원자력 발전소 격납구조(containment) 내에 설치되는 센서, 구동기(actuator) 및 설비는 원전의 안전운전과 함께 방사능 누출사고와 같은 중대사고(severe accident)를 예방하기 위한 것이다. 격납구조 내부는 Category I 등급으로 분류되며, 격납구조 내부에 설치되는 센서, 구동기, 기기 및 통신망은 IEEE Std. 323-1974에서 정의하는 극한환경(harsh environment) 요건에서 생존할 수 있는 내환경성이 요구된다. 이러한 엄격한 내환경성 요건으로 인해 일반 산업의 IT 기반 센서통신망이 원전 격납건물 내부에는 적용되지 않고 있다. 최근에 이르러 독일을 중심으로 신규로 건설 중이거나 계획 중인 원전에서는 일반 산업의 IT 기반 센서 통신망 적용이 검토되고 있다. 본 논문에서는 IT 기반의 첨단 센서 통신망 기술을 격납구조내부와 같은 극한 환경에 적용하기 위한 방안을 제시하고자 한다. 정상운전중의 원전 격납 건물 내부의 환경(온도, 감마선, 습도) 특성과 중대 사고를 가정한 DBA (설계 기준사고) 요건에서의 환경 특성을 조사하였다. 또한 설계기준사고에서 정의한 감마선 조사 환경에서 통신 시스템의 생존성을 실험하였다. 이를 토대로 격납구조내부의 원전 극한 환경 통신망의 개선방안을 제시하고자 한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제36권2호
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pp.238-243
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2012
저탄소 친환경 대체 에너지의 한 분야인 수소에너지는 화석연료의 개질 및 물의 전기분해 등 다양한 방법을 통해 얻어진다. 수소를 연료로 사용하는 연료전지인 PEMFC용 1kW급 평판형 수소생산시스템을 자체 개발 중이다. 연소조건에 따른 평판형 수소생산시스템의 개질적정온도까지의 승온시간과 CO, $O_2$, $CO_2$의 평균 농도를 통해 개질기 내 연소기의 특성을 조사하여 개질기의 적정 운전조건을 확인하였다. 차후 PEMFC용 고효율 평판형 수소생산시스템의 개발에 있어 수치해석, 수소수율 및 시스템의 전체 효율을 연구하기 위해 기초연구를 진행하였다.
액체로켓용 터보펌프 터빈 블레이드-디스크의 구조 및 진동 해석이 설계점에서의 구조 강도 및 동특성을 고찰하기 위하여 수행되었다. 터보펌프의 높은 회전 속도로 인하여 구조 해석시 원심력 영향이 주의깊게 고려되었다. 극심한 온도 분포에 따른 열하중 또한 터빈 블레이드-디스크에 작용하는 외부하중으로 고려되었다. MSC/NASTRAN DMAP Alter를 이용한 3차원 유한요소법이 주기 대칭 구조 해석에 적용되었다. 회전 속도에 따른 구조 동특성의 고찰을 위하여 블레이드간 위상차가 고려되었다. 수치해석을 통하여 원심력과 열하중이 터빈 블레이드-디스크에 미치는 영향을 고찰하였다.
천연가스는 지구상에서 비교적 광범위하게 생산되며 구미 등에서는 대부분 pipe line으로 소비지까지 운송하여 사용하고 있지만 일본 등에서는 액화 천연가스 (LNG)로 저장, 수송하여 사용하고 있다. LNG 저장탱크는 생산측의 액화기지와 사용측 의 수입기지에 설치되며 지금까지 약 240기가 건설되어 있다. 종래 탱크 1기의 용량 은 대부분 6 - 8만m$^{3}$ 규모였지만, 토지의 유효이용 등으로 대형화되고 있으며, 또 지상식에서는 PC(Prestressed Concrete)의 방파제를 외부탱크에 근접시켜 외부탱크 와 일체화시킨 PC LNG 탱크가 개발.설계되었다. 일본에서는 이미 이 방식으로 세계 최대규모인 14만m$^{3}$ 탱크가 건조되어 가동 중이다. LNG의 주성분은 메탄이고 비등점은 -161.5.deg.C로 극저온이다. 이러한 저온에서도 취화되지 않고 사용할 수 있는 재료는 9%Ni강, Al 합금, 스테인레스강 및 Invar 등이 있지만, 탱크의 대형화에 따라 가공성, 용접성 및 경제성을 고려하여 요즈음은 9%Ni강이 주로 사용되고 있다. 한편 9%Ni강용 용접재료는 고Ni계 합금 및 모재와 동일한 성분계의 공금계가 있지만 지금까지 고 Ni계 합급이 주로 사용되고 있다. 본 내용에서는 9%Ni강을 사용한 지상식 평지원통형 LNG 탱크를 예로 들어 탱크의 개요 및 용접재료, 용접시공 등을 포함한 용접기술에 대해서 개괄적으로 설명하고자 한다.
현재의 반도체 산업에서 Hafnium oxide와 Hafnium silicates같은 high-k 물질은 CMOS gate와 DRAM capacitor dielectrics로 사용하기 위한 대표적인 물질에 속한다. MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor)구조에서 gate length는 16 nm 이하로 계속 미세화가 연구 중이고, 또한 gate는 기존구조에서 Multi-gate구조로 다변화가 일어나고 있다. 이를 통해 게이트 절연막은 그 구조와 활용범위가 다양해지게 될 것이다. 동시에 leakage current와 dielectric break-down을 감소시키는 연구가 중요해지고 있다. 그러나 나노 영역에서의 기계적 특성에 대한 연구는 전무한 상태이다. 따라서 복잡한 회로 공정, 다양한 Multi-gate 구조, 신뢰도의 향상을 위해서는 유전박막 물질자체와 계면에서의 물리적, 기계적인 특징의 측정이 상당히 중요해지고 있다. 이에 본 연구는 Nano-indenter의 통해 경도(Hardness)와 탄성계수(Elastic modulus) 등의 측정을 통하여 시료 표면의 나노영역에서의 기계적 특성을 연구하고자 하였다. $HfO_2$게이트 절연막은 rf magnetron sputter를 이용해 Si (silicon) (100)기판위에 박막형태로 증착하였고, 이후 furnace에서 질소분위기로 온도(400, 450, $500^{\circ}C$)를 달리하여 20분 열처리를 하였다. 또한 Weibull distribution을 이용해 박막의 characteristic value를 계산하였으며, 실험결과 열처리 온도가 $400^{\circ}C$에서 $500^{\circ}C$로 증가함에 따라 경도와 탄성계수는 7.4 GPa에서 10.65 GPa으로 120.25 GPa에서 137.95 GPa으로 각각 증가하였다. 이는 재료적 측면으로 재료의 구조적 우수성이 증가된 것으로 판단된다.
쌀 소비량은 생활 수준 향상과 외식 및 식품 산업의 발달로 감소하고, 고품질 쌀을 요구하는 성향이 높아지고 있다. 현재, 고품질 쌀을 생산할 수 있는 기술과 제반 요건은 구비되어 있으나, 수확 후 건조·저장 중에 쌀의 품질이 저하된다. 특히 건조 중 품질 저하는 고온건조에 의한 동할 발생 및 과건조가 주요 원인이다. 이를 해결하기 위해 원적외선 건조 시스템에 관한 연구가 진행 중이다. 본 연구에서는 방사율이 높고, 접착성 및 내열성 등이 강한 곡물 건조기용 방사체 코팅원료를 개발하고, 이 원료를 원적외선 방사체에 코팅한 후 방사체의 형태와 크기에 따라 표면 온도 분포 및 연료 소비량 등을 측정 분석하여 방사체의 특성과 적정 조건을 규명하고자 하였다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 세라믹 코팅 원료의 배합비는 세라믹분말 40%와 결합재 60%가 접착력과 가열경화 후 표면이 양호한 것으로 나타났다. (2) 노즐의 유량 및 분무각에 따른 버너의 화염길이 및 폭은 노즐유량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. (3) 방사체 위치별 표면온도편차는 방사체 길이가 1350mm인 것이 작은 것으로 나타났고, 열풍유동관 직경이 Rounding type의 경우 76.3mm, Right angle type의 경우 89.1mm일 때 표면 온도편차가 적었다. (4) 연료소비량은 열 풍유동관 직경이 클수록, 방사체 길이가 길수록 증가하는 경향을 나타내었고, Right angle type이 Rounding type에 비하여 연료소비량이 약간 높은 것으로 나타났다.
국내 소형 가스터빈엔진 상용화 시장의 저변화를 위하여 상용 소형 가스터빈엔진의 시동 및 정상운용구간에서의 제어로직을 파악하고자 하였다. 이를 통하여 시동 및 정상운용구간에서 엔진의 점화 및 정상작동을 위하여 엔진의 점화기, 시동모터, 연료펌프 및 연료밸브가 어떻게 제어되는지 파악하였고, 확보된 제어로직을 실제 상용화 연구가 진행되고 있는 소형 가스터빈엔진의 지상용 제어기에 활용하였다. 해당 엔진은 비행용 엔진 제어기를 제작 중이며, 제작 완료 후 항우연에서 보유하고 있는 고도시험설비를 활용한 고도시험을 통해 비행시험 전에 고도에서의 운용성능을 확인할 예정이다.
본 논문에서는 날씨가 더울 때, 가만히 있어도 땀이 주륵주륵 흐른다. 본격적인 더위가 시작되면 여름철 많은 곳에서 에어컨과 선풍기와 같은 가전제품을 사용한다. 이러한 제품들은 낮 시간뿐만이 아니라 수면 시에도 장시간 사용이 되는데, 특히 선풍기를 주로 사용했을 때, 이미 체온이 일정 온도로 떨어졌음에도 불구하고 지속적으로 사용이 된다면, 전력 낭비뿐만이 아니라, 선풍기에서 열이 발생하여 자칫 화재가 일어날 수도 있다. 이러한 문제를 막기 위해서 수면 중이나 일상생활을 하는 동안에 지정해 놓은 실내온도로 떨어질 경우 자동으로 정지하고, 지정해 놓은 온도 이상으로 실내온도가 올라갈 경우에는 다시 작동하는 선풍기를 개발하면 효율적으로 사용할 수 있다.
The burnup profile of spent fuel should be determined accurately for the safety storage of spent fuel. In this study, a neutron detection system was developed as a part of basic research to analyze the burnup profile of spent fuel, and a performance was evaluated using a radiation source. The prototype of the neutron detection system was based on a 3He proportional chamber. The 3He proportional chamber is often used for neutron measurement and analysis because of its high neutron detection efficiency and simplicity for gamma ray rejection. For quantitative evaluation, tests were conducted using calibrated 252Cf and 137Cs sources. In the performance evaluation, a field applicability was verified by analyzing the detection characteristics according to the nuclide.
본 연구는 급격하게 진행되고 있는 기후변화에 따른 콩의 생육과 종실 수량 반응을 온도구배챔버에서 수행하였다. 생식상 장기간의 고온 발생은 농업 생산성을 저해시키며, 인류의 식품안정성에도 영향을 줄 수 있다. 모든 품종이 $Ta+4^{\circ}C$에서 개화기간이 지연되는 현상을 보여 영양생장기보다 생식생장기의 고온에 대해 민감하게 반응을 하였다. 온도 변화에 대한 종실 수량 구성 반응을 보면 대원콩은 온도가 상승 할수록 협수, 종실 무게가 높아져 수량이 증가하였다. 반면 풍산나물콩과 대풍콩은 각각 $Ta+3^{\circ}C$와 $Ta+4^{\circ}C$사이에서 각각 일정 온도를 벗어나게 되면 온도에 민감하게 반응하여 착협수와 100립중이 감소를 하여 수량 감소로 이어졌다. 종자 크기로 보았을 때 대립 품종인 대원콩은 일정 온도 범위까지는 수량이 증가 할 것으로 판단된다. 반면 중립과 소립품종인 대풍콩과 풍산 나물콩은 일정 온도를 벗어나게 되면 수량이 감소 할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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