재현되었음을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제4권3호
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• pp.186-193
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• 1972

Rose $Bengal-^{131}$ /I, $Hippuran-^{131}$ /I, $H.S.A-^{131}$ /I 등을 효과적으로 합성하기 위해 표지 반응액의 pH, 염의함량, 반응액중의 완충용액의 부피 및 합성장치등에 따르는 표지 반응수율을 검토하였다. Rose $Bengal-^131{ }$I 및 $Hippuran-^{131}$ /I 의 반응수율은 PH 5.6에서, $H.S.A-^{131}$ /I 반응수율은 pH 8.5에서 각각 가장 좋았다. 반응액중에 함유된 염은 $Hippuran-^{131}$ /I의 생성반응을 크게 저해 시켰으며 H.S.A.의 표지수율은 어느 범위안에서 오히려 약간 향상시켰다. Rose $Bengal-^{131}$ /I 나 $Hippuran-^{131}$ /I 를 소규모 합성할 경우는 밀폐된 용기가 효과적이었다. 이상의 결과에 따라 더 높은 표지수율과 좋은 재현성을 얻을 수 있는 반응조건을 확립하였으며 이에 따라 환원제가 함유된 국산 $Na^{131}$ /I를 사용하더라도 Rose $Bengal-^{131}$ /I과 $Hippurn=^{131}$ /I의 표지수율을 높일 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.385-393
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• 2019

라디칼 회분식 반응 공정을 사용하는 있는 중 소규모 화학공장의 경우, 취급 물질, 작업 내용 및 제품 등의 여러가지 상황 변화에 따른 잠재적인 화재, 폭발 및 안전의 위험성이 상존해 있다. 이러한 화학공장에서 마주치는 잠재적인 위험성에 대하여, 정성적인 위험성 평가 및 분석을 위하여 대표적으로 많이 사용되는 평가 방법인 HAZOP 기법을 이용하여 위험성 평가 연구를 진행하였으며, 이를 바탕으로 피해 크기를 최소화할 수 있는 방안을 모색하였다. 이를 위하여 국내의 중소화학 공장 중, 라디칼 회분식 반응 공정에 의하여 아크릴 수지를 생산하는 중 소규모의 화학공장을 선택하여 현장 설비, 배관 계장도 및 공정에 대하여 HAZOP 기법의 절차에 따라 위험성 평가 및 분석을 진행하였다. 연구의 결과로서, 위험성을 예방하기 위한 구체적인 조치로서는 불활성기체의 투입 및 압력 게이지 설치가 반드시 필요하며, 또한 반응 개시제와 모노머는 따로 분리하고, 폭주반응을 막기 위한 반응억제 물질과 설비를 추가로 설치하는 것이 반드시 필요함을 도출할 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제50권4호
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• pp.313-318
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• 2014

최근 지구온난화문제와 화석연료 자원의 부족문제로 인해 지속적이고 친환경적인 미세조류 기반 바이오디젤이 주목받고 있다. 본 연구에서는 돈분 액체비료와 농업용 복합비료가 바이오 디젤 생산을 위한 미세조류 영양원으로 활용될 가능성을 확인해 보았다. 혼합 미세조류 CSS (Chlorella spp., Scenedesmus spp., Stigeoclonium spp.) 배양을 위한 영양원은 돈분 액체비료, 돈분 액체비료와 농업용 복합비료의 혼합, 농업용 복합비료이며, 28일간 Small Scale Raceway Pond (SSRP)에서 옥외배양하였다. 그 결과 혼합 실험구의 바이오매스와 지질 생산성은 각각 0.8g/L, 5.8 mg/L/day로 가장 우수한 바이오매스량과 지질 생산성을 보여주었다. 이 연구를 통해 농업용 복합비료와 돈분 액체비료의 혼합액이 미세조류에 안정적인 영양 공급을 하는 영양원으로 활용될 가능성을 확인하였다. 또한, 미세조류 배양단가와 바이오디젤 생산단가를 낮출 가능성도 탐구하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제23권2호
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• pp.205-214
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• 2002

The reaction of gas-phase atomic hydrogen with hydrogen atoms chemisorbed on a silicon surface is studied by use of the classical trajectory approach. Especially, we have focused on the mechanism changes with the hydrogen surface coverage difference. On the sparsely covered surface, the gas atom interacts with the preadsorbed hydrogen atom and adjacent bare surface sites. In this case, it is shown that the chemisorption of H(g) is of major importance. Nearly all of the chemisorption events accompany the desorption of H(ad), i.e., adisplacement reaction. Although much less important than the displacement reaction, the formation of $H_2(g)$ is the second most significant reaction pathway. At gas temperature of 1800 K and surface temperature of 300 K, the probabilities of these two reactions are 0.750 and 0.065, respectively. The adsorption of H(g) without dissociating H(ad) is found to be negligible. In the reaction pathway forming $H_2$, most of the reaction energy is carried by $H_2(g)$. Although the majority of $H_2(g)$ molecules are produced in sub-picosecond, direct-mode collisions, there is a small amount of $H_2(g)$ produced in multiple impact collisions, which is characteristic of complex-mode collisions. On the fully covered surface, it has been shown that the formation of $H_2(g)$ is of major importance. All reactive events occur on a subpicosecond scale, following the Eley-Rideal mechanism. At gas temperature of 1800 K and surface temperature of 300 K, the probability of the $H_2(g)$ formation reaction is 0.082. In this case, neither the gas atom trapping nor the displacement reaction has been found.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권3호
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• pp.341-352
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• 2017

부틸 아세테이트는 반응증류탑에서 초산과 부탄올의 에스테르 교환반응에 의해 제조된다. 공비첨가제는 반응영역에서 생성물인 물을 보다 효과적으로 분리할 수 있도록 하여, 반응증류탑의 성능을 향상시킨다. 중소 공장에서 회분식 공정은 연속공정에 비해 보다 유연하게 사용할 수 있다는 점에서 유리하다. 본 연구에서는 부틸아세테이트 합성을 위한 회분식 반응증류 공정과 반회분식 반응증류 공정에 대하여 공정 모사 및 실험을 통하여 연구하였다. 공정 성능 향상을 위하여 공비첨가제 종류, 공정구조에 대하여 조사하였다. 또한 반회분식 반응 증류탑을 연속 운전하여 새로운 순환 운전 방법을 제시하였으며, 이 조업 전략을 사용하여 높은 생산성과 안정한 조업이 가능함을 보였다.