• 에너지공학
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• 제27권4호
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• pp.27-35
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• 2018

피동원자로건물냉각계통(PCCS)은 사고 발생 시 원자로건물로 방출된 열을 제거하여 원전의 건전성을 보장하기 위해 설계되었다. PCCS의 열제거 성능은 증기-공기 혼합물의 응축열전달에 의해 결정된다. 본 연구에서는 응축열전달계수의 예측 정확도를 향상시키기 위해 새로운 상관식을 이식한 MARS-KS 코드를 사용하여 PCCS의 열제거 성능을 평가하였다. MARS-KS 코드에 사용된 새로운 상관식은 압력, 벽면과냉도, 비응축성 기체 질량분율 및 응축튜브의 종횡비와 같은 열전달계수에 영향을 미치는 변수들을 이용하여 개발하였고, 이는 MARS-KS코드의 기본 응축 모델인 Colburn-Hougen 모델을 대체하여 적용되었다. 대형파단 냉각재상실사고 발생 시 PCCS의 운전에 따른 다양한 열수력학적 변수들을 분석하였고, 열제거 성능 평가를 위해 새로운 상관식이 적용된 MARS-KS 코드의 원자로건물 압력거동 계산결과와 기존의 응축모델을 이용한 해석결과를 비교하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.83-94
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• 2019

최근 무기체계 개발 시 총수명주기체계관리(TLCSM) 및 전체 순기 간 비용 관리의 중요성이 점차 커지고 있다. 비용 관리 시 사업초기 개발단계부터 비용 예측이 중요하지만 개발단계에서 총수명주기비용을 예측하는 것은 어렵다. 총수명주기 비용은 연구/개발비, 획득투자비, 운영유지비 및 폐기비 등으로 구성되어 있는데, 운용유지비(폐기비 포함)가 가장 큰 부분을 차지하고 있기 때문에, 총수명주기비용 예측 시 운용유지비에 대한 정확한 예측이 필요하다. 본 연구에서는 CAIV 기법을 활용, 운영유지비를 예측하기 위해 상용 비용분석 도구인 PRICE-HL 모델과 RAM 기반 무기체계 운영유지비 예측 도구인 NemoSIM 간의 비교 분석을 통하여, 무기체계 개발단계에서 효율적인 운영유지비 예측 방안 및 분석 결과값을 보급, 정비관련 ILS 요소 개발 시 활용할 수 있는 방안을 제시하고자 한다. 또한, 본 연구를 통해 도출된 결과를 바탕으로, 후속 연구에서는 PRICE-HL 모델과 NemoSIM 입력값/결과값에 대한 심층적 추가 분석을 수행하고 그 결과로 NemoSIM에서 고려하지 않은 비용 항목 및 발전 방향을 도출하여 개발초기 단계에서, 보다 정확한 무기체계 운영유지비용을 산출하는 방안과 NemoSIM의 결과를 ILS 요소개발에 활용 할 수 있는 방안을 구체적으로 제시 할 예정이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.864-870
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• 2018

고체 수송관(standpipe, 내경 0.025 m)으로 연결된 2 단 기포 유동층(내경 0.1 m, 높이1.2 m)에서 붕괴 속도에 대한 하단 층 높이의 영향을 조사하였다. 기체로는 공기를 사용하였고, 고체로는 입도가 큰 입자(< $1000{\mu}m$, 겉보기 밀도 $3625kg/m^3$)와 입도가 작은 입자(< $147{\mu}m$, 겉보기 밀도 $4079kg/m^3$)를 혼합한 입자를 사용하였다. 작은 입자의 혼합비, 하단 유동층의 층 높이, 상단 유동층 분산판을 실험 변수로 고려하였다. 붕괴 속도는 하단 유동층의 정체 층 높이가 증가할수록 증가하였다. 그러나 작은 입도의 혼합비가 증가하면 이 효과가 감소하였다. 이 효과는 층 높이 증가에 따른 고체 수송관 압력 강하의 증가 때문이 아니라, 수송관 출구를 막는 농후상 굵은 입자 층 높이의 증가 때문으로 보였다. 상단 유동층 분산판 압력 강하의 증가는 붕괴 속도를 조금 감소시켰다. 붕괴 속도를 예측하는 개선된 상관식을 제안하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.496-499
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• 2014

30MeV Cyclotron의 양성자가 Xe-124 기체 표적 시스템에 조사될 때 가능한 핵반응을 적용하여 Xe Gas를 GPM으로부터 Target으로 까지 전송하는 시스템을 설계하고 제작하였다. 시스템 설계는 크게 4파트로 나누어 설계하였다. 각각의 하드웨어 부분은 솔리드웍스를 이용하여 설계하였다. Target은 헬륨으로 Havor Foil을 쿨링시키게 설계했고 물은 타겟에 들어간 Xe Gas를 조사 시 높아지는 온도를 식혀주는 역할을 하게 제작하였고 온도센서와 압력센서를 장착하여 눈으로 확인할 수 있게 제작하였다. GPM(Gas Process Manifold)은 Xe Gas를 운반하도록 준비하는 부분이며 Xe Gas를 담고있는 부분과 불순물을 제거하는 부분이 있다. HCS(Helium Circulation System)은 헬륨을 이용하여 각파트를 클리닝 하고 냉각시켜 준다. 이러한 각 부분들을 PLC로 제어하게 하여 유지보수시의 편리성을 추구하였고 PC Vue를 사용하여 SIEMENS PLC를 더욱더 안전하게 인터페이스하게 하였다.

• 멤브레인
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• 제29권4호
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• pp.223-230
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• 2019

본 논문에서는 이산화탄소 친화적인 PBEM-POEM (PBE) 공중합체를 기반으로 고분자 블렌드 분리막을 제조하는 방법을 제시한다. PBE 공중합체는 자유 라디칼 중합 반응을 통해 손쉽게 합성이 가능하며, 이를 상용 고분자인 PEG와 다양한 비율로 혼합하여 이산화탄소/질소 분리막을 제조하였다. 이산화탄소/질소 분리 성능을 테스트한 결과, PEG의 함량이 높을수록 이산화탄소 투과도는 감소하는 반면 이산화탄소/질소 선택도는 크게 증가하는 상충(trade-off) 관계가 나타났다. 그러나 PBE/PEG (9 : 1)과 PBE/PEG (7 : 3)을 비교하면 이산화탄소 투과도는 단지 8.3% 감소한 반면에 질소 투과도는 69.1%나 감소하였다. 따라서 이산화탄소/질소 선택도가 33.8에서 100.3으로 크게 증가하였다. 이것은 PBE 공중합체의 80%를 차지하는 POEM 사슬이 PEG와 상호작용하여 더욱 조밀한 구조가 되었기 때문이며, 이를 FT-IR, XRD, SEM 분석으로 확인하였다. PBE/PEG (7 : 3) 블렌드 막이 가장 최적의 기체 분리 성능을 가졌고, 이산화탄소투과도는 170.5 GPU, 이산화탄소/질소 선택도는 100.3이었다.

• 생명과학회지
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• 제29권2호
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• pp.223-230
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• 2019

오존은 박테리아, 원생동물, 효모 및 진균과 같은 미생물을 사멸시킬 수 있는 기체 분자이다. 그러나 오존 가스는 대기 중에서 불안정하기 때문에 쉽게 사용할 수 없다. 최근에 오존을 쉽고 효율적으로 사용할 수 있도록 식물성 오일을 활용하는 방법이 개발되었고, 활용성에 대한 연구가 진행되고 있다. 오존은 지방산의 C-C 이중 결합과 반응하여 오존화된 오일로 전환 될 수 있다. 이 반응에서 오존 처리된 오일의 지방산 내에서 오각형 고리 구조화합물인 오조나이드가 생성된다. 이 연구에서는 올리브 오일을 사용하여 오존 처리된 오일이 4 종류의 세균과 곰팡이에 대해 중요한 항미생물 활성을 갖는다는 가설을 연구하였다. 오존화 올리브 오일을 4 가지 피부 감염미생물 Staphylococcus aureus (ATCC 25922), Staphylococcus epidermidis (ATCC 12228), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853), Candida albicans (ATCC 10231) 및 장내 세균인 Escherichia coli에 처리하였다. 항미생물 활성은 미국 국립 임상 실험 표준위원회 방법(National Clinical Laboratory Standards, USA)에 따른 disk 확산 방법을 사용하여 분석하였다. 최소억제농도(MIC)는 S. aureus에 대해 0.25 mg, S. epidermidis에 대해 0.5 mg, P. aeruginosa에 대해 3.0 mg 및 E. coli에 대해 1.0 mg로 나타나 오존화 올리브 오일은 그람음성균보다 그람양성균에 더 효과적이었다. 또한, S. aureus와 MRSA에 대한 항균활성을 비교하였을 때 MRSA에서 오존화된 올리브 오일이 S. aureus보다 더 민감하게 작용하였으며, 진균인 C. albicans는 한 시간 이내에 사멸되었다. 따라서 본 연구의 결과는 오존화 올리브 오일이 강력한 항미생물 물질로 사용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.358-367
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• 2019

본 연구에서는 활성탄과 제올라이트 13X에 대한 벤젠, 톨루엔 및 자일렌 증기의 기체 흡착평형과 입자내부의 확산 특성을 조사하였다. 압력 범위 0.01~0.07 bar 사이에서 흡착온도를 각각 293.15 K, 303.15 K, 313.15 K로 변화시키면서 정적흡착실험을 수행하였다. 흡착평형은 Langmuir, Freundlich 및 Toth 흡착등온식을 적용하여 해석하였다. 그 결과 표준편차는 Langmuir 식과 Toth 식에서 낮았으며, Freundlich 식에서 표준편차가 가장 컸다. Langmuir 상수를 Arrhenius 식의 형태로 표현하여 구한 흡착에너지는 5.26~31.0 kJ/mol 정도로 물리흡착의 특성을 나타냈다. 흡착제에 따른 흡착질의 최대 흡착량은 활성탄의 경우 벤젠, 톨루엔, 자일렌으로 갈수록 최대 흡착량이 감소했으며, 제올라이트 13X의 경우 활성탄과는 반대로 최대 흡착량이 자일렌에서 가장 크고 벤젠에서 가장 작게 나타났다. 벤젠, 톨루엔 및 자일렌 증기의 유효확산계수는 약 $10^{-5}{\sim}10^{-4}cm^2/s$ 정도로 나타났으며, 압력이 증가함에 따라 값이 작아지고 온도가 증가함에 따라 값이 커지는 경향을 보였다. 온도와 압력의 변화에 따른 유효확산계수의 변화는 활성탄보다 제올라이트 13X에서 민감하게 나타났다. 따라서 압력 변동이 급격하게 발생하는 흡착공정에서 제올라이트 13X를 사용할 경우 정밀한 동적거동 예측을 위해서는 확산계수를 압력에 대한 함수로 표현하는 것이 필요하다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권1호
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• pp.107-120
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• 2019

다수호기 부지에 위치한 원전의 해체는 인근에 위치한 운영중인 원전으로 인해 작업자에게 추가적인 방사선 피폭 위험을 야기할 수 있다. 따라서 인근의 운영중인 다수호기 원전에 의한 해체 작업자에 대한 피폭 선량 평가가 필요하다. ENDOS프로그램은 한국원자력연구원(KAERI)에서 개발된 선량평가 전산코드로, 하위 프로그램으로 대기 확산 평가 프로그램인 ENDOS-ATM과 기체 방사성 배출물에 의한 피폭 선량 계산을 수행하는 ENDOS-G가 있다. 이 프로그램들을 이용하여 고리 1호기 해체작업자에 대한 다수호기 원전 운영에 의한 피폭 선량을 계산한 결과, $2.31{\times}10^{-3}mSv{\cdot}y^{-1}$로 일반인에 대한 피폭선량 기준치인 $1mSv{\cdot}y^{-1}$에 비교해 보았을때 큰 영향이 없을 것이라는 판단에 도달할 수 있었다. 앞으로 예상되는 국내 해체 원전의 경우 모두 다수호기 부지에 위치하여 이 연구 방법과 결과가 활용될 수 있을 것이라고 기대한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권2호
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• pp.45-49
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• 2019

본 연구에서는, 탄소성분으로서 탄화왕겨, 제지슬러지, 커피찌꺼기와 실리카 분말로부터, 비교적 미세한 탄화규소 결정질 응집체를 합성하였다. 탄소성분들과 실리카의 혼합물로부터 탄화규소 응집체를 얻기 위한 주요 반응물질은 열탄화환원 반응에 의해 생성된 일산화규소 기체로 추정되었다. 탄화왕겨, 제지슬러지, 커피찌꺼기와 실리카 분말의 혼합물로부터 열탄화환원반응법을 거쳐 생성된 탄화규소 결정질 응집체들에 대한 XRD 회절패턴으로부터 결정상을 분석하였고, FE-SEM과 FE-TEM을 통한 미세구조, 결정구조 분석이 이루어졌다. 탄화왕겨, 제지슬러지, 그리고 실리카 분말의 시료의 경우, XRD 분석에서는 $35^{\circ}$ 부근의 (111) peak은 비교적 높은 강도를 나타내었다. 탄화왕겨, 제지슬러지, 커피찌꺼기와 실리카 분말의 혼합물로부터 합성된 시료들에 대해 FE-SEM 관찰을 통하여 $1{\mu}m$ 이하의 미세입자들을 관찰하였으며, TEM 측정 결과에서는 탄화규소 결정질상의 (110) 회절패턴들을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.139-145
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• 2021

본 연구의 목적은 건식 공정을 통해 폐전지에서 금속을 회수하는 것이다. 특히, 열처리 온도를 변수로 하여 공정 중에 발생되는 액상 및 기상상태의 생성물과 공정 후에 회수되는 고상상태의 생성물에 대하여 정성 및 정량적으로 분석하여 비교하였다. 폐전지의 커버를 제거한 후, NaCl 용액에 존치하여 방전시켰다. 폐전지를 파쇄과정을 통하여 가루형태로 만들어서 산소 분위기의 튜브 전기로에서 폐전지의 용융실험을 수행하였다. 리튬이온 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 고체상태 생성물의 회수율은 80.1 wt%이었고, 주성분은 27.2 wt%의 코발트이었으며 그 외 리튬, 구리, 알루미늄 등이 미량 존재하였다. 니켈-수소 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 회수율이 99.2 wt%로 건식공정으로부터 손실되는 금속이 거의 없었으며 약 37.6 wt%의 니켈이 주성분이었다. 그 외, 철을 포함하여 여러 금속을 가지고 있다. 니켈-카드뮴 폐전지는 온도가 증가할수록 카드뮴이 기화되면서 회수율이 65.4 wt%까지 낮아진다. 반응온도 1050 ℃에서 회수된 고체상태의 주 금속성분은 41 wt%의 니켈과 12.9 wt%의 카드뮴이었다. 또한 니켈-카드뮴 폐전지는 다른 이차 폐전지로부터 검출되지 않은 벤젠과 톨루엔 성분이 기체상태의 생성물에서 검출되었다. 본 연구 결과는 폐 이차전지의 건식 리사이클링 공정 연구에 기초 자료로서 활용 가능하다.