• 방사성폐기물학회지
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• 제12권4호
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• pp.267-274
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• 2014

본 연구에서는 중 저준위방사성폐기물 처분시설(이하 처분시설)에서 발생하는 기체의 이동현상을 예측하기 위한 2차원 수치 모델링을 수행하였다. 또한, 기체 이동 모델링에서 주요 입력변수로 적용되는 사일로 콘크리트의 기체침투압(gas entry pressure)와 기체 투과도(gas permeability)를 실측하여, 모델링 입력변수로 적용하였다. 사일로 콘크리트의 기체침투압(gas entry pressure)와 기체 투과도(gas permeability)는 각각 $0.97{\pm}0.15bar$ 및 $2.44{\times}10^{-17}m^2$로 측정되었다. 기체 이동 모델링 결과, 사일로 내부에서 발생하는 수소 기체는 기상으로 이동하지 않고 지하수에 용해되어 지하수와 함께 생태계로 이동하는 것을 알 수 있다. 또한, 폐쇄 후 약 1,000 년 후 부터 사일로 상부부터 수소기체 밀도가 증가하기 시작하는 것으로 예측되었다. 따라서, 사일로 내부에서 발생된 기체는 기상으로 사일로 내부에 축적되지 않으며, 이로 인해 사일로 콘크리트의 내구성에 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.89-103
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• 2024

처분 환경에서는 혐기성 부식, 방사선 분해, 미생물 분해와 같은 다양한 원인으로 처분용기와 완충재의 경계면에서 기체가 발생할 수 있다. 기체의 발생 속도가 완충재 내부에서의 확산 속도보다 빠를 경우, 완충재 내부에 기체가 압축되어 공극 압력이 증가함으로써 완충재의 물리적 손상을 유발할 수 있다. 특히 이때 발생한 균열을 통해 기체돌파현상이라 불리는 급격한 기체 이동 현상과 함께 방사성 핵종이 누출될 가능성이 있다. 따라서 처분 시스템의 안전성 평가를 위해서는 이러한 기체 발생 및 이동 현상에 대한 이해가 필수적이다. 이 연구에는 완충재 내 기체 이동 현상 규명을 위한 시험 장치를 문헌 연구를 통해 구축하고, 이를 활용하여 한국형 처분 시스템의 완충재 후보 물질 중 하나인 Bentonile WRK (Clariant Ltd.) 분말로 제작한 압축 시료에 대한 기체 주입 시험을 수행하였다. 시험 결과, 완충재 내 기체돌파현상 발생 지점에서 일반적으로 관측되는 특성인 응력 및 압력의 급격한 상승 경향이 뚜렷하게 관찰되었다. 또한 완충재 팽윤으로 기인한 응력의 범위는 4.7~9.1 MPa이었으며, 기체 유입 압력으로 간주할 수 있는 기체돌파현상 발생 시의 압력은 약 7.8 MPa로 확인되었다. 구축된 장치는 향후 완충재의 초기 물성 및 기체 주입 실험 초기 조건에 대한 데이터베이스 구축을 위한 다양한 실험에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제29권4호
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• pp.262-279
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• 2019

고준위방사성폐기물처분장의 공학적 방벽에서는 다양한 원인으로 인해 기체가 발생한다. 만약 기체 생성 속도가 기체 확산 속도보다 빠를 경우 기체의 압력이 증가하게 되고, 기체 유입 압력(gas entry pressure)을 넘어서게 되면 기체가 급격히 벤토나이트 완충재를 통과하는 기체 이동 현상(gas migration)이 발생하게 되며 이는 사람과 주변 환경을 방사능에 노출시킬 수 있기 때문에, 공학적 방벽의 장기 건전성 확보 측면에서 기체 이동 현상을 명확히 규명하는 것이 매우 중요하다. 특히 벤토나이트 완충재와 같이 점토 물질을 다량 함유한 매질에서만 나타나는 매우 중요한 기체 흐름 현상인 팽창 흐름에 대한 수리-역학적 메커니즘을 규명하고, 기체 이동 현상의 정량적 평가를 위한 새로운 수치 해석 기법 개발 및 검증이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 공학적 방벽에서의 기체 이동 현상을 모사하고자 역학 손상 모델 및 손상도를 고려한 2상 유동 모델을 개발하였으며, 일정 체적 경계 조건 하에서의 1차원 기체 주입 시험 모사를 통해 개발된 모델의 적용성을 검토하였다. 수치 해석 결과 공극 수압 및 응력, 기체 유출량이 팽창 흐름 발생 시 급격히 증가하는 현상을 모사할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제31권5호
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• pp.333-359
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• 2021

고준위방사성폐기물 처분시스템에서는 처분용기 인근에서 용기 금속 물질의 부식 등 여러 이유로 인해 수소, 라돈 등의 기체가 발생할 수 있다. 기체 발생 속도가 투수계수가 낮은 벤토나이트 완충재 공극에서의 기체 확산 속도보다 커질 경우, 형성된 기체가 축적된다. 기체 압력이 증가하여 유입 압력에 도달하면 완충재 내부로 기체의 팽창 흐름 및 이류가 발생하게 된다. 기체의 급격한 팽창 흐름 발생 시 방사성 핵종이 완충재 외부로 유출될 가능성이 있으므로, 처분시설의 설계 과정에서 점토 기반 물질에서의 기체 유동의 영향성 및 공학적방벽의 건전성을 평가하기 위해 기체 이동 현상에 대한 거동 특성을 명확하게 규명할 필요가 있다. 전세계적으로 벤토나이트 완충재 내 기체 이동 현상 규명을 위한 실험적 연구와 이를 모사할 수 있는 전산 수치 모델 개발 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 기술보고에서는 현재까지 수행된 기체 주입 시험 및 전산 수치모델 관련 주요연구를 소개하고 향후 기체 이동 현상 규명을 위한 연구 수행 방향에 대해 정리하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1995년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.23-26
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• 1995

내경 0.1 m, 높이 5.3 m 의 순환유동층 반응기를 사용하여 기체의 역혼합특성을 조사하였다. 기체의 역혼합은 동일한 기상유속일때 고체순환속도가 증가할수록 증가하였다. 희박상영역에서 일정한 고체체류량에서는 기상유속이 증가할수록 벽면에서의 하강흐름도 증가되어 기체의 역혼합은 증가되었다. Tracer 주입위치가 반응기 벽면에서 중심으로 이동할수록 빠른 기체와 고체의 흐름으로 인하여 기체의 역혼합은 상당히 감소하였다. 그리고, 희박상영역에서 core-annulus 구조를 기초로 하여 기체역혼합과 core 와 annulus 간의 물질전달계수를 예측할 수 있는 모델식을 제안하였다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 대한방사선방어학회 2011년도 춘계 학술발표회 및 심포지엄
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• pp.50-51
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• 2011

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.324-325
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• 2000

대기 오염 성분에 대한 연구 뿐 만 아니라 반도체 가공 현장의 환경평가를 위한 미량 기체의 효과적인 포집 및 정량 방법이 요구되고 있다(Lue, S. J., 1999). 이들 오염원은 대부분 pub 이하의 농도로 존재하며 순간적으로 변화하므로 분석을 위해서는 연속적으로 여러 원소를 감시할 수 있는 장비가 효과적이다. 이러한 관점에서 스크러버 형태의 확산 포집기와 이온 크로마토그래피를 이용한 대기중 미량 기체의 연속 정량법이 가장 효과적이다. (중략)

• 전기의세계
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• 제29권6호
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• pp.349-353
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• 1980

본고에서는 기체중에서 전자의 전이과정을 관찰하기 위하여 많이 적용되어지는 방법에 대해서 기초적인 사항만 언급을 하였으나 이러한 technique를 사용함으로써 전하의 공간적인 분포상태를 파악할 수 있으며 avalanch의 전자나 이온의 이동으로 인하여 외부회로에 전류를 발생시키는데 이것은 amplifier와 oscilloscope에 의하여 측정을 할 수 있다. 또한 인가한 전계의 작용으로 전자가 양극으로 이동할 때 충돌전리작용에 의하여 새로운 전자를 생성할 뿐만 아니라 여기방사작용에 의하여 광자를 생성시킨다. 이러한 광자는 photomultiplier나 image-intensifier를 사용하므로써 감지할 수 있다. 이러한 결과로부터 우리는 전이현상의 기본적인 Data 즉 전자, 양이온 및 음이온의 이동속도, 전리계수 .alpha.와 부착계수 .eta.등을 유도할 수 있다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.273-273
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• 2002

대기 중 기체상 알데히드와 케톤류 등의 자동분석을 개발하고 이를 실제 대기 분석에 응용하였다. 본 분석장치는 분석 기체를 흡수 농축하는 확산 스크러버와 홉수액을 분석하는 고성능 액체크로마토 그래피로 구성되어 있다. 분석기체는 스크러버 속에서 기체와 반대방향으로 흐르는 DNPH 흡수액에 흡수되어 하이드라존을 형성하고 HPLC에서 분리 검출된다. 표준편차 3배로 정의한 본 방법의 검출한계는 수ppt로 매우 낮아 환경대기의 분석이 가능하다. (중략)

• 대한자기공명의과학회:학술대회논문집
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• 대한자기공명의과학회 1999년도 제4차 추계학술대회 초록집
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• pp.19-25
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• 1999

허파에 대한 수소 자기공명영상은 현재까지 거의 불가능한 것으로 알려져 있다. 허파의 조직과 비어있는 공간 사이의 심한 자화율(susceptibility) 차이로 인해서 영상왜곡 현상이 유발되어 그릇된 영상정보를 만들기 때문이다. 본 강좌에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 레이저 광펌핑 방법으로 초편극화된 비활성기체를 이용한 자기공명연구를 소개한다. 일반적인 자기공명 신호와 쳐편극화된 비활성기체를 이용한 자기공명 연구를 소개한다. 일반적인 자기공명 신호와 초편극화 기체를 이용한 신호의 차이와 물리적인 원리를 고찰할 것이다 . 비활성기체가 초편극화 되었을 때, 일반적인 자기공명의 경우에 (자기장: 1 Tesla, 온도는 $30^{\circ}C$의 열평형상태) 비해서 약 $10^{5}$ 정도의 magnetizaion 향상을 기대할 수 있으며, 기체상태라는 점이 감안된다 해도 의미 있는 자기공명신호를 획득할 수 있다. 비활성기체를 초편exchange 방법을 통하여 간접적으로 가스를 편극화 시키는 두 가지 방법이 있다. 이들의 기본적인 원리와 두 방법의 장단점 등을 알아 볼 것이다. 더불어, 초편극화 정도가 외부자기장의 세기 차이에 의한 영향을 받지 않는 다는 특성을 이용하는 경우, 비용을 최소화 하면서 고해상도의 영상을 얻을 수 있으며, 이동성이 용이한 낮은 자기고명진단기가 가능한데 이에 대한 소개를 할 것이다. 그리고, 초편극화가스를 이용한 자기공명영상 연구의 현재 동향 및 미래에 대해서 논의한다.