• Nuclear Engineering and Technology
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• 제39권4호
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• pp.273-286
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• 2007

This paper presents the research activities performed to date for the development of a supercritical pressure water-cooled reactor (SCWR) in Korea. The research areas include a conceptual design of an SCWR with an internal flow recirculation, a reactor core conceptual design, a heat transfer test with supercritical $CO_2$, an adaptation of an existing safety analysis code to the supercritical pressure condition, and an evaluation of candidate materials through a corrosion study. Methods to reduce the cladding temperature are introduced from two different perspectives, namely, thermal-hydraulics and core neutronics. Briefly described are the results of an experiment on the heat transfer at a supercritical pressure, an experiment that is essential for the analysis of the subchannels of fuel assemblies and the analysis of a system safety. An existing system code has been adapted to SCWR conditions, and the process of a first-hand validation is presented. Finally, the corrosion test results of the candidate materials for an SCWR are introduced.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권7호
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• pp.1079-1087
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• 2018

There are many parameters that affect the natural circulation flow, such as height difference, heating power size, pipe diameter, system pressure and inlet temperature and so on. In general analysis the heating power is often regarded as a uniform distribution. The ANSYS-CFX numerical analysis software was used to analyze the flow heat transfer of supercritical water under different heating power distribution conditions. The distribution types of uniform, power increasing, power decreasing and sine function are investigated. Through the analysis, it can be concluded that different power distribution has a great influence on the flow of natural circulation if the total power of heating is constant. It was found that the peak flow of supercritical water natural circulation is maximal when the distribution of heating power is monotonically decreasing, minimal when it is monotonically increasing, and moderate at uniform or the sine type of heating. The simulation results further reveal the supercritical water under different heat transfer conditions on its flow characteristics. It can provide certain theory reference and system design for passive residual heat removal system about supercritical water.

• 한국염색가공학회지
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• 제32권4호
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• pp.208-216
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• 2020

In this study, C.I. Disperse Red 60 (DR60), C.I. Disperse Yellow 54 (DY54) dyes were used to investigate the washing fastness characteristics of PET fibers according to supercritical CO2 and aqueous dyeing process. The changes in K/S values and L⁎ values before and after washing of dyed PET fibers were observed according to the KS K ISO 105 washing fastness measurement method. In addition, it was confirmed by changing the ΔE⁎ and ΔL⁎ values of control PET fibers. Overall, it was confirmed that both the supercritical CO2 and aqueous dyeing process had excellent washing fastness ratings of 4-5 for DR60 and DY54 dyes. Comparatively, the K/S and L⁎ values for before and after washing of PET fibers with supercritical CO2 dyeing process was higher than that of the aqueous dyeing process and the ΔE⁎ and ΔL⁎ values of the control PET fibers were low. From the results, we observed that the supercritical CO2 dyeing process of PET fibers has better washing fastness characteristics than the aqueous dyeing process.

• 한국산림과학회지
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• 제110권3호
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• pp.431-439
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• 2021

본 연구에서 잣 구과피의 3가지 추출법(에탄올 추출, 초임계 추출, 에탄올과 초임계 추출물의 혼합)에 따른 항산화 활성, 주름개선 그리고 미백활성의 차이를 확인하였다. 그 결과, 총 폴리페놀 함량은 초임계 추출물이 11.03 mg/g GAE, 70% 에탄올 추출물이 33.79 mg/g GAE이었다. 전자공여능의 경우 1,000 ㎍/mL 농도에서 초임계 추출물은 13.60%, 70% 에탄올 추출물은 91.37%, 혼합물은 71.62%이었다. SOD 유사활성은 100 ㎍/mL 농도에서 초임계 추출물은 16.49%, 에탄올 추출물은 21.84%, 혼합물은 10.7%이었다. ABTS⁺ radical 소거능은 1,000 ㎍/mL 농도에서 초임계 추출물은 38.19%, 70% 에탄올 추출물은 80.23%, 혼합물은 78.72% 이었다. Tyrosinase 저해활성은 1,000 ㎍/mL 농도에서 초임계 추출물은 24.54%, 70% 에탄올 추출물은 36.55%, 혼합물은 15.23%이었다. Elastase 저해활성 측정은 1,000 ㎍/mL 농도에서 초임계 추출물은 15.62%, 70% 에탄올 추출물은 22.56%, 혼합물은 26.64%이었다. 피부수렴활성 결과는 70% 에탄올 추출물이 5000 ㎍/mL에서 81.23%이었고, 초임계 추출물과 혼합물은 활성을 나타내지 않았다. 본 연구에서 분석한 활성 결과는 잣구과피 70% 에탄올 추출물, 혼합물, 초임계 추출물 순으로 우수하게 측정되어 총 폴리페놀 함량 및 항산화 활성 모두 초임계 추출물이 높을 것으로 판단한 가설과 정반대의 결과를 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제23권3호
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• pp.193-198
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• 2008

커피의 향기 성분의 증가를 위해 초임계 이산화탄소를 사용하고, 일반적인 커피 추출 방법인 에스프레소를 통하여 증가 효율을 알아보았다. 커피 음료의 향 성분은 변형된 헤드스페이스법으로 수거하여 분석하였다. 모든 장치는 향 성분이 유출되지 않도록 밀폐하여 수행하였다. 분석은 GC를 이용하였고 다섯 가지 향기 성분을 표준품으로 하였다. 초임계 이산화탄소는 압력과 온도의 영향을 받아 밀도와 용해도가 변화하고 이로써 용해력이 변화하기 때문에, 압력과 온도의 최적화 실험을하였다. 추출 후 product와 헤드스페이스의 향기 성분을 모두 분석하였고 그 결과 350 bar, 80$^\circ$C의 조건에서 최대의 효율을 나타내었다. 또한 추출 시 헤드스페이스로 날아가는 향기 성분보다 product로 추출되는 향기 성분이 76.6배 이상 많았다. 커피의 초임계 추출물을 음용하기 위해서 초임계 커피 음료를 만들고, 이의 향기 성분 증가 효율을 확인하기 위해서 초임계 추출 과정을 거치지 않은 커피도 에스프레소로 추출하여 비교하였다. 그 결과 초임계 이산화탄소 추출로 커피 음료의 향기 성분을 2.3배 증가시킬 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권3호
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• pp.248-253
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• 2006

효율적인 약물 전달 시스템을 개발하기 위한 연구의 일환으로, 초임계 상태에서 mesoporous silica인 MCM-41에 항염증제 ibuprofen을 함침시키고, 그 방출효과를 실험적으로 조사하였다. 초임계 용매로는 기존의 약물 처리 공정에 사용되는 유기용매의 단점을 보완할 수 있는 무독성의 초임계 이산화탄소를 선택하였다. 실험은 수열합성법에 의한 MCM- 41의 합성, 초임계 이산화탄소에 의한 MCM-41에의 ibuprofen 함침 및 함침된 ibuprofen 용출의 세 공정으로 구성하였다. 초임계 함침 공정의 함침평형에 도달하는 시간은 본 연구의 조건 범위에서 약 2h 정도였으며, 평형 함침량은 초임계 이산화탄소에 대한 ibuprofen의 용해도 증가에 따라 증가하였다. Ibuprofen의 용출속도는 함침된 ibuprofen의 함량에 무관하게 유사한 형태의 용출 특성을 나타내었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권8호
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• pp.1025-1044
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• 2009

Systematic research has been conducted by KAERI to develop a supercritical carbon dioxide Brayton cycle energy conversion system coupled with a sodium cooled fast reactor. For the development of the supercritical $CO_2$ Brayton cycle ECS, KAERI researched four major fields, separately. For the system development, computer codes were developed to design and analyze the supercritical $CO_2$ Brayton cycle ECS coupled with the KALIMER-600. Computer codes were developed to design and analyze the performance of the major components such as the turbomachinery and the high compactness PCHE heat exchanger. Three dimensional flow analysis was conducted to evaluate their performance. A new configuration for a PCHE heat exchanger was developed by using flow analysis, which showed a very small pressure loss compared with a previous PCHE while maintaining its heat transfer rate. Transient characteristics for the supercritical $CO_2$ Brayton cycle coupled with KALIMER-600 were also analyzed using the developed computer codes. A Na-$CO_2$ pressure boundary failure accident was analyzed with a computer code that included a developed model for the Na-$CO_2$ chemical reaction phenomena. The MMS-LMR code was developed to analyze the system transient and control logic. On the basis of the code, the system behavior was analyzed when a turbine load was changed. This paper contains the current research overview of the supercritical $CO_2$ Brayton cycle coupled to the KALIMER-600 as an alternative energy conversion system.

• 청정기술
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• 제18권1호
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• pp.38-42
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• 2012

정보 전달의 수단으로의 빛을 제어하는 기술에 대한 연구가 활발한 가운데, 최근 가장 각광 받고 있는 것이 광결정(Photonic crystals)을 갖는 물질이다. 이를 합성하는 다양한 방법 중에서 초임계 증착법(Supercritical deposition)을 사용하면, 복잡한 내부 구조물까지의 반응물의 침투가 용이하여 신속하고 효율적인 공정이 가능하다. 본 논문에서는 비독성, 비인화성 등으로 친환경 초임계 용매인 초임계 이산화탄소(Supercritical carbon dioxide) 분위기 하에서 고분자 콜로이드 주형에 금속 알콕사이드를 코팅하는 방법으로 매크로 기공을 갖는 역 오팔(Inverse opals) 구조물을 합성하였다. 반응온도와 압력은 $40^{\circ}C$와 80 bar로 고정하였으며, 반응 시간과 반응물의 비율을 조절하여 역 오팔의 구조의 변화를 살펴보았다. 실험에는 금속 알콕사이드로써 Tetraethyl orthosilicate (TEOS)와 Titanium (IV) isopropoxide (TTIP)가 사용되었으며, 각각을 통하여 실리카와 타이타니아 역 오팔을 합성할 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권6호
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• pp.785-796
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• 2009

A KALIMER-600 concept which is a type of sodium-cooled fast reactor, has been developed at KAERI. It uses sodium as a primary coolant and is a pool-type reactor to enhance safety. Also, a supercritical carbon dioxide ($CO_2$) Brayton cycle is considered as an alternative to an energy conversion system to eliminate the sodium water reaction and to improve efficiency. In this study, a simplified model for analyzing the thermodynamic performance of the KALIMER-600 coupled with a supercritical $CO_2$ Brayton cycle was developed. To develop the analysis model, a commercial modular modeling system (MMS) was adopted as a base engine, which was developed by nHance Technology in USA. It has a convenient graphical user interface and many component modules to model the plant. A new user library for thermodynamic properties of sodium and supercritical $CO_2$ was developed and attached to the MMS. In addition, some component modules in the MMS were modified to be appropriate for analysis of the KALIMER-600 coupled with the supercritical $CO_2$ cycle. Then, a simplified performance analysis code was developed by modeling the KALIMER-600 plant with the modified MMS. After evaluating the developed code with each component data and a steady state of the plant, a simple power reduction and recovery event was evaluated. The results showed an achievable capability for a performance analysis code. The developed code will be used to develop the operational strategy and some control logics for the operation of the KALIMER-600 with a supercritical $CO_2$ Brayton cycle after further studies of analyzing various operational events.

• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.453-460
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• 2011

안전하고 미생물 불활성화 능력이 높은 초임계 유체(이산화탄소 및 일산화이질소)는 최근 식품 및 의료 분야 등에서 비가열 살균기술로 응용 가능성이 높아 관심이 증대되고 있다. 하지만 초임계 유체를 이용한 많은 응용 연구에도 불구하고 초임계 유체 살균기술의 살균 성능 및 기작에 대한 이해 부족으로 아직 널리 활용되고 있지 못하다. 따라서 본 글에서는 기존 연구를 중심으로 초임계 유체 특성, 미생물 불활성화 특성과 기작, 주요 영향 인자, 응용 분야 등에 대해서 정리 및 검토하여 초임계 유체 살균기술의 연구 및 상용화에 도움이 되고자 한다.