Chang, Jinwoo;Lee, Jin Bok;Kim, Jin Seog;Lee, Jin-Hong;Hong, Kiryong
분석과학
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제35권5호
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pp.205-211
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2022
Deuterium (D) is an isotope with one more neutron number than hydrogen (H). Heavy elements rarely change their chemical properties with little effect even if the number of neutrons increases, but low-mass elements change their vibration energy, diffusion rate, and reaction rate because the effect cannot be ignored, which is called an isotope effect. Recently, in the semiconductor and display industries, there is a trend to replace hydrogen gas (H2) with deuterium gas (D2) in order to improve process stability and product quality by using the isotope effect. In addition, as the demand for D2 in industries increases, domestic gas producers are making efforts to produce and supply D2 on their own. In the case of high purity D2, most of them are produced by electrolysis of heavy water (D2O), and among D2, hydrogen deuteride (HD) molecules are present as isotope impurities. Therefore, in order to maximize the isotope effect of hydrogen in the electronic industry, HD, which is an isotope impurity of D2 used in the process, should be small amount. To this end, purity analysis of D2 for industrial processing is essential. In this study, HD quantitative analysis of D2 for high purity D2 purity analysis was established and hydrogen isotope RM (Reference material) was developed. Since hydrogen isotopes are difficult to analyze with general gas analysis instrument, they were analyzed using a high-precision mass spectrometer (Gas/MS, Finnigan MAT271). High purity HD gas was injected into Gas/MS, sensitivity was determined by a signal according to pressure, and HD concentrations in two bottles of D2 were quantified using the corresponding sensitivity. The amount fraction of HD in each D2 was (4518 ± 275) μmol/mol, (2282 ± 144) μmol/mol. D2, which quantifies HD amount using the developed quantitative analysis method, will be manufactured with hydrogen isotope RM and distributed for quality management and maintenance of electronic industries and gas producers in the future.
폐수 처리는 담수 공급의 수요를 맞추고 동시에 환경 오염을 제어하기 위한 가장 중요한 기술 중 하나이다. 여러 종류의 증류법과 역삼투 공정과 같은 다양한 기술은 더 높은 에너지 투입을 필요로 한다. 축전식 탈염(CDI) 기술은 전력 소비가 매우 적어 슈퍼커패시터 원리에 기반한 대안으로 떠오르고 있다. 공정의 효율성을 향상시키기 위해 전극 재료를 개선하기 위한 연구가 계속되고 있다. 역전기투석은 가장 일반적으로 사용되는 담수화 기술 및 삼투압 발전기이다. 역전기투석의 효율을 향상시키기 위해 수행된 많은 연구 중, 맥신(MXene)은 이온교환막 및 2차원 나노유체 채널로서 역전기투석의 물리적 및 전기화학적 특성을 향상시킬 수 있는 유망한 방법으로 떠오르고 있다. 맥신은 단독 사용뿐만 아니라 다른 물질들이 맥신과 혼합되어 복합막의 성능을 더욱 향상시킨다. 전처리를 거치거나 Ti3C2Tx, 나피온 등을 포함한 이종구조를 가진 맥신은 각각 최대 담수화 성능 측정 결과를 통해 담수화 산업에서 유망한 재료로 맥신의 잠재력을 입증했다. 역전기투석을 통한 삼투압 발전 산업에서 이온교환막에서 비대칭 나노유체 이온 채널에 맥신을 사용함으로써 최대 삼투압 출력 밀도를 크게 향상시켰으며, 대부분 상용화 기준값인 5 Wm-2를 넘었다. 일정 개수의 단위체를 연결함으로써 매개체의 도움 없이 전자기기에 직접적으로 전력을 공급할 수 있는 수준의 전압이 출력됐다. 본 리뷰에서는 맥신 복합막을 기반으로 한 전기투석 공정의 최근 연구들에 대해 설명한다.
매립지는 도심부 혹은 내륙지역과는 달리 독특한 지형적 자연환경 특성을 가지고 있으며 내륙지역에 비해 낫은 기온, 강한 바람, 과다한 일사조건, 해염을 포함한 습기라는 기후적 악조건을 가지고 있다. 따라서 워터프런트를 개발할 경우는 매립에 따른 기후환경 특성을 상세하게 파악하여 적합한 개발 및 체계적인 유지관리가 필요하다. 워터프런트의 지형적, 기후적 특성을 충분히 검토하지 않고 개발을 추진한 경우 기후환경의 악화와 더불어 시설의 하자발생 및 부정확한 설비용량 산정에 따른 에너지비용 및 유지관리비용의 상승이 초래될 수 있다. 본 연구에서는 현재 매립ㆍ개발이 진행되고 있는 부산 신항만지역의 환경친화적 에너지 수급계획을 위하여 신항만지역의 표준기상데이터를 작성하고, 이를 바탕으로 현재 계획되어 있는 상업ㆍ업무시설과 주거시설을 대상으로 동적 최대 열부하계산을 실시하여 신항만지역 배후도시의 설비용량 산정을 위한 기초자료를 제시하였다.
전력수요와 부하용량이 증가 되어감에 따라 부하에 전력공급을 위한 간선으로서의 케이블은 설치 시간의 과다와 공간의 제약으로 사용이 제한적이다. 이런 문제를 해결하기 위한 간선 시스템으로 대전류를 효율적으로 공급해 줄 수 있는 버스웨이 시스템의 사용이 증가되고 있으나, 신뢰성의 검증을 위한 시험평가 방법과 그에 대한 결과 제시가 부족한 실정이다. 본 논문에서는 에폭시를 주절연으로 하는 버스웨이 시스템의 신뢰성 검증을 위해서 IEC 61439-6에서 제시된 시험항목이외에 장기 사용성과 신뢰성을 평가할 수 있는 시험항목을 선정하였다. 열 및 전기적 스트레스를 동시에 인가하여 최대한 실사용 상태를 반영한 복합가속열화시험을 실시하였으며, 50년 수명 조건을 충족하도록 열화 조건을 선정하여 버스웨이 시스템의 절연성능 확인시험을 통해 수명을 만족함을 확인하였다. 또한, 버스웨이가 설치되는 온도, 습도 및 부하전류 사용 환경에 대한 적합성 확인에 대한 신뢰성 평가 시험항목으로서 열적 과전류 시험, 침수시험, 냉충격시험, 온도 사이클 시험을 선정하여 실시하였으며, 확인 시험을 통해 시험 전후의 특성 변화와 이상 유무를 검토하였다. 이 결과들로부터 에폭시 절연형 버스웨이 시스템의 평가항목으로서 본 논문에서 제시한 시험항목이 적절하고, 그에 대한 제품의 성능도 우수함을 확인하였다.
This research was carried out as a basic survey to provide more effective and improved food service for the soliders of the Armed Forces who are serving to defend the Republic of Korea subjects were selected randomly who were serving in the army for a short-term. Following is the result of a survey regarding the situation of their meals, dietary life, and their food preference of 190 kinds of foodstuffs. As a result of surveying the dietary life of the soldiers, they indicated that there was dissatisfaction in the current Food Service because it lacked tasted and the same kind of meals were being served too frequently with regard to this, many subjects expressed that they were eating out because of the quality of they get from the regular meal service the meals, that is they were eating in restaurants to resolve their dissatisfaction over the quality of the meals. It was also surveyed that in the current meals there is a need to diversify ways in preparing food, increase the number of dishes, and improve the tasts of the food by using improved cooking method. It seemed that the soldiers were satisfied in the quantitative level of the current food service but that there is a need to improve the meals in quality. Following is the result of a survey on the preference of foodstuffs. In case of rice as the stationary food, mixture of five-grain plain white cooked rice showed a higher propensity compared to plain whte boiled rice. This shows that soliders prefer various cereals in their rice. Soliders liked soup made from meat better than vegetable soup or soup made from fish. Especially there was a high performance for beef soup. Soliders liked One-dish meals such as fried rice or boiled rice with asserted mixtures, noodled, and dumplings on the whole-soliders generally liked vegetables and they liked uncooked vegetables better than cooked vegetables. Generally everyone liked beverages and there was a high preference for dessert. Among various rice cakes soliders liked songpyon(rice cake steamed on a layer of pine needles) and injolmi (cake made from glutinous rice). On the other hand, soliders did not like food prepared with fish, biscuits and candy very much. In the way of preparing food, soliders liked food that were fried in deep far rather than food cooked in water. Also they liked pot stem better than soup. As examined in the survey, those surveyed wanted improvement in the quality and diversity of the food rather than increase the number of food and quality. Therefore there is a need for diversified supply and demand of quality of meal service.
Nicaragua is located in Central America, climatic conditions are considered tropical dry forest. Statistics reflex that in Nicaragua exits 24,000 rice farmers. National rice production only covers 73% of the national consumption. It exists two sowing system: irrigation and rainfed. Varieties used in both systems are mid-late maturity (120-135 days), there are 14 released varieties for irrigation, eight for rainfed, and eight landraces used in rainfed. The current breeding system (introduction of lines from Colombia) has increased the national production, however, has some limitation due to the lack of enough variability, reducing the proability of finding good genotypes and therefore the possibility of satisfying 100% of the demand. The purpose of this study was to analyze the problems that must be resolved in the short and long term to improve rice productivity in Nicaragua. In this paper we explain some proposal for an improvement plan. The selection of varieties with high adaptability to various cultivation environmental conditions it is necessary, also to thoroughly manage seed purity to supply certified seeds. In rice cultivation technology, it needs to improve seedling standing and weeding effect by improving soil leveling and water-saving cultivation technology. Also, proper fertilization and planting density must be established in irrigated and rain-fed areas. Furthermore, capacity must be strengthened by collecting and training with the most recent agricultural technology information, as well as by revitalizing the union rather than the individual farmer. It is necessary to develop varieties highly adaptable to the Nicaraguan cultivation environment, as well as to expand irrigation facilities and cultivation technology suitable for weather conditions in rain-fed areas. Last, it is necessary to maintain the consistency of agricultural policy for continuous and stable rice production in response to climate change events such as drought or intermittent heavy rain.
전 세계적인 물 부족 현상이 심화됨에 따라 국제 하천을 둘러싼 국가 간의 갈등이 심화되고 있다. 메콩강은 6개 국가가 공유하는 동남아시아의 대표적인 국제하천으로, 경제가 성장함에 따라 수력발전은 메콩 유역국들의 증가하는 전력 수요를 충족시키기 위한 주요한 전력 공급방식이 되었다. 그러나 강 상류 지역의 수력발전은 강 생태계 전체에 부정적인 영향을 미치고 특히 하류지역민들의 삶에 상당한 영향을 미치기 때문에 메콩강의 댐 건설은 지속적인 논란의 대상이 되고 있다. 국제하천에서 발생하는 논란을 이해하기 위해서는 이를 공유하는 여러 국가의 각각 다른 입장을 모두 고려해야 한다. 그러나 지금까지 메콩 수력발전에 대한 특정 국가의 입장이나 태도를 분석한 연구는 중국과 라오스를 중심으로 이루어져 왔다. 이에 이 연구에서는 다른 유역국들 중 메콩강 하류에 위치하여 수력발전으로 인한 이익을 얻기보다는 비용을 부담하게 될 가능성이 높은 캄보디아 정부의 입장을 연구하였다. 캄보디아 정부는 메콩 상류의 수력발전에 대해 어떠한 태도를 보이고 있으며 그러한 태도는 어디에서 기인하는가? 연구를 통해 메콩강에 건설되는 댐에 대한 캄보디아 정부의 지지 입장을 확인할 수 있었다. 또한 이러한 입장의 형성에는 1) 중국과의 경제적 비대칭성, 2) 라오스에 대한 전력 의존도와 지리적 비대칭성, 3) 캄보디아 국내의 전력 계획 상 수력발전의 중요성이 크게 영향을 미쳤을 것으로 파악되었다.
ABB-CE사의 System-80 설계 특성 중 원자로 출력 급감발 제어계통(RPCS : Reactor Power Cutback System)은 2개의 주급수 펌프 중 1대가 정지하거나 전출력 부하 상실사고인 경우에도 원자로 정지없이 운전하게 함으로써 원전의 경제성 향상에 도움을 주고 있다. 이러한 RPCS의 적용 범위를 확대하여 단일제어봉 낙하를 포함한 제어봉 인입편차(inward deviation)가 발생하는 경우에도 RPCS를 작동시키면 원자로를 정지시키지 않고 운전을 계속할 수 있는지를 분석하였다. 즉 제어봉 인입편차가 발생시 제어봉을 순간적으로 낙하시켜 1차계통의 출력을 낮추면서 원자로를 정지시키지 않고도 과도현상을 수습할 수 있는지 분석하였다. 이렇게 확대된 RPCS는 미국 EPRI의 개량형 경수로 요건사항을 만족하는 것이며 제어봉 인입편차의 과도상태를 수용할 수 있도록 하는 ABB-CE사의 System-80+ 설계 항목에도 포함되어 있다. 본 연구에서는 System-8O+에 대하여 RPCS의 작동에 의한 제어봉의 삽입과 그에 따른 핵증기 공급계통의 변화를 모사할 수 있는 노심해석 모델을 개발하였다. 연구 결과 단일 제어봉 낙하를 포함한 제어봉 인입편차가 발생되어도 원자로 출력 급감발 제어를 확대 적용하는 경우 원자로 정지를 방지할 수 있게 되어 원전의 이용율을 향상시킬 수 있을 것으로 검토되었다.
축산지역 강우유출수 처리를 위한 간헐 포기식 인공습지에서 산소공급 및 소비량을 산출하여 낮과 밤 동안의 산소수지(oxygen balance)를 분석하였다. 조류의 광합성 활동이 활발한 얕은 습지에서 주간에는 내부 생산되는 산소가 지배적이었다. 또한 조류에 의한 내호흡이 가장 큰 소비원인 것으로 분석되었으며 질산화와 탈질에 의한 소비량은 각각 전체의 약 5.35%와 6.43%인 것으로 분석되었다. 조류에 의한 과도한 양의 산소소비는 포기조작에 의한 침전조류의 재부상에 의해 초래된 것으로 후속 공정에도 지속적으로 영향을 미쳤다. 더욱이 주간에 조류의 광합성 활동에 의해 생산된 풍부한 산소량은 습지에서 발생하는 산소요구량을 충족시키기에 충분한 것으로 분석되었다. 따라서 주간에 실시되는 인위적인 포기활동은 불필요한 조작으로 판명되었다. 이와 반면에 광합성 활동이 중단되는 야간에는 조류의 내호흡작용으로 습지내부의 산소농도가 크게 저하하였으며 이는 습지에서 탈질반응을 촉진하는 것으로 추정된다. 따라서 인위적인 포기를 중단해도 유기물질 제거나 질소제거에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 판단되며, 야간에 혐기성 상태의 지속으로 악취와 같은 문제가 발생될 수 있으므로 간헐적인 모드로 운전하는 것이 타당할 것으로 판단된다.
가막만 표층퇴적물중 유기물량의 시 공간적 분포 특성 및 기원을 파악하고자 2000년 4윌부터 2002년 3월까지월간격으로 현장조사를 실시하였다. 강열감량(IL)은 $4.6{\sim}11.6%(7.1{\pm}1.6%)$, 화학적산소요구량(CODs)은 $2.25{\sim}99.26mgO_2/g-dry(30.98{\pm}19.09mgO_2/g-dry)$, 총 황화물량(AVS)은 $nd{\sim}10.29mgS/g-dry(1.02{\pm}0.58mgS/g-dry)$, 식물색소량은(phaeopigment) $6.84{\sim}116.18{\mu}g/g-dry(23.72{\pm}21.16{\mu}g/g-dry)$, 입자성유기탄소(POC)는 $5.45{\sim}23.24 mgC/g-dty(10.34{\pm}4.40C\;mgC/g-dry)$, 입자성유기질소(PON)는 $0.71{\sim}2.99mgN/g-dry(1.37{\pm}0.58mgN/g-dry)$, 함수율(water content)은 $43.1{\sim}77.6%(55.8{\pm}5.6%)$의 범위를 나타냈으며 펄 함량(mud content)은 모든 정점에서 95% 이상의 값을 나타냈다. 유기물질의 공간적인 분포는 북서 내만역, 만 중앙부와 동쪽해역 그리고 남쪽만 입구역으로 대별되어, 북서 내만역과 남쪽 만 입구역은 만 중앙부와 동쪽해역 및 백야도 인근해역보다 대부분 항목에서 높은 유기물 농도를 나타내었다. 특히 북서 내만역은 과도한 양식활동에 따른 과잉의 유기물 공급, 육상으로부터 생활하수 및 산업폐수 유입, 분지형태의 지형적 특성에 의한 물질의 장기체류로 유기오염이 매우 심각하게 나타났다. 그리고 그로인한 하계 수온약층에 의한 저층의 무산 소 환경이 형성되고 있다. 경시적인 변동양상은 북서 내만역과 남쪽 만 입구역에서 저수온기보다 고수온기에 주로 높은 농도를 보였다. 반면에 만 중앙부와 동쪽해역은 각 항목에서 변동양상의 일정한 규칙성은 보여지지 않으나 황 화물을 제외하면 주로 저수온기에 더 높은 농도를 나타내었다. 황화물 농도는 모든 정점에서 고수온기에 더 높게 나타났으며, 특히 만 중앙부와 동쪽해역은 화학적산소요구량이 $20mgO_2/g-dry$을 넘는 경우 고수온기를 중심으로 일시적인 황화물 증가양상이 나타났다. 가막만 표층퇴적물중 유기물질의 기원은 C/N 비가 평균 8 이하로, 육상기원보다 해양기원 유기물에 의한 것으로 나타났으나, POC/phaeopigment 비로부터 유기물 조성에 있어서 살아있는 식물플랑크톤보다 유기쇄설물이 우점하며, CODs/IL 비로부터 유기쇄설물은 해양자체 순환에 의해 생산되는 것보다 양식활동에서 발생하는 잉여사료와 생물의 배설물 등 인위적 활동에 의한 부분이 높은 것으로 추정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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