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고정된 사각형 수중 및 부유식 구조물에 의한 고립파의 처오름높이 저감 수치모의 (Numerical Simulation on Reduced Runup Height of Solitary Wave by Fixed Submerged and Floating Rectangular Obstacles)

  • 신충훈;김형석
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.211-221
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    • 2022
  • 파의 처오름높이는 제방, 호안 및 방파제와 같은 해안 구조물의 설계에 영향을 미치는 가장 중요한 매개변수 중 하나이다. 본 연구에서는 비정수압 수치모형인 SWASH(Zijlema et al., 2011)를 이용해 고정된 수중 및 부유식 사각형 구조물에 의한 고립파의 처오름높이 저감 효과를 분석하였다. SWASH 수치모형이 고립파의 전파, 쇄파 및 처오름현상을 매우 잘 재현하는 것을 확인하였다. 또한 수중 및 부유식 사각형 구조물에 의한 고립파의 파랑변형을 잘 재현하는 것을 확인하였다. 마지막으로 수중 및 부유식 사각형 구조물의 처오름높이 저감 효과를 검토하였다. 부유식 구조물의 에너지 감쇠효과는 수중 구조물보다 크고, 처오름높이 저감에 더 효과적인 것으로 나타났다.

기능성 분쇄조제를 통한 건조저회의 시멘트 반응성 메커니즘 분석 연구 (A Study for Analyzing the Mechanism of Enhanced Cementitious Reactivity of Bottom Ash by Using Functional Grinding Agent)

  • 임아현;강현욱;문주혁
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.271-280
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    • 2024
  • 본 연구에서는 상용화된 화학적 활성화제를 바텀애시의 분쇄조제로 활용하여 바텀애시 치환 시멘트를 개발하였다. X-선 회절분석과 열중량분석법을 사용하여 바텀애시 치환 시멘트의 수화 특성을 분석하였으며, 특히 PONKCS 방법을 활용하여 비정질인 C-S-H와 바텀애시를 정량화하였다. 분쇄조제 형태로 첨가된 화학적 활성화제에 의해 시멘트의 수화 반응이 지연되었을 뿐만 아니라 바텀애시의 반응성도 감소하였다. 그러나 적절한 수화 지연 현상과 알루미네이트 반응 촉진 효과로 인해 상당량의 헤미카르보알루미네이트 및 모노카르보알루미네이트가 생성되었다. 이에 따라 궁극적으로 바텀애시 치환 시멘트의 압축강도가 크게 향상되어 적정기술로서 바텀애시의 재활용에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

열선 화학 기상 증착법에 의한 실리콘 박막 및 태양전지 특성 (Silicon thin films and solar cells by HWCVD)

  • 김상균;이정철;전상원;임충현;안세진;윤재호;김석기;송진수;박성주;윤경훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.205-208
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    • 2005
  • 최근 열선 화학 기상 증착법(HWCVD)은 낮은 온도에서 TFT용 Poly Si 중착을 할 수 있다는 점과 실리콘 박막을 빠른 속도로 증착할 수 있다는 점에서 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 HWCVD를 이용하여 태양전지를 제조하고 그 특성을 평가하였다. 조건에 따른 실리콘 박막의 특성 변화를 알기 위해 corning glass 및 실리콘 wafer에 다양한 조건에서 단위 박막(intrinsic layer)을 증착하였고 이 결과를 바탕으로 p/i/n 구조의 태양전지를 제조하였다. Ta 열선 온도는 1700-2000도였고 가스 원료인 $SiH_4$와 수소의 비율을 조절하면서 그 영향을 관찰하였다. 태양전지의 경우 p충과 n충은 PECVD로 증착하였으며 단위박막 및 태양전지 i충 증착시 기판과 열선간의 거리는 7cm, 기판 온도는 $200^{\circ}C$$250^{\circ}C$로 고정하였고 작업압력은 30mTorr였다. 단위 박막 특성 평가를 위해 암/광 전도도, SEM, Raman Scattering, FT-IR등을 사용하였으며 태양전지 특성 평가를 위해 I-V 및 Spectral response를 측정하였다. 열선 온도가 증가함에 따라 증착속도 및 결정화 분율은 증가하였다. 특히 비정질에서 결정질로 전이되는 구간은 매우 좁았으며 여러 분석 방법에서 일치되는 결과를 보였다. $SiH_4$ 유량이 늘어날수록 비정질이 결정질로 바뀌는 열선 온도가 증가하였으며 기판 온도가 낮을 경우 또한 결정으로 바뀌는 열선 온도가 증가하였다. 태양전지의 경우 열선 온도가 증가함에 따라 $V_{oc}$ 및 W가 낮아졌으며 $J_{sc}$, 는 증가하는 경향을 보였으며 결정질 비율이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 경향은 quantum efficiency 결과에서도 확인할 수 있었다.용을 반복하면서 석재 내부와 외부의 암석 및 결정에 균열과 미세열극 등이 생성되어 석재 자체의 구조적 안정성에 영향을 주고 있다. 따라서 감은사지 석탑은 지리적 환경 차이로 인해 일반적인 환경의 석조물들과는 다른 형태의 풍화양상을 보이고 있어서 풍화양상 및 풍화형태에 대한 정확한 연구와 이해를 바탕으로 보존대책이 마련되어야 한다.되었다. 이런 모든 시편들을 각 탈염방법에 따라 탈염처리한 후 XRD와 SEM-EDS으로 분석한 결과 인철광과 침철광은 어떠한 변화도 보이지 않았고, 다만 적금광으로 동정된 시편만이 잔존하지 않았다. 철기 제작별 $Cl^-$ 이온 추출량과 탈염효과에 대한 비교 실험은 이온 크로마토그래피 분석 결과와 마찬가지로 단조 철제유물이 주조 철제보다 $Cl^-$ 이온을 많이 가지고 있었으며, 탈염 처리 후에는 $Cl^-$ 이온은 전혀 발견되지 않았다. 이상의 결과 $K_2CO_3$와 Sodium 용액은 탈염처리에서 가장 적합한 탈염처리 용액으로 알수가 있었으며 특히 어떠한 탈염 용액으로 유물을 처리한다 해도 철제유물에 생성된 부식물은 제거되지 않는다는 것을 알게 되었다. 따라서 보존처리자는 유물 표면의 부식 상태만을 보고 처리하기 보다는 철기제작물로 고려하여 처리하는 것이 필요하다. 또한 금속에 부식을 야기시키는 $Cl^-$ 이온과 부식물을 완전하게 제거하여 탈염처리를 하는 것이 유물 부식을 최대한 지연시킬 수 있는 것이라 생각된다.TEX>$88\%$)였다.(P=0.063). 결론: 본 연구에서는 MTHFR C/T & T/T 유전자 다형성이 위암의 발생과 그 위치에 대해 관련이 있는 것으로 여겨지고, 흡연력, 음주력과는 관련이 없는 것으로 여겨진다.험이 커지는 경향을 보였으나, 나이 및 병기, 종양의 크기, MD-BED $Gy_{10}$ 등의 예후 인자를 보정한 다변

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SPEX mill을 이용한 $Al_3$Hf 및 $Al_3$Ta 금속간화합물의 기계적합금화 거동과 $Ll_2$상형성에 미치는 제 3 원소 첨가의 영향 (Mechanical Aalloying Behavior of $Al_3$Hf 및 $Al_3$Ta Intermetallic Compounds by SPEX Mill and the Effect of Ternary Additions on the Formation of $Ll_2$ Phase)

  • 이성훈;최종현;김준기;김선진
    • 한국재료학회지
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    • 제10권8호
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    • pp.569-574
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    • 2000
  • 고온구조용 재료로의 사용이 기대되는 $Al_3Hf$$Al_3Ta$ 금속간화합물의 연성을 향상시키기 위하여 SPEX mill을 이용한 기계적합금화시 $Ll_2$ 상의 생성거동과 이에 미치는 제 3 원소의 영향을 조사하였다. Al-25%Hf 혼합분말의 경우에는 기계적합금화 6시간부터 $Ll_2$$Al_3Hf$ 금속간화합물의 생성되었으나, Al-25%Ta의 경우에는 30시간까지도 $D0_{22}$ $Al_3Ta$ 금속간화합물만 생성되었고, $Ll_2$상은 생성되지 않았다. Al-12.5%M-25%MTa(M = Cu, Zn, Mn, Fe, Ni) 조성으로 제 3 원소를 첨가하여 20시간 동안 기계적합금화한 결과 Cu과 Zn의 경우에는 $D0_{22}$ 구조 금속간화합물만 생성되었고, Mn, Fe, Ni을 첨가한 경우에는 $600^{\circ}C$에서 등온열처리 후 D0(sub)22상으로 상변태되는 비정질상이 생성된 것으로 보아 이러한 제 3 원소의 첨가는 Cu와 Zn를 첨가한 경우에는 2원계와 마찬가지로 $Ll_2$상과 $D0_{22}$ 상간의 에너지 차이를 극복하기 못한 것으로 생각된다 한편, Al-12.5%M-25%Hf조성으로 Cu과 Zn를 첨가한 경우게는 2원계와 마찬가지로 $Ll_2$구조의 금속간화합물이 생성되었으나, Mn, Fe, Ni을 첨가한 경우에는 Al-12.5%M-25%MTa(M = Cu, Zn, Mn, Fe, Ni) 계와 같이 비정질이 생성된 것으로 보아 Ni, Nn, Fe는 $AL_3X$ 금속간화합물을 비정질화시키는 경향이 강한 것으로 생각된다.로 생각된다.

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조파저항에서의 Neumann-Kelvin 문제에 대한 연구 (A Study on the Neumann-Kelvin Problem of the Wave Resistance)

  • 김인철
    • 수산해양기술연구
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    • 제21권2호
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    • pp.131-136
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    • 1985
  • 코너에서의 특이점이 weak 표면 특이점이라면, 반잠수 반원에 대한 Neumann-Kelvin 문제는 코너에서 속도가 유계인 한 개의 최소특이해를 가진다. 그러나 왜 유계인 조건이 코너에서 부과되어야 하는가 하는 명백한 물리적 이유는 없다. 코너는 정체점이 되고 여기서 섭동속도는 전진속도와 같다. 그리고 코너에서의 선형화는 타당하지 않다. 그러나 우리는 이러한 것을 무시하고 코너에서 이 점을 가져야만 한다고 제안한다. 따라서 이것이 코너에서 약하거나 강한 특이점을 가지는 섭동방정식의 해를 찾기 위한 적당한 이유이다. 그러나 어떤 특이점이 적당한가를 결정하는 명확한 방법은 없다. Ursell은 그의 연구에서 (19)식의 p와 q를 0으로 두어 유일해를 결정하기도 하였다. Suzuki는 자유표면에 대하여 에너지 보존을 취하여 유일해를 확정시키는 부가적인 조건을 제시하기도 하였다. G (ξ,η;x, y)는 y>0일 때 (x, y)에서 소스를 나타내며, 실제로 G (ξ,η;a, 0)는 weak 표면특이점이다. 최소특이해에 대한 표현은 (11)로부터 추론할 수 있고 각각의 코너에서 불연속 weak 표면특이점과 함께 소스의 연속적인 분포로 구성된다. Maruo는 세장체 이론의 적응으로부터 유도된 근사방법을 소개하였는데 이것은 Neumann-Kelvin 문제의 Kernel 함수에 대한 근사와 기본적으로 같다. 비록 왜 최소특이해가 2차원에서 택해져야 하는가에 대한 명확한 물리적인 이유는 없더라 해도, 어떻게 상응하는 유계조건을 3차원에도 적용할 수 있는가 하는 것이 최근 연구과제 중의 하나다. Ursell의 연구에 의한 경험은 앞으로 완전한 비점성 3차원 문제의 취급에 사용될 것이고, Maruo의 세장선 근사와는 다른 방법으로 3차원 Neumann-Kelvin 문제를 해석할 수 있을 것이다.의 수는 오히려 약간 증가하는 것으로 보이며, 고농도처리시 이들 값이 다시 감소하는 것은 Chain들의 운동이 급격해지면서 일부 비정 chain들이 절단되어서 결과적으로 T.M. 및 T.T.M.의 수는 오히려 약간 증가하는 것으로 보이며, 고농도처리시 이들 값이 다시 감소하는 것은 Chain들의 운동이 급격해지면서 일부 비정 Chain들이 절단되어서 결과적으로 T.M. 및 T.T.M.의 수가 감소하기 때문이라 생각되었다.각되었다.n 4 cases by ultrasonography. And ultrasonography could not reveal collaterals, arteriovenous shunt and thread and streaks sign.순에 최대 밀도를 나타내였고, 10월 중순 부터는 채집할 수 없음을 알았다.위분지 이상에서 3%로 자엽절 2분지의 비중이 특히 컸다.스 접종 8일 후의 중장원동세포내에서 A형 및 B형 봉입체가 형성되었음을 확인하였다. 10. FV감염 중장조직세포의 전자현미경 관찰에서는 바이러스 접종 5일 후에 배상세포의 'cytoplasmic wall'이 비대해지고 그 내부에 virus-specific vesicle이 형성되었으며, 바이러스 접종 8일 후에는 virus-specific vesicle, 바이러스 입자, linear structure, tubular structure 및 전자밀도가 높은 matrix 등의 바이러스 감염에 대한 특이적인 구조물이 배상세포의 세포질에서 관찰되었으며, microvilli내에서 바이러스 입자의 존재도 확정되었다. 특히 virus-specific vesicle 주위에서는 전자밀도가 높은 구형의 바이러스 입자 유사체가 관찰되었는데, 이것은 virus-specific vesicle 주위에서 바이러스 조립이 일어나는 것을 추정된다

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양양 죽도의 장소성과 지형경관의 지명 고찰 및 비정 (A Placeness and Identification on the Place Names of Geomorphological Landscape in Jukdo, Yangyang)

  • 노재현
    • 한국전통조경학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.37-48
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    • 2019
  • 양양 죽도의 지형 형성과 경관안내판, 경관해설판에 드러난 의문에서 시작된 본 연구는 죽도 경관의 올바른 인식과 경관자원탐색의 일환으로, 문헌연구와 현장조사 그리고 관련자 인터뷰 등을 통해 죽도 자연경관의 특성을 정리하는 한편, 전래 문화경관에 대한 지명 고찰과 경물 비정(批正)을 추구하였다. 본 연구의 결과는 요약하면 다음과 같다. 양양 죽도는 푸른 대나무가 가득했기 때문에 이름 붙여진 섬으로, 최소 14세기 전반 이전부터 18세기 중반 이전까지 주변에는 바다와 죽도를 관망하기 위한 관란정이 존재했다. 원래 섬이었던 죽도가 모래의 퇴식작용에 의해 육계도로 연륙화된 시기는 대략 19세기 후반 이후로 추정된다. 죽도에는 오랜 시간 풍화로 형성된 다채로운 풍화지형과 해안지형 그리고 구조지형이 발견된다. 그중 풍화혈의 일종인 타포니와 나마 지형경관은 죽도에 전래되는 전설과 시문의 핵심적 이야기와 관련된 경관요체이다. 죽도에는 총 7개소의 바위글씨가 존재하는데 해안에서 발견되는 방선암, 농구암, 청허대, 연사대 등은 신선 풍류와 은자(隱者) 모티브를 바탕으로 한 경물로 보인다. '정씨세적(鄭氏世蹟)'이란 바위글씨를 통해 볼 때 죽도의 주된 경관 향유자는 18C 중반의 초계정씨(草溪鄭氏) 가문이었음을 유추할 수 있다. 관찬지리지나 시문으로 볼 때 죽도는 '죽도선구(竹島仙臼)', '죽도 돌구유', 또는 '신선절구' 등을 주요 모티브로 한 선교적(仙敎的) 색채가 짙게 전승됐다. 이 '신선의 돌절구'라 알려져 온 경물은 형태나 크기 그리고 기능으로 유추해 볼 때 나마 지형의 선녀탕이 아닌 별도 공간에 형성된 포트홀인 것으로 확증된다. 따라서 근대 명명된 선녀탕은 흥미 본의의 터무니없는 '이름붙이기'의 산물로 보인다. 현재의 경관 안내와 해설 내용은 죽도의 장소성과 부합되지 않을 뿐 아니라 전승되어 온 문화경관과 일치되지 않는다. 향후 경관안내판과 해설판 등 관련 경관정보는 양양 죽도의 경관정체성을 제고하기 위해 신선 관련 스토리 및 모티브를 적극 부각시킬 수 있는 방향으로 개선되어야 할 것이다.

단미벼의 발아 특성 및 기계이앙 육묘시 적정 파종량 (Studies on Seed Germination Characteristics of Rice Cultivar ‘Danmi’ and Its Optimum Seeding Rates for Seedling Raising in Machine Transplanting)

  • 김상열;오성환;이종희;정국현;조준현;이지윤;박성태;송유천;여운상;김정일;서우덕;강항원
    • 한국작물학회지
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    • 제55권2호
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    • pp.126-132
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    • 2010
  • 천립중이 가벼워 수량은 낮으나 sucrose와 glucose함량이 상대적으로 높아 환자의 이유식 등의 사용을 목적으로 개발된 단미 벼 종자의 발아 및 출아특성과 기계이앙 상자육묘시 적정 파종량을 구명하기 위한 시험결과는 다음과 같다. 1. 단미의 비중별 분포비율은 1.0이하로 가벼운 종자가 97.4%로 대부분이었고 1.12이상인 충실한 종자비율은 2.0% 이하로 낮았다. 반면 일미벼는 단미와 달리 1.12이상 충실한 종자의 비율이 82.3%로 가장 높았고 1.0이하의 충실하지 못한 종자의 비율은 6.4%로 낮았다. 2. 비중별 발아율은 단미의 경우 88-91%로 비중에 관계없이 비슷하였으나 일미벼의 발아율은 단미와 달리 1.0이하는 24%, 1.0~1.12는 61~66%, 1.12이상은 93%로 종자 비중이 무거울수록 발아율이 높았다. 3. 발아속도도 단미 및 일미벼 모두 발아율과 비슷한 경향을 나타냈으나 비중이 1.12이상일 경우 일미벼의 발아속도는 단미보다 빨랐다. 4. 육묘를 위한 단미의 침종기간은 침종온도에 관계없이 일미벼보다 2~4일 더 길었다. 5. 단미는 일미벼에 비해 정상모의 비율이 낮고 비정상모의 비율이 높았는데 비정상모중에서 출아불량이 4.9%, 출아후 shoot의 생육정지는 4.7%, 출아후 생육불량모는 5.3%로 높았다. 6. 기계이앙 육묘시 단미의 적정 파종량은 관행 일미벼 어린모 및 중묘의 상자당 성묘개체수를 기준으로 볼때 관행과 같이 어린모는 220g, 중묘는 130g이었고 부피로는 육묘일수에 관계없이 관행 일미벼의 1.5배량이었다.

양성자 치료계획에서 Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm 적용의 유용성 평가 (Evaluation of Usefulness of Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm In Proton Therapy Planning)

  • 한영길;장요종;강동혁;김선영;이두현
    • 대한방사선치료학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.49-56
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    • 2017
  • 목 적: CT(computed tomography) 영상에서 Metal Artifact로 인해 왜곡된 영상을 보정하는 Iterative Metal Artifact Reduction(IMAR) Algorithm의 정확성을 평가하고 양성자 치료계획에서 IMAR Algorithm 적용의 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법: CT simulator를 이용하여 CIRS Phantom 내에 금속을 삽입한 것과 삽입하지 않은 영상을 각각 촬영하였다. Phantom 내의 동일한 위치에 ROI1, ROI2를 설정하여 금속이 없는 경우의 영상과 금속으로 인한 Artifact가 발생한 영상, IMAR Algorithm을 적용한 영상에서 CT Number값의 차이를 비교하였다. 또, 금속 주변에 위치한 조직등가물질의 CT Number값을 비교하였다. 척추에 임플란트 시술을 시행한 환자를 가정하여 Rando 팬텀의 척추 부위에 Titanium 봉을 삽입하여 CT 촬영을 하였다. IMAR Algorithm 적용 전과 후의 영상에서 같은 부위에 ROI 1, ROI 2를 설정하여 CT Number값을 측정하고, 각각의 영상에 동일한 양성자 치료계획을 세워 세 지점에서 양성자선의 비정(Range)의 차이를 비교하였다. 결 과: CIRS Phantom 평가에서 금속이 없는 경우의 평균 CT number값은 ROI 1에서 -6.5 HU, ROI 2에서 -10.5 HU였다. 금속이 있는 경우 Fe, Ti, W 순으로 ROI 1에서 -148.1, -45.1, -151.7 HU였으며 IMAR Algorithm을 적용 하였을 때는 -0.9, -2.0, -1.9 HU로 증가하였다. ROI 2에서는 금속이 있는 경우 171.8, 63.9, 177.0 HU였으며 IMAR Algorithm 적용 후에는 10.0, 6.7, 8.1 HU로 감소하였다. 조직등가물질의 CT Number값은 가장 멀리 위치한 폐를 제외하고 모두 원래의 CT Number값에 가깝게 보정이 되었다. Rando Phantom 평가는 금속이 없는 경우와 금속이 있는 경우, IMAR Algorithm을 적용하였을 때 평균 CT Number값은 각각 ROI 1에서 9.9, -202.8, 35.1 HU였으며 ROI 2에서 9.0, 107.1, 29 HU였다. 치료계획에서 금속이 없을 때와 양성자선의 Range의 차이는 IMAR Algorithm을 적용하였을 때 1번 지점에서 평균 0.26 cm 감소하였으며 2번 지점에서 평균 0.20 cm 감소하였다. 3번 지점에서는 평균 0.12 cm 감소하였다. 결 론: IMAR Algorithm을 적용함으로써 CT Number값은 금속이 없을 때의 원래의 값에 가깝게 보정되었다. 또, 양성자 치료계획의 Beam Profile에서 IMAR Algorithm 적용 후 비정의 차이가 0.01에서 최대 3.6 mm 줄어들었다. Artifact가 존재하지 않는 영상과 비교하여 약간의 차이는 존재하지만 양성자의 비정에 따른 선량의 급격한 변화를 고려한다면 금속이 있는 환자에게 IMAR Algorithm의 적용은 유용할 것으로 사료된다.

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부산시 회동저수지 집수분지 내 국도도로변 퇴적물의 미량원소 오염 및 존재형태 (Trace Metal Contamination and Solid Phase Partitioning of Metals in National Roadside Sediments Within the Watershed of Hoidong Reservoir in Pusan City)

  • 이평구;강민주;염승준;이인경;박성원;이욱종
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제11권5호
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    • pp.20-34
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    • 2006
  • 이 연구는 부산시 회동저수지의 집수분지 내 7번국도 도로변 퇴적물(70개 시료 미량원소(아연, 구리, 납, 크롬, 니켈 및 카드뮴) 함량에 미치는 인위적인 오염 및 연속추출방법을 이용하여 미량원소의 잠재적인 이동도를 평가하기 위하여 수행되었다. 이번 연구에서는 특히 아연, 구리 및 납의 함량이 높은 것으로 밝혀졌으며, 이들 원소가 인위적인 오염에 의해 영향을 받고 있음을 보여주고 있다. 오염되지 않은 회동저수지 집수유역 내 하천퇴적물의 미량원소 평균함량과 비교하면, 집수유역 내 국도 도로변 퇴적물은 구리가 7배, 아연이 4배, 납과 크롬이 3배, 비소와 니켈이 2배 높은 것으로 나타났다. 연속추출방법에 의한 존재형태 연구결과는 각각 전체 함량의 29.3%와 25.8%가 이온교환형으로 존재하는 카드뮴과 니켈을 제외하면 대부분의 미량원소는 이온교환형태로 존재하는 양이 크게 않음을 지시 하였다. 아연(51%)과 납(45.2%)과 같은 금속은 주로 비정질산화광물과 수반된 형태이었으며, 따라서 pH가 감소하거나 산화환원전위의 변화에 의해 잠재적으로 용해될 수 있다. 구리는 주로 유기물형태로 존재하는 것으로 나타났으며, 카드뮴은 양이온교환형태가 가장 우세하였고 크롬과 니켈은 잔류형태가 우세하였다. 양이온교환형태와 탄산염광물과 수반된 형태의 금속함량 비율을 고려하면, 금속의 상대적인 이동도는 Cd>Ni>Pb>Zn>Cr>Cu의 순서로 감소한다. 총 함량자료로 볼 때 아연 함량이 높아 가장 해로운 원소일 것으로 보일지라도, 금속의 존재형태에 관한 자료는 도로 유출수에 가장 유해한 미량원소는 카드뮴, 니켈 및 납일 것으로 예측되었다. 산화환원전위 및 pH가 변화한다면 탄산염광물, 비정질산화광물 혹은 유기물 등의 형태로 수반된 금속은 재이동할 수 있을 것이며, 용해된 금속이온은 회동저수지 집수분지 내 수계로 유입될 수 있으므로 환경적인 현황에 대한 정밀한 모니터링이 매우 중요한 것으로 보인다.

납 함량에 따른 비정질 Pb-Na 규산염의 원자 구조에 대한 고상 핵자기 공명 분광분석 연구 (Effect of Lead Content on Atomic Structures of Pb-bearing Sodium Silicate Glasses: A View from 29Si NMR Spectroscopy)

  • 이서영;이성근
    • 광물과 암석
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    • 제34권3호
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    • pp.157-167
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    • 2021
  • 납(lead; Pb)은 지구 형성 초기의 원시 맨틀(primitive mantle)에서부터 현재 지구로의 진화 과정 이해에 중요한 정보를 제공하는 미량 원소 중 하나이다. 납은 지구 내부 및 지각에서 다양한 화성 과정에 수반하는 규산염 광물과 용융체 내에 차별적으로 분배된다. 원소 분배 계수 변화는 규산염 용융체 구조와 밀접한 관련이 있을 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구의 목적은 납이 포함된 규산염 용융체의 자세한 구조를 밝히고, 조성에 따라 변화하는 구조와 특성, 특히 규산염 광물과 용융체 간의 원소 분배 계수와의 관계를 제시하는 것이다. 본 연구에서는 고상 NMR 분광분석을 수행하여 비정질 Pb-Na 규산염의 자세한 원자 구조를 확인하였다. 자연계 마그마 용융체의 모델 시스템으로 납이 포함된 비정질 유리 시료[(PbO)x(Na2O)1-x]·SiO2를 소듐과 납의 단종 Na2SiO3에서 PbSiO3까지 다양한 조성의 비정질을 합성하였으며(x=0, 0.25, 0.33, 0.50, 0.67, 0.86, 1) 납의 함량에 따른 규소 주변 원자 환경의 변화를 확인할 수 있는 29Si MAS NMR 분광분석을 수행하였다. 29Si MAS NMR 결과 납 함량에 따라 피크의 폭이 넓어지고 피크 최대값의 위치는 -76.2, -77.8, -80.3, -81.5, -84.6, -87.7 ppm으로 이동하였다. 규소와 결합된 연결 산소의 양인 Qn 환경 변화를 정량적으로 분리하기 위하여 29Si NMR 스펙트럼에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 조성에 따라 NBO/T로 나타낸 중합도가 일정하면서 Qn 환경의 화학적 차폐 이동을 가정한 경우 가우시안 함수의 조합으로 진행하였다. 그 결과 규소 주변 원자 환경 변화에 기인한 화학적 차폐의 이동이 시사된다. Na2SiO3의 경우 Q2가 지배적으로 존재하며 Q1 및 Q3가 비슷한 비율로 존재하였으나 소듐 대신 납이 포함되면서 Q2가 감소하고 Q1 및 Q3가 증가하면서 Qn 환경의 불균화가 증가하였다. 29Si NMR 스펙트럼에 대한 시뮬레이션 결과는 납을 포함한 비정질 규산염에서 조성에 따른 배열 무질서도 및 위상 무질서도 증가를 지시한다. 본 결과로부터 평균 양이온 세기(average cation field strengths)에 따른 불균화 상수(disproportionation factor)의 변화를 정량화하였다. 무질서도의 증가와 비정질의 구조 변화가 납을 포함한 미량 원소의 분배 계수를 감소시킬 것으로 예상된다.