• 대한핵의학회지
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• 제38권2호
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• pp.180-189
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• 2004

다약제내성이 발현된 암세포에서 세포내의 항암제를 세포외로 배출시키는 기전을 체내에서 비침습적인 방법으로 영상화 할 수 있는 SPECT와 PET는 악성종양의 진단과 평가에 중요한 역할을 할 것으로 판단되나, 아직까지도 Pgp와 MRP의 운반능을 적절하게 평가하는 핵의학적 영상방법을 정립하는데는 극복해야할 문제점들이 많다. 지금까지의 MDR영상에 관한 연구들은 대부분이 $^{99m}Tc$-표지 방사성의약품을 이용한 연구였으나, PET의 임상 응용이 증가함에 따라 보다 특이적이고 쉽게 응용될 수 있는 PET용 방사성 추적자의 개발도 이루어져야 할 것이다. $^{99m}Tc$-MIBI의 암 세포내 일방향(unidirectional) 섭취는 음성인 세포막 전하와 세포내 소립체 기질 전하에 의하여 결정되므로, MIBI의 섭취는 다른 지용성 양전하를 띤 막전위 추적자들과 유사하게 작용한다. $^{99m}Tc$-표지 방사성의약품은 암조직의 혈류 증가나 소립체 용적이나 활성도가 증가하면 섭취가 증가할 수 있어 보다 특이적인 MDR추적제의 개발이 필요한 것이다. 최근 Lorke 등은 약제감수성 및 내성 인체대장암세포인 $HT-29^{par}$ 세포와 $HT-29^{mdrl}$ 세포를 이용한 연구에서, 두세포 모두에서 $^{18}F$-FDG의 섭취가 있었고, MDR이 발현된 세포와 종양에서 $^{18}F$-FDG 섭취가 훨씬 낮았고, MIBI는 MDR이 없는 모세포에서도 매우 낮았음을 보고한 바 있다. 이 세포는 전자현미경검사에서 사립체가 풍부하지 않은 세포였다. 그러므로 이러한 결과로 보아 $^{99m}Tc$-MIBI 영상에서 종양이 보이지 않거나 섭취가 미약하다고 해도 MDR이 발현되었다고 단정할 수는 없게 된다. 즉 MDR의 발현유무를 정확하게 감별할 수 있기 위하여는 저항이 없는 세포에 MIBI가 충분하게 섭취되어야 한다는 것이 필수적인 요건이며, 종양세포 종류에 따라서는 FDG가 MDR의 marker가 될 수 있다는 것이다. Pgp 수송체는 ATP의존성 약제배출 펌프이므로 MDR세포는 에너지가 많이 필요하여, MDR 세포는 당분해율(rate of glycolysis)이 증가되어 있고 HT-29 mdrl 종양세포에서는 포도당 이동과정의 변화로 FDG 섭취가 감소되었다. 또한 Pgp가 점차 증가됨과 함께 plasma membrane transporter인 GLUT-1 level이 감소된다. 이러한 결과는 다약제내성의 영상화가 지금까지의 예상보다 보다 복합적이고 다양하므로 보다 많은 연구가 필요할 것이라는 점을 시사한다. 최근 시도되고 있는 생체광학 영상을 이용한 다약제내성 유전자 및 Pgp 발현 연구는 아직 시작단계이나, 분자 생물학적 영상법의 발전과 함께 MRI 기술등에도 이용될 수 있으므로 향후 많은 연구가 있을 것으로 기대된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.23-33
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• 2001

지하공동구는 최근 통신의 발달로 인해 국가 중추기능으로서의 주요 역할을 하는 시설로, 사고시 신속한 대처가 힘들고 케이블 연소시 발생하는 유독가스에 의한 검은 연기로 공동구 내에 진입하여 소화화기가 힘들다. 따라서, 화재발생시 막대한 재산피해 및 통신의 두절 등 국가의 중추신경이 마비됨은 물론 시민 불편사항을 초래시켰다. 본 논문은 지금까지 발생되어온 공동구 화제를 바탕으로 실제 공동구 모형을 제작하여 화재를 재현함으로서, 과학적으로 화재의 성상을 분석하고 지하공동구 내에 소방설비를 갖춘 후에 일정온도에서 각각의 소방설비들이 제대로 작동하는지를 검증하는데 그 목적이 있다. 화재실험은 지하 공동구 내에 정온식 감지선형 감지기, 방화문, 연결살수설비 및 환기설비를 설치하고 송.배전케이블은 일정구간 내화도료로 도장하며 난방관은 내화피복된 상태에서 실험하였다. 그 결과 최고 온도가 $932^{\circ}c$로 측정되었고 일정온도에서 정온식 감지선형 감지기가 작동하여 화재위치를 정확히 수신반에 나타내었다. 그리고 송.배전케이블은 일정구간 내화도료로 도장한 것은 내화성능이 없는 것으로 나타났고, 내화피복된 난방관은 약 30분 정도의 내화 성능이 있는 것으로 나타났다. 컴퓨터 화재 시뮬레이션은 실제 화재 시험시의 화재하중을 입력하여 실시한 결과 최고 온도가 $943^{\circ}c$로 실제 화재시의 최고 온도인 $932^{\circ}c$와 거의 일치하였다. 따라서 공동구 화재하중만으로 화재 시뮬레이션을 실시하여 화재의 성상에 대한 예측이 가능한 것으로 판단되며 시뮬레이션으로 얻는 열방출량, 연기층의 높이, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소의 농도 등의 결과 값들을 실제 화재 실험시의 값으로 적용시킬 수 있는 것으로 판단된다. 0.05ppb보다 높은 수준으로 예측되어 유럽의 허용기준치를 초과하는 것으로 나타났다.확보를 위한 위생관리 업무 향상을 위해서는 본 연구에서 가장 취약한 부분으로 드러난 시설 및 기기들을 우선 보완해야 할 것으로 사료된다.ons. Specific growth rate of dechlorinators showed little difference between the slurry and the low-moisture sediments; however, growth yield was high in the sediments of reduced moisture content. The reduction of sediment moisture decreased the dechlorination rate and extent of PCBs but did not inhibit the growth of PCB dechlorinators.1.4mg, 여학생이 159.3mg이었다. 이상의 결과로 보아 에너지, 단백질, 칼슘, 비타민 A 등 대부분의 영양소 섭취량이 권장량에 미치지 못하여 성장기에 있는 아동들의 영양소 섭취 상태에 문제가 있음을 시사해 주었다. 5. 조사 대상자의 식습관과 영양소 섭취량의 상관관관계는 식사 시간의 규칙성은 단백질, 식이성 섬유소, 비타민 A 및 티아민섭취량과 양의 상관을 나트륨섭취량과는 음의 상관관계가 있었다. 음식의 간(염도)은 인과 콜레스테롤 섭취와 음의 상관관계를 나타냈다. 들깨가루나 들기름 사용 여부는 열량, 탄수화물 및 인의 섭취량과 음의 상관을, 지방, 철분, 리보플라빈 및 나이아신섭취량과는 양의 상관관계를 나타냈었다. 결식여부는 지방, 철분 및 나이아신섭취량과는 양의 상관관계를, 열량, 탄수화물, 인 나트륨, 및 콜레스테롤섭취량과는 음의 상관을 보였다. 외식이

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제31권3호
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• pp.259-266
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• 2008

연구목적 : 성인 남, 여를 대상으로 골밀도의 감소에 따른 대사증후군과의 관련성을 알아보고, 골다공증과 대사증후군의 관계에서 생활습관과 식습관 등의 대사증후군 위험요인들을 통제한 상태에서도 독립적으로 작용하는 지에 대해 알아보기 위해 수행되었다. 연구방법 : 건강검진 수진자 총 1204명(남자 364명, 여자 840)을 대상으로 단면연구를 시행하였다. 이중에너지 X선흡수계측법을 이용하여 골밀도를 측정하였고, 골감소증과 골다공증을 골량감소군으로 분류하여 정상군과 비교하였다. 골밀도와 대사증후군과의 연관성은 로지스틱 회귀분석을 이용하였고, 연령과 체중, 음주, 흡연, 규칙적인 운동, 규칙적인 식사, 폐경여부 등을 조사하여 통제변수로 이용하였다. 골밀도가 감소함에 따라 대사 증후군 유병률에 대한 교차비를 남녀 성별로 구분하여 계산하였다. 연구결과 : 정상군과 골량감소군에서 대사증후군의 유병률은 남자의 경우 전체 364명 중 100명(27.5%)이 대사 증후군의 기준을 만족하였고, 정상군과 골량감소군의 유병률은 각각 36.2%, 16.2%였으며, 여자의 경우 전체 840명 중 137명(16.3%)이 대사증후군에 해당하였고, 정상군과 골량감소군의 유병률은 각각 15.5%, 17.2%였다. 잠재적인 통제변수를 보정한 후의 대사증후군 유병률은 남자에서 골밀도 감소와 유의한 관련이 있었다(p<0.001). 남자 골밀도가 정상인 군의 교차비를 1.00으로 볼 때 골량감소군의 교차비는 3.07(95% CI=1.83-5.16)로 골량감소군에서 대사증후군이 3.07배 증가하였다. 대사증후군의 5가지 기준들의 유병률과 골량감소와의 관련성을 살펴볼 때, 남자의 경우 높은 체질량지수와 낮은 HDL은 골량감소군에서 유의하게 낮게 나타났고, 여자에서는 높은 체질량지수에서만 골량감소군이 유의하게 낮게 나타났다(p<0.05). 또한 대사증후군 구성요소의 수가 증가할수록 골밀도의 평균은 남녀 모두에서 유의한 차이가 없었다. 결론 : 남자는 골밀도 감소군에서 대사증후군에 대한 교차비가 증가하였고, 여자에서는 유의한 차이가 없었다. 즉, 골밀도가 연령에 비해 경미하게 감소하더라도 대사증후군과 동반될 위험이 있고, 예방적 차원에서 골다공증과 대사증후군을 함께 고려하여 생활습관 및 식생활 개선이 요구된다. 향후 다양한 인구집단을 대상으로 하는 연구와 골밀도의 감소요인과 대사증후군을 비롯한 인슐린 저항성, 심혈관계 질환 등의 질병과의 관련성을 파악하고자 하는 연구도 추가적으로 필요할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.93-96
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• 2011

현재 광도전체 물질을 이용한 직접변환방식의 방사선 검출기 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 광도전체 물질 중 상용화된 비정질 셀레늄(a-Se)에 비해 요오드화수은($HgI_2$) 광도전체 화합물은 고에너지에 대한 높은 흡수율과 민감도를 가지는 것으로 보고되고 있다. 또한 이러한 광도전체 필름은 발생된 신호의 검출효율은 상하부 전극크기에 의한 전기장의 세기 및 기하학적 분포에 많은 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구는 $HgI_2$ 광도전체 필름에서 상하부 전극의 크기에 따른 X선 검출특성을 조사하였다. 시편제작은 기존의 진공 증착법이 두꺼운 대면적 필름제조가 어렵다는 문제점을 해결하고자 페이스트 인쇄법을 이용하여 인듐전극이 코팅된 유리기관위에 제작하였으며, 시편의 두께를 $150{\mu}m$, 면적크기를 $3cm{\times}3cm$ 크기로 제조하였다. 상부전극은 마그네틱 스퍼터링법을 이용하여 $3cm{\times}3cm$, $2cm{\times}2cm$, $1cm{\times}1cm$의 크기로 ITO(indium-tin-oxide)를 진공 증착하였다. 특성평가를 위해 X선 선량에 대한 민감도와 누설전류, 신호대잡음비를 측정하여 필름의 전기적 검출 특성을 정량적으로 평가하였다. 그 결과 상부전극의 크기가 증가함에 따라 검출된 신호의 크기가 다소 증가하는 경향을 보였다. 하지만, 전극크기의 증가에 따른 누설전류 또한 증가함으로써 신호대잡음비는 오히려 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터 향후 광도전체를 적용한 X선 영상검출기 개발에 있어 상부전극의 최적크기와 구조설계가 고려되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.145-155
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• 2017

본 연구는 최근 6개월 이내에 특별한 식이 요법이나 정기적으로 약물을 복용하지 않고 규칙적인 신체활동을 하지 않은 폐경 전 성인여성이 복합운동에 따른 신체조성 및 골밀도의 변화를 비교, 분석하고자 수행되었으며 이 결과는 폐경 전 성인여성의 건강 및 운동실시에 대한 중요성을 인식시킬 수 있을 뿐만 아니라 한번 발생하게 되면 치료나 완치가 어려운 골다공증 예방교육을 조기에 실시하고 관리능력을 배양하는 교육프로그램 개발을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 연구대상자의 30대 평균 연령은 35.44세, 신장은 30대 평균 158.89 cm이고, 40대 평균 연령은 41.89세, 40대 평균 신장은 160.78 cm를 차지했다. 신체 조성에서 근육 량, BMI, 체지방률의 평균은 30대에서 높았고, 골무기질, 제지방량, 골격근량, 체중, 체지방량, 허리둘레의 평균은 40대에서 높았다. 요추골밀도 및 대퇴골밀도는 30대가 40대보다 높았다. 폐경 전 성인여성의 연령별 복합운동에 의한 30대 신체조성은 근육량, 골격근량, 제지방량은 증가하였고, 체지방량, 체중, 체지방률, 허리둘레는 감소하였다. 40대 신체조성 중 근육량은 증가 하였으며, 체중, 체지방량, 체지방률, BMI는 감소하였다. 30대 골밀도 변화는 요추골밀도는 요추 1번, 요추2번, 요추3번, 요추전체, 대퇴골밀도는 대퇴 각 부위에서 증가하였고, 40대 골밀도 변화는 요추골밀도는 요추 각 부위, 대퇴골밀도는 대퇴 각 부위에서 증가하였다. 사후분석 결과에서 신체조성의 변화는 복합운동 후 근육량, 체중, 체지방량, BMI는 감소하여 통계적으로 유의하게 나타났으며, 골밀도의 변화에서 요추골밀도는 요추1번, 요추2번, 요추3번, 요추전체에서 유의하게 증가하였고, 대퇴골밀도는 대퇴삼각과 대퇴전체에서 증가하여 통계적으로 유의한 결과가 나타났다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.1-7
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• 2018

$^{68}Ga$ 방사성 핵종은 $^{68}Ge/^{68}Ga$ 제너레이터에서 생산되는 양전자 방출핵종으로서 PET 검사에 이용되는 방사성 핵종이다. $^{68}Ga$은 67.8분의 반감기를 가지고 88.9 %의 ${\beta}$+ 붕괴와 11.1 %의 전자포획으로 $^{68}Zn$으로 붕괴된다. ${\beta}$+ 붕괴 과정에서 87.7 %는 기저상태의 $^{68}Zn$로 붕괴되며, 1.2 %는 여기상태의 $^{68}Zn$로 붕괴된다. 여기상태의 $^{68}Zn$은 1.077 Mev의 ${\gamma}$선을 방출하며 기저상태의 $^{68}Zn$가 된다. 이때 방출되는 1.077 Mev의 ${\gamma}$선을 Prompt Gamma라 하며, Prompt Gamma-ray가 환자와 상호작용하게 되면 저에너지 ${\gamma}$선의 산란선이 발생되게 되는데 이 산란선이 PET의 동시계수 회로에 검출되어 질 수 있다. 이 연구의 목적은 $^{68}Ga$을 이용하는 PET검사 중 신경내분비 종양진단에 사용되는 $^{68}Ga$-DOTATOC PET/CT영상에 Prompt Gamma-ray 보정 전 후의 표준섭취계수(SUV)를 평가해 보고자 하였다. $^{68}Ga$-DOTATOC PET/CT를 시행한 15명의 환자에 대해서 병변부위(Pancreas, Liver, Thoracic Spine, Brain)와 정상으로 섭취되는 조직(Pituitary, Lung, Liver, Spleen, Kidney, Intestine)의 SUVmax와 SUVmean을 비교하였으며, 임상영상의 정량적 평가를 위해 Target to Background Ratio(TBR)을 산출하여 비교하였다. Prompt Gamma-ray 보정 후 Thoracic Spine을 제외한 병변부위와 Pituitary를 제외한 정상조직에서 SUVmax, SUVmean은 높은 값을 나타내었으며, TBR은 Prompt Gamma-ray 보정 전 후 각각 $51.51{\pm}49.28$, $55.50{\pm}53.12$로 보정 후 높은 값을 나타냈다. (p<0.0001)

• 대한전자공학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.94-101
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• 1989

MONTE-CARLO 시뮬레이션 방법을 이용하여 AlGaAs/GaAs MODFET의 Q-2DEG에서의 전자 에너지, 전자의 비행거리, 계곡 내 전자 점유분포, 전자의 평균 속도 등 각각의 천이특성을 전계를 달리하여 계산하였다. 전계가 강할수록 전자가 (100)계곡으로 급격하게 천이하며 속도 오버슈트가 급격하게 발생함을 알 수 있었다. 즉 속도 오버슈트와 같은 비정상상태를 포함한 전자 전달 특성을 얻을 수 있다. 이러한 결과를 토대로 AlGaAs/GaAs MODFET와 같은 Q-2DEG를 이용한 이종접합 디바이스에서 속도 오버슈트가 전자의 고이동도를 얻는 중요한 요소가 될수 있음을 알 수 있다. 전계가 증가함에 따라 (100)계곡으로 천이하는 전자는 현저하게 증가하였다. 전자 천이 지속 시간은 전계 E=7KV/cm의 경우 1.4psec에서 전계 E=12KV/cm의 경우 0.7psec로 감소하였다. 전계 E=12KV/cm의 경우 Q-2DEG 전자는 천이 지속 시간동안의 속도 최대값이 실온에서 정상상태 속도 보다 거의 8배의 값을 갖는다. 속도 오버슈트에의한 Q-2DEG에서의 속도 향상은 서브 마이크로 게이트 단위의 AlGaAs/GaAs MODFET의 고이동도에 영향을 끼칠 수 있다. GaAs 벌크와 Q-2DEG에서의 속도 특성을 비교하여 전계 7KV/cm를 가했을 경우 2DEG의 속도 최대값은 GaAs 벌크에 비해 더 큰 값을 얻었다. GaAs에 비해 Q-2DEG에서의 산란이 덜 일어 남으로써 속도 오버슈트가 Q-2DEG에서 더 일찍 일어나며 GaAs 벌크 전자는 Q-2DEG 전자에 비해 전계에 의한 영향을 덜 받음을 알수 있으며, GaAs에 비하여 Q-2DEG는 속도천이하는 동안 속도 값이 더 크고 빠르게 천이하는 사실로써 GaAs 벌크를 이용한 디바이스보다 Q-2DEG를 이용하는 것이 더 큰 전자 이동도를 얻을 수 있으리라 생각한다. B2가 1.74mg% 함유되어 있었으며 지용성 비타민으로는 비타민 A가 1.22mg%, 비타민 E는 0.32mg%로 미량 함유되어 있었다.신은 최내엽 양상추의 부위별 질산염 최저치와 최고치 차이는 중록 10.4배 엽신 11.1배에 머물렀다. 5. 외부엽 1g 섭식 대비 내부엽 1g 섭식시의 ${NO_3$}^- 섭취량은 배추의 경우 3.72배, 양배추의 경우 4.18배, 양상추의 경우 6.50배나 많았다. 6. 결론적으로 같은 량의 엽채류를 섭식하면서 일일 질산염 섭취량을 줄이기 위해서는 배추, 양배추, 양상추 모두 외부엽보다는 내부엽을 선택적으로 소비하는 것이 바람직함을 알 수 l있었다.었다. 6. 녹즙 종류별 ${NO_3}^-$ 함량은 당근녹즙(143ppm) < 명일엽(506ppm) < 돌미나리(669ppm) < 케일녹즙(985ppm) 순으로 많았고, Vitamin C 함량은 당근(43ppm) < 돌미나리(289ppm) < 케일(353ppm) < 명일엽(768ppm)의 순으로 높았다. 7. 일일 ${NO_3}^-$ 섭취량은 500ml의 녹즙을 마시는 경우 명일엽 253mg, 돌미나리 335mg, 케일 483mg으로 녹즙만으로도 이미 WHO/FAO의 일일 ${NO_3}^-$ 섭취허용량보다 1.16배, 1.53배, 2.21배나 초과할 수 있는 것으로 나타났다. 연약한 곤충의 방제에 효과적인 것으로 나타났다. 따라서 제조된 살충비누를 활용하면 환경친화적인 해충방제가 가능하다고 판단되었다.소변의 이상소견이 발견되어 신장 조직검사를 실시할 경우 혈청 $C_3$치의 감소 여부에 관계없이 MPGN도 진단적 고려 대상이 되어야 한다고 생각한다.신장 조직검사를 시행한 결과 진행성 경과를 취할 수 있는 막 증식성 사구체 신염과 매우 희귀한 증례인 신유전분증

• 한국가정과교육학회지
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• 제28권4호
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• pp.159-167
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• 2016

본 연구는 청소년의 우유 섭취, 영양 섭취 및 체력 간의 관계를 알아보고자 실시되었다. 시도교육청과 학교의 협조를 받아 선정한 중소도시에 거주하는 298명의 청소년을 대상으로 평소 식사 및 체력장 기록을 조사하였다. 우유 유제품 섭취는 식사조사를 이용해 파악하였고, 우유 유제품으로 섭취한 1일 평균 칼슘 섭취량을 우유 200 mL 중의 칼슘 함량과 비교해 1일 평균 우유칼슘당량을 구하였다. 식사조사는 식사기록법에 의해 주중 2일과 주말 1일을 포함하는 3일간 실시하였고, 식사조사지의 식사 내용을 CAN-Pro 3.0에 입력해 영양소 섭취량을 구한 후 1일 평균 영양소 섭취량을 산출하였다. 체력장 기록은 학교에서 정규적으로 실시하는 자료에 따랐다. 조사 대상 청소년의 1일 평균 우유칼슘당량은 우유칼슘당량을 기준으로 분류한 저섭취군(${\leq}0.29$/일), 중섭취군(0.30-0.78/일), 고섭취군(0.79-5.66/일)에서 모두 권장 수준인 '2'보다 낮아 조사대상자의 우유 섭취가 전반적으로 부족하였다. 1일 평균 우유칼슘당량이 높을수록 50 m 달리기와 제자리멀리뛰기 기록이 유의적으로 높았다. 그리고 대부분의 에너지 영양소, 비타민, 무기질의 1일 평균 섭취량과 50 m 달리기, 제자리멀기뛰기, 오래달리기 기록이 높은 방향으로 유의적인 상관관계가 있었다(p<0.05). 따라서 청소년기에 우유 섭취와 함께 균형잡힌 영양 섭취를 하면 체력 향상에 도움이 되므로 중등학교 가정교과의 식생활교육에서 청소년기에 1일 2컵의 우유 섭취를 실천하도록 지도해야 하며 아울러 중등학교의 학교우유급식 활성화를 위한 제도적 뒷받침도 이루어질 필요가 있다고 하겠다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.452-452
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• 2014

블랑켓 일차벽이나 디버터와 같은 핵융합로 플라즈마 대향부품은 플라즈마로부터 입사되는 중성자 및 입자들을 차폐하여 구조물을 보호하고, 발생열을 에너지로 변환하기 위해 냉각재를 활용한 열제거 기능을 담당한다. 특히, 고속중성자와 입사 열부하 및 여러 입자들로부터 블랑켓 및 내부 구조물을 보호하기 위해 차폐체와 구조물로 구성된다. 세계적으로 차폐체로서는 텅스텐 혹은 텅스텐 합금, 구조물용 재료로는 저방사화 Ferritic Martensitic (FM) 강이 유력한 후보재료로 개발, 연구 중에 있다. 국내에서는 국제핵융합로(ITER) 사업을 통해 고온등방가압(HIP, Hot Isostatic Pressing)을 이용한 이종금속간 접합기술과 한국형 저방사화 고온구조재료인 ARAA (Advanced Reduced Activation Alloy)가 개발되고 있으며, 이를 활용한 설계, 접합법 개발, 제작목업의 건전성 평가 등이 수행되고 있다. 한국원자력연구원에서는 핵융합 기초사업의 일환으로 전북대와 공동으로 수행 중인 건전성 평가체계 개발을 위해, 기 개발된 접합법을 활용한 $45mm(H){\times}45mm(W){\times}2mm(T)$의 W/FM강 목업을 제작한 바 있으며, 이를 국내 구축된 고열부하 시험 장비인 KoHLT-EB (Electron Beam)를 활용한 고열부하 인가 건전성 평가시험을 준비 중에 있다. 이종금속간 접합 특성은 기계적 평가를 위한 파괴시험을 통해 검증, 이를 활용한 목업이 제작되었으며, 제작된 목업에 대한 초음파를 이용한 접합면의 비파괴 검사를 통해 결함이 없음을 확인하였다. 최종적으로 실제 사용되는 핵융합 운전조건과 유사 혹은 가혹한 조건에서 고열부하를 인가하여, 그 건전성을 평가가 이루어질 것이다. 고열부하 시험을 위해서는 냉각조건, 인가 열부하, 수명평가를 통한 반복 고열부하 인가 횟수 등이 사전에 결정되어야 한다. 이를 위해 상업용 열수력, 구조해석 코드인 ANSYS-CFX와 -mechanical을 이용한 시험조건 모의 및 수명 평가가 수행되었다. 구축 장비의 냉각계통을 고려하여 냉각수의 온도 및 속도는 $25^{\circ}C$, 0.15 kg/sec로, 열부하는 0.5 및 $1.0MW/m^2$에 대해 모의를 수행하였다. 정상상태 시 텅스텐의 최대 온도는 각 열부하 조건에 따라 $285.3^{\circ}C$와 $546.8^{\circ}C$였으며, 이에 도달하는 시간을 구하기 위해 천이해석을 수행하였고, 이를 통해 30초에 최대온도 95 %이상의 정상상태 온도에 도달함을 확인하였다. 또한, 목업의 초기 온도에 도달하는 냉각시간도 동일한 천이해석을 통해 30초로 가능함을 확인하였고, 최종 시험 조건을 30초 가열, 30초 냉각으로 결정하였다. 결정된 반복 열부하 인가 조건에서 이종금속 접합체가 받는 다른 열팽창 정도에 따른 응력을 계산하여 목업의 수명을 도출하였고, 이를 시험해야 할 반복 횟수로 결정하였다. 각 열부하 조건에 따른 온도조건을 ANSYS-mechanical 코드를 활용하여 열팽창과 이에 따른 접합면의 응력분포로 계산하였다. 0.5 및 $1.0MW/m^2$에 대해, 목업이 받는 최대 응력은 334.3 MPa와 588.0 MPa 였으며, 이 때 텅스텐과 FM강이 받는 strain을 도출하여 물성치로 알려진 cycle to failure 값을 도출하였다. 열부하에서 예상되는 수명은 0.5 및 $1.0MW/m^2$에 대해, 100,000 사이클 이상과 2,655 사이클로 계산되었으며, 시간적 제약을 고려 최종 평가는 $1.0MW/m^2$에 대해, 3,000사이클 정도의 실험을 통해 그 수명까지 접합건전성이 유지되는 지 실험을 통해 평가할 예정이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.310-310
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• 2014

ZnO박막은 넓은 밴드갭 (3.37 eV), 높은 여기 결합 에너지 (60 meV)를 가지는 육방정계 우르자이트(hexagonal wurtzite) 결정구조를 가지는 II-VI족 화합물 반도체로, 가시광선 영역에서의 높은 광학적 투과도 특성과 자외선 파장에서 발광이 가능한 장점을 가진다. 최근, ZnO박막 성장 기술이 상당히 발전하였지만, 아직까지도 p-형 ZnO박막 성장 기술은 충분히 발전하지 못하여 ZnO의 동종접합 LED는 아직 상용화되지 않고 있는 실정이다. 따라서, 많은 연구 그룹에서 p-GaN, p-SiC, p-diamond, p-Si 등과 같은 p-type 물질 위에 n-type ZnO를 성장시킨 이종접합 다이오드가 연구되고 있다. 특히, p-GaN의 경우 ZnO와의 격자 불일치 정도가 1.8 % 정도로 작다는 장점이 있어 많은 연구가 이루어 지고 있다. 일반적으로 c-축을 기반으로 한 극성ZnO 발광다이오드에서는 자발 분극과 압전 분극 현상에 의해 밴드 휨 현상이 발생하고, 이로 인해 전자와 정공의 공간적 분리가 발생하게 되어 발광 재결합 효율이 제한되고 있다는 문제가 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 극성 (0001) 및 비극성 (10-10) n-ZnO/p-GaN 발광다이오드의 성장 및 발광 소자의 전기 및 광학적 특성에 대한 비교 연구를 진행하였다. 금속유기 화학증착법을 이용하여 c-면과 m-면 위에 각각 극성 (0001) 및 반극성 (11-22) GaN박막을 $2.0{\mu}m$ 성장시킨 후 Mg 도핑을 한 p-GaN을 $0.4{\mu}m$ 성장시켜 각각 극성 (0001) 및 반극성 (11-22) p-GaN템플릿을 준비하였다. 이후, N2분위기 $700^{\circ}C$에서 3분동안 열처리를 통하여 Mg 도펀트를 활성화시킨 후 원자층 증착법을 이용하여 동시에 극성 및 반극성 p-GaN의 위에 n-ZnO를 $0.11{\mu}m$ 성장시켜 이종접합구조의 발광소자를 형성하였다. 이때, 극성 (0001) p-GaN 위에는 극성의 n-ZnO 박막이 성장되는 반면, 반극성 (11-22) p-GaN 위에는 비극성 (10-10) n-ZnO 박막이 성장됨을 HR-XRD로 확인하였다. 극성 (0001) n-ZnO/p-GaN이종접합 발광다이오드의 전계 발광 스펙트럼에서는 430 nm 와 550 nm의 두 피크가 동시에 관찰되었다. 430 nm 대역의 파장은 p-GaN의 깊은 준위에서 발광하는 것으로 판단되며, 550 nm 피크 영역은 ZnO의 깊은 준위에서 발광되는 것으로 판단된다. 특히, 10 mA 이하의 저전류 주입시 550 nm의 피크는 430 nm 영역보다 더 큰 발광세기를 나타내고 있다. 하지만, 10 mA 이상의 전류주입 하에서는 550 nm의 영역보다 430 nm의 발광세기가 더욱 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이것은 ZnO의 밴드갭이 3.37 eV로 GaN의 밴드갭인 3.4 eV다 작기 때문에 우선적으로 ZnO의 깊은 준위에서 발광하는 550 nm가 더욱 우세하지만, 지속적으로 전류주입 증가에 따른 캐리어 증가시 n-ZnO에서 p-GaN로 전자가 넘어가며 p-GaN의 깊은 준위인 430 nm에서의 피크가 우세해지는 것으로 판단된다. 반면에, 비극성 (10-10) n-ZnO/반극성 (11-22) p-GaN 구조의 이종접합 발광다이오드로 전계 발광 스펙트럼에서는 극성 (0001) n-ZnO/p-GaN에 비하여 매우 낮은 전계 발광 세기를 나타내고 있다. 이는, 극성 n-ZnO/p-GaN에 비하여 비극성 n-ZnO/반극성 p-GaN의 결정성이 상대적으로 낮기 때문으로 판단된다. 또한, 20 mA 영역에서도 510 nm의 깊은 준위와 430 nm의 발광이 관찰되었다. 동일한 20 mA하에서 두 피크의 발광세기를 비교하면 430 nm의 영역은 극성 n-ZnO/p-GaN에 비하여 매우 낮은 값을 나타내고 있다. 이는 반극성 (11-22) p-GaN의 경우 극성 (0001) p-GaN에 비하여 우수한 p-형 특성에 기인한 것으로 판단된다.