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시간에 따른 강도변화를 고려한 암반사면의 풍화민감특성 분석 (Weathering Sensitivity Characterization for Rock Slope, Considering Time Dependent Strength Changes)

  • 이정상;배성호;유영일;오정배;이두화;박준영
    • 터널과지하공간
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    • 제16권2호
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    • pp.109-134
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    • 2006
  • 암반(암석)은 생성시와는 다른 온도 압력조건, 대기와 지하수 및 강우 등의 영향으로 풍화작용을 겪게된다. 풍화작용은 암석을 구성하는 조암광물의 화학적 성질을 변화시키며, 불연속면을 따른 물리, 화학적 제반특성에 영향을 준다. 암석이 풍화작용을 겪게 되면 암석(암반)의 물성이 저하되는 현상이 나타나 이로 인한 사면의 파괴, 지하수의 유출, 암종간의 차별풍화로 인한 문제가 발생하기도 한다. 따라서, 대규모 사면 절개시에는 현재의 풍화특성을 분석하여 풍화상태가 앞으로 어떻게 진행될 것인지 예측하고, 이 결과를 토대로 비탈면 보호 및 보강공법에 기준을 판단하는 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위해 기존의 여러 건설사업의 설계단계에서 화학적 풍화속도와 암석의 다른 특성들을 종합하여 분석하는 화학적 풍화민감도 분석 기법이 적용되어 왔다. 그러나 기존의 화학적 풍화민감도 분석은 본래 암반이 아닌 토양의 풍화에 대해 개발된 기법이며 고려되어야 할 변수들의 수가 많고 그 관계가 복잡하며, 공학적 시간단계별로 암반사면의 풍화민감특성을 적용하는데 한계가 있다. 또한, 기존의 방법은 주로 등방성이 강한 화강암질 암석에 특성분석 기법을 적용하여 퇴적암과 같이 이방성이 강한 암반에 적용하기 어려운 문제도 있다. 풍화지형을 연구하는 지형학자들의 연구(Oguchi et al., 1994; Sunamura, 1996; Norwick and Dexter, 2002)에서 시간에 따라 진행되는 풍화에 의한 암석의 강도저하는 음지수 함수의 형태를 나타내는 것을 제안되었다. 이 관계를 공학적으로 적용하면, 풍화에 작용하는 여러 요인들의 결과를 강도저하로 표현할 수 있으며, 강도라는 암석의 물성을 설명함으로써 공학적으로 의미가 있는 결과를 도출할 수 있다. 따라서, 이 연구에서는 전술한 관계에 의해 풍화진행 시간에 따른 암석의 강도특성 변화를 고려하여 퇴적암에 특화시킨 풍화민감특성 분석을 암반사면의 풍화민감특성을 설명하고 설계에 직접적으로 적용할 수 있는 방법으로 제안한다.

다중 플랫폼(위성, 무인기, AIS, HF 레이더)에 기반한 시나리오별 선박탐지 모니터링 (Operational Ship Monitoring Based on Multi-platforms (Satellite, UAV, HF Radar, AIS))

  • 김상완;김동한;이윤경;이임평;이상호;김정훈;김근용;유주형
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권2_2호
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    • pp.379-399
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    • 2020
  • 불법 선박 탐지는 해양 감시 체계 구축에서 중요한 요소 중 하나이다. 효과적인 해양 감시를 위해서는 광역적이고 지속적인 해상 감시 수단이 요구된다. 본 연구에서는 인공위성 SAR, HF 레이더, 무인기 그리고 AIS 통합 기반의 선박탐지 모니터링을 가능성을 검토하였다. 각 플랫폼별 시·공간 관측 특성을 고려하여 선박감시 시나리오는 HF 레이더 자료와 AIS 자료를 이용한 상시감시 시스템과 인공위성과 무인기를 활용한 이벤트 감시 시스템으로 구성되었다. 상시감시 시스템은 아직까지 HF 레이더 자료의 낮은 공간해상도로 인한 탐지 가능 선박크기 제한 및 정확도의 한계가 있다. 그러나, 인공위성 SAR 자료를 사용한 이벤트 감시 시스템은 추출된 선박 위치와 AIS 자료를 이용한 불법 선박 탐지, 그리고 SAR 영상에서 추출된 선박속도, 이동방향에 대한 정보 또는 HF 레이더 자료를 이용한 선박 트래킹 정보는 무인기 감시체계로의 전환에 주요한 정보로 활용될 수 있다. 시나리오 구성을 위한 실험을 위해 2019년 6월 25일부터 6월 26일까지 2일간 충청남도 서천군 홍원항 서측에 위치한 연도를 중심으로 통합 현장 실험을 수행하였다. 이로부터 KOMPSAT-5 SAR 영상, 무인기 영상, HF 레이더 자료 및 AIS 자료가 성공적으로 수집되었고 각각 개발된 알고리즘을 적용하여 분석되었다. 개발된 선박감시 모니터링 시스템은 다중 플랫폼으로부터 수집된 자료 및 분석 결과의 가시화 뿐만 아니라 추후 상시 및 이벤트 선박감시 시나리오를 구현에 기반이 될 것이다.

대학생들의 인터넷 이용 형태와 이용동기 그리고 인터넷 중독 가능성에 관한 연구 (Investigating Korean College Students' Internet Use Patterns and Motivations, and Exploring Vulnerability of Internet Dependency)

  • 송종길;최용준
    • 한국언론정보학보
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    • 제16권
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    • pp.71-107
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    • 2001
  • 미국에서 이루어진 인터넷 중독 현상에 대한 초기 연구는 인터넷 중독을 알코올중독과 같은 개인의 정신적 질병으로 간주하는 의사들에 의해 주도되었다. 그러나 사회현상으로서 인터넷 중독에 대한 사회과학자들의 관심이 증대되면서 인터넷 중독의 원인을 밝히는 본격적인 연구가 이루어진다. 인터넷 이용과 초고속 인터넷 망 보급속도에서 세계최고 수준을 자랑하는 우리의 경우에도 인터넷 이용에 따른 많은 부정적인 현상들이 나타남으로써 사회적인 문제로 대두되고 있다. 이에 따라 인터넷 중독에 대한 일부 연구가 수행되었는데 이들 연구들은 인터넷 이용패턴과 이용동기를 개별적으로 분석하고 인터넷 중독정도를 측정하는 차원에 머물고 있다. 즉, 인터넷 중독의 원인을 분석하는 차원에 이르지 못하고 있다. 또한 대부분의 연구들이 10대 청소년을 연구대상으로 하고 있기 때문에 다른 연령층의 인터넷 이용특성을 파악하는 데 한계를 가지고 있다. 이 같은 현실 인식을 바탕으로 본 연구는 2000년에 발표된 한국전산원 통계수치에서 인터넷을 가장 많이 이용하는 집단으로 조사된 대학생들을 연구대상으로, (1) 이들의 인터넷 이용패턴과 이용동기를 밝히고 (2) 이들 변인들과 인터넷 중독과의 상호관련성을 분석하며 (3) 인터넷 중독의 정도와 중독요인을 조사하고 (4) 마지막으로 인터넷 이용이 다른 미디어 이용과 면대면 커뮤니케이션에 미치는 영향을 분석하고 있다. 본 연구의 자료는 2000년 5월 8일부터 19일까지 2주간에 걸쳐 서울시내 대학생들을 대상으로 강의시간에 설문지를 배포하고 응답자가 설문지에 답하는 방법을 통해 수집되었다. 수집된 556명의 설문지 가운데 유효한 512명의 설문지가 통계적인 방법을 통해 분석되었다. 설문지는 (1) 인터넷 이용패턴 (2) 인터넷 이용 동기 (3) 인터넷 의존도 (4) 인터넷 이용 이후 다른 미디어 이용정도 (5) 인터넷 이용 이후 면대면 커뮤니케이션 정도 (6) 인구통계학적 변인을 측정하는 질문 내용으로 구성되었다. 통계 분석 후 나타난 몇 가지 주요결과를 요약하면 아래와 같다. (1) 이용동기와 인터넷 이용과의 상호관련성 이용동기를 요인 분석한 결과, 6개의 이용동기가 나타났는데 오락이 가장 주요한 동기였으며 다음으로 교육/정보, 현실도피, 외로움, 쇼핑, 그리고 성적 만족 순으로 나타났다. 이용 동기들을 인터넷 이용시간과의 상호관련성을 통계 분석한 결과 기존 연구결과와 달리 성적 만족이 6가지 요인 가운데 가장 낮은 상호관련성을 보였다. 또한 이용동기 분석에서 두 번째 높게 나타난 교육/정보 역시 성적 만족 다음으로 낮은 상호관련성을 보여주었다. 이는 대학생들의 인터넷 이용이 10대들의 인터넷 이용형태와 상당히 다르다는 것을 보여주는 것으로 본 연구에서는 수행하지 못한 이 같은 결과가 나오게 된 이유를 밝히는 후속연구가 필요할 것으로 보인다. (2) 인터넷 이용동기와 인터넷 서비스와의 상호관련성 '오락은 게임, 토론그룹, 전자메일, 채팅과 상호관련을 가진 것으로 나타났으며, 교육/정보는 검색과 쇼핑, 현실도피는 게임과 토론그룹, 외로움은 토론그룹, 전자메일과 채팅, 쇼핑은 온라인 쇼핑과 상호관련성이 있는 것으로 분석되었다. 흥미로운 사실은 성적 만족과 관련해서 게임과 채팅은 긍정적인 상호관련을 가진 것으로 나타난 반면 전자메일 서비스 이용은 성적 만족과 부정적인 상호관련을 가진 것으로 분석되었다. 이는 대학생들이 지루하게 느끼거나 외로움을 느낄 때 전자메일을 주로 이용하지만 성적 만족을 위해 전자메일을 이용하지 않고 있다는 사실을 보여주는 것이다. (3) 인터넷 이용 이후 다른 미디어와 면대면 커뮤니케이션과의 관계 인터넷을 이용한 후 응답자들의 전통적인 미디어(텔레비전, 라디오, 신문, 잡지, 편지, 전화) 이용이 감소되었으며 친구, 가족, 이성친구와의 면대면 커뮤니케이션 역시 감소된 것으로 나타났는데 이 같은 감소가 인터넷 이용과 관련이 있는 것으로 나타났다. (4) 인터넷 중독 정도와 중독 요인 10대들을 대상으로 한 기존 연구에서 나타난 인터넷 중독 현상이 대학생 집단에서는 나타나지 않았다. 그러나 응답자의 28.5%가 중독집단으로 발전될 가능성을 가진 잠재적인 인터넷 의존자(Moderate Internet Dependent)로 조사되었다. 인터넷 중독을 설명하는 요인으로 이용동기 가운데 오락, 외로움과 현실도피가 주요 변인으로 나타났으며 인터넷 이용시간 역시 주요변인으로 분석되었다. 흥미 있는 결과는 선행연구에서 인터넷 중독과 밀접한 관련 있는 인터넷 서비스로 조사된 게임과 채팅이 주요변인으로 나타나지 않았다는 것이다. 또한 인터넷 이용동기와 이용시간과의 상호관련 조사 결과에서처럼 전자메일서비스는 인터넷 중독과 부정적인 관계가 있는 것으로 조사되었다.

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여말선초 약초원의 형성 과정과 조경사적 의미 고찰 (The Development and Significance of Physic Gardens in the Late Goryeo and Early Joseon Dynasties)

  • 김정화
    • 한국조경학회지
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    • 제45권5호
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    • pp.60-70
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    • 2017
  • 본 연구는 우리나라 약초원의 형성 과정을 추적하고 조경사적 의미를 밝히는 데 목적을 둔다. 이를 위해 본초학 연구가 이루어진 삼국시대부터 조선시대에 이르는 시기의 의료체계 속에서 약초원과 관련한 기록을 찾아보았다. 약초원은 여말선초인 13~15세기에 발달하였다. 지역성을 강조하는 성리학적 자연관의 영향으로 토산 약초를 뜻하는 향약(鄕藥)에 대한 관심이 높아진 고려 말 문인들이 약포(藥圃)를 가꾼 경향이 발견되며, 향약 조사 발견 재배 탐구 등 관련 정책이 시행된 조선 초 종약전(種藥田)이라는 이름의 약초원이 조성된 사실이 확인된다. 내의원과 혜민서와 같은 중앙의료 기구 부속 시설이었던 종약전은 15세기 중반에 실재했던 것으로 확인되고 조선 건국과 함께 설립되어 조선 후기에 쇠퇴한 것으로 추정된다. 종약전은 약현, 율도, 여우도, 사아리 등 한양 도성 밖 여러 곳에 있었고, 그 규모는 18세기 초 당시 약 16만 제곱미터였다. 형개, 지황, 감초 등을 포함한 수십 종이 종약전에서 재배되었고, 내의원에서 파견된 의관과 관노비 수십 명에 의해 종약전이 운영되었다. 종약전은 새로운 약초에 대한 학문적 관심이라는 사회적 배경 측면에서 르네상스시대 의과대학의 약초원과 공통점을, 약초의 종류 위치 기능 등의 측면에서 중세 유럽의 성곽과 수도원 내 약초원과 유사점을 지닌다. 본 연구는 약포와 종약전의 구체적 공간 형태를 밝히지 못한 점에서 한계를 가지나, 우리나라에서 약초원이라는 정원 유형이 여말선초 향약을 중심으로 한 의학의 발달과 함께 나타났으며 공동체의 치료제 재배를 위한 실용정원으로 기능했음을 밝혔다는 점에서 의의를 지닌다.

플라즈마 전해 산화법에 의해 용융알루미늄도금 강판 상 형성한 산화층과 그 성장 과정 (Oxide Films Formed on Hot-Dip Aluminized Steel by Plasma Electrolytic Oxidation and Their Films Growth Stages)

  • 최인혜;김창민;박준무;박재혁;황성화;이명훈
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.165-165
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    • 2017
  • 지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

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중부지방에 있어서 풋콩의 답전작재배에 관한 연구 (Studies on. the Green-Soybean Cultivation as preceding Crop of the Rice in the Paddy-Field in the middle Parts of Korea)

  • 김기준
    • 한국작물학회지
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    • 제14권
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    • pp.173-189
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    • 1973
  • 중부 지방에 적응할 수 있는 답전작 풋콩 재배법을 구명하기 위하여 1972년 3월부터 6월까지에 걸쳐서 건국대하교 농과대학 부속 실습 농장에서 실시한 품종, 단일 처리, 시비 및 재식 거리 등에 관한 일련의 시험 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 3월 15일 온상에 파종하여 육묘 정식하더라도 육묘 중 단일 처리를 하지 않으면 어떤 품종도 답전작 풋콩 재배의 개화 한계기인 5월 15일 이전에 개화하지 못하였다. 2. 육묘 중 단일 처리를 하면 극조생 계통의 품종군은 5월 15일 이전에 개화하였는데, 북해일호, 조생록, 팔중방성, 삼보백조, Verde 등이 이에 속하였다. 3. 제일정상복엽이 전개할 무렵부터 10일간의 단일 처리를 할때의 최적 일장은 중.만생 품종군이 7-9시간, 조생 및 극조생 품종군이 7-11시간이었다. 4. 11시간의 단일 처리를 할 때의 최적 처리 일수는 품종의 조만생에 관계 없이 10일 정도로 인정되었다. 5. 단일 처리에 의한 개화 소요 일수의 단축도 즉 품종의 감광성 정도는 극조생 및 조생 품종군보다 중생 및 만생 품종군이 현저하게 높았다. 6. 무질소의 경우보다 질소 표준량(4.0kg/10a) 시용에서 약 17%의 증수를 보였으나 질소 배량의 시용은 도리어 감수 경향을 보였다. 7. 인산 표준량(4.0 kg/10a) 시용에 비한 인산 배량 시용의 증수 효과는 미미하였다. 8. 재식 본수를 3.3$m^2$당 54본으로부터 130본까지 변동시킬 경우 130본구의 약 2배의 수량을 내어 밀식 효과가 극히 현저함이 인정되었다. 9. 결론적으로 중부 지방에서도 극조생 계통의 품종을 3월 15일 온상에 파종하고 제일정상복엽 전개기인 4월 6일경부터 11시간의 단일 처리를 10일간실시하여 정식하면 답전작 풋콩 재배가 가능하며, 10a당 전량 기비로 질소 및 인산 4.0 kg, 가중 6.0 kg을 주고 3.3$m^2$당 130본으로 밀식하는 것이 가장 증수됨이 인정되었다.

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Luminol-H2O2-Cu(II) 시스템을 이용한 방향족 아미노산의 화학발광법적 정량 (Determination of aromatic amino acids by chemiluminometric assay with Luminol-H2O2-Cu(II) system)

  • 김경민;김영호;이상학
    • 분석과학
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    • 제25권3호
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    • pp.171-177
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    • 2012
  • Luminol-$H_2O_2$-Cu(II) 시스템을 이용한 화학발광법을 사용하여 방향족 아미노산인 트립토판, 타이로신 및 페닐알라닌의 정량분석을 하였다. 세 종류의 방향족 아미노산(트립토판, 타이로신, 페닐알라닌)을 luminol-$H_2O_2$-Cu(II) 시스템에 첨가하였을 때 아미노산이 존재하지 않을 때보다 화학발광세기가 더욱 증가하는 현상을 관찰하였으며, 이러한 현상을 이용하여 각 방향족 아미노산을 정량분석 하였다. 방향족 아미노산의 최적분석 조건을 조사하기 위하여, Cu(II) 이온 촉매에 의한 루미놀과 과산화수소의 화학발광반응에 미치는 아미노산의 반응속도론적 영향을 조사하였고 과산화수소와 Cu(II) 이온의 농도 그리고 pH와 완충용액의 영향을 조사하였다. 루미놀 화학발광 시스템의 최적 분석조건 하에서 수용액 중의 방향족 아미노산 정량분석을 위해 얻은 검정곡선에서 직선성이 성립하는 농도 범위는 각각 트립토판은 $1.0{\times}10^{-6}{\sim}2.0{\times}10^{-5}\;M$, 타이로신은 $1.0{\times}10^{-6}{\sim}2.0{\times}10^{-5}\;M$ 그리고 페닐알라닌은 $2.0{\times}10^{-6}{\sim}2.0{\times}10^{-5}\;M$이었으며, 이 구간에서 각 아미노산에 대한 상대표준편차(n = 4)는 순차적으로 3.21%, 2.64% 그리고 2.48%이었다. 그리고 각 아미노산의 검출한계($3{\sigma}/s$)는 트립토판 $6.8{\times}10^{-7}\;M$, 타이로신 $5.7{\times}10^{-7}\;M$, 페닐알라닌 $9.6{\times}10^{-7}\;M$이었다.

벤토나이트 완충재에서의 기체 팽창 흐름 수치 모델링: DECOVALEX-2019 Task A (Numerical Modelling for the Dilation Flow of Gas in a Bentonite Buffer Material: DECOVALEX-2019 Task A)

  • 이재원;이창수;김건영
    • 터널과지하공간
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    • 제30권4호
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    • pp.382-393
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    • 2020
  • 고준위방사성폐기물을 처분하기 위한 심층처분시스템의 공학적 방벽은 처분 용기에서 방사성 핵종 누출이 발생하더라도 주변 암반으로의 누출 속도를 늦춰주는 역할을 수행해야하기 때문에 장기적으로 그 성능을 유지하여야 한다. 특히 벤토나이트 완충재와 같이 점토 물질을 다량 함유한 매질에서만 나타나는 기체 흐름 현상인 팽창 흐름은 벤토나이트 완충재의 장기 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에 이 현상을 명확히 규명하는 것이 매우 중요하다. 이에 따라 DECOVALEX-2019 Task A에서는 팽창 흐름에 대한 수리-역학적 메커니즘을 규명하고, 기체 이동 현상의 정량적 평가를 위한 새로운 수치 해석 기법 개발 및 검증을 수행하고자 진행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 기존의 전통적인 다공성 매질에서의 2상 유동 및 유효응력 개념을 고려한 역학 모델을 기반으로, 손상도 개념을 적용함으로써 매질의 변형에 의한 기체의 팽창 흐름을 모사할 수 있는 수리-역학적 상호작용을 고려한 해석 모델을 개발하였다. 또한 개발된 모델을 이용하여 1차원 및 3차원 기체 주입 시험 결과와의 비교를 통해 모델 검증 및 적용성 검토를 수행하였다. 수치 해석 결과 기체 압력에 의한 팽창 흐름으로 인한 갑작스러운 공극 수압, 응력, 기체 주입량 및 유출량 증가 현상을 확인할 수 있었지만, 개발된 해석 모델에서 수리-역학적 상호작용의 영향이 과소평가 되는 한계를 확인할 수 있었다. 그럼에도 불구하고 본 연구는 팽창 흐름에 대한 예비 모델을 제공하고 후속 연구의 발전된 모델을 개발하기 위한 기반을 제공한다는 점에서 의의가 있다. 또한 본 연구에서 개발된 수리-역학적 상호작용을 고려한 수치 모델은 향후 실험실 및 현장 시험 결과 데이터 분석에 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 실제 고준위방사성폐기물 심층처분시스템의 장기 성능평가에도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

순환식 막 모듈 여과장치를 이용한 산성용액의 수처리 공정 시 발생하는 한외여과막 오염에 관한 연구 (A Study on the Fouling of Ultrafiltration Membranes Used in the Treatment of an Acidic Solution in a Circular Cross-flow Filtration Bench)

  • 김남준;최창민;최용훈;이준호;김환진;박병재;주영길;강진석;백윤기
    • 멤브레인
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    • 제19권3호
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    • pp.252-260
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    • 2009
  • 산성 용액의 수처리가 폴리아크릴로니트릴계 중공사형 한외여과막에 미치는 영향을 십자흐름 방식의 순환식 막 모듈 여과 장치를 이용하여 연구하였다. 막 모듈 여과장치를 이용하여 pH 2인 강산성 용액의 수처리를 시작한 지 약 80시간이 경과되었을 때 막 투과량(permeate flux)이 급격히 감소하는 것을 관측하였다. 또한, 수처리 시간 별로 막 모듈 여과장치의 공급조에서 채취한 샘플 용액의 자외선/가시광선 흡수 스펙트럼과 기체 크로마토그래피/질량분석(gas chromatography/mass spectrometry, GC/MS) 스펙트럼을 분석한 결과 수처리 시간이 경과함에 따라 막 모듈을 통과한 농축액 속에 새로운 유기 화합물이 생성된다는 사실을 알아내었다. 질량스펙트럼 분석을 통해 이 화합물을 1,6-dioxacyclododecane-7,12-dione이라고 예측하였으며, 각종 플라스틱 특히 폴리우레탄 제조 시 사용되는 첨가제 중 하나라는 사실도 알아내었다. 수처리에 사용된 막에 대한 전자주사 현미경 사진 및 고체 NMR 분석 등의 추가 실험을 통해 산성 용액 수처리 과정에서 발생한 막 투과량의 감소는 산성 용액 하에서 일어나는 UF막의 변형에 의한 것이 아니라 막 모듈 여과장치에 사용된 폴리우레탄 튜브에서 산과의 반응에 의해 용출된 저 분자량의 유기화합물이 막 오염 현상을 일으켰기 때문인 것으로 결론지었다. 이번 연구 결과는 산성 용액의 수처리 공정 시 UF막 자체의 산에 대한 반응성 뿐 아니라 막 모듈을 포함한 수처리 장치 자체의 산에 대한 반응성 역시 산 용액의 수처리 효율은 물론, 산을 이용한 막의 화학 세정 효율 및 수처리 막의 pH 사용 한계를 결정하는 데 매우 중요한 요소 중 하나라는 것을 보여준다.

낙농산업에 필요한 미생물 검사방법과 전망: 총설 (Perspective on Rapid and Selective Method for Detecting Microbiology in Dairy Industry: A Review)

  • 천정환;김현숙;김홍석;김동현;송광영;임진혁;최다솜;임종수;정동관;김수기;서건호
    • Journal of Dairy Science and Biotechnology
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    • 제33권2호
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    • pp.119-127
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    • 2015
  • 낙농 미생물학에서 사용하는 주요 분석 방법들에 대한 지속적인 개정이 요구되어지고 있는 것이 사실이다. 현재 이용 가능한 자료들을 바탕으로 균주의 생리 및 대사 특성을 더 깊이 이해할 수 있으며, LAB와 probiotic 생리적 상태를 측정할 수 있는 기술을 개발할 수 있다. 예를 들어, 고유 균주의 생화학 반응으로부터 얻은 생물학적 생리학적 지식을 바탕으로 발색형광배지(chromogenic media)의 개발이 가능하다. 이 기술은 오랫동안 사용되어온 한천 배지보다 사용법이 간단하며, 미생물을 제어할 수 있다. 유망한 유동세포계수법(flow cytometry, FC) 기술은 우유, 요구르트, 그 외 발효 유제품의 혼합 배양의 분석에 뛰어나다. 이 기술은 공정 과정 중에 또는 생산품의 유통 기한 관리에 사용될 수 있지만, 이 기술을 사용하기 위해서는 우유 단백질에 의해서 생성되는 인공 산물을 방지하기 위해 최적화 되어야 한다. 또한 유동세포계수법(flow cytometry, FC)은 정량 한계가 높기 때문에, 현재 사용하고 있는 탐침(probe)은 종 또는 속이 아닌 표적 세포 구성을 분석한다. 따라서 유동세포계수법(flow cytometry, FC)은 특정 물질의 계수보다는 생리적 상태를 측정에 더 적합한 기술이라고 볼 수 있다. Omics 자료를 통해 생리적 상태를 더 신속하게 측정할 수 있는 핵심적인 생체지표 확인이 가능해졌다. PCR은 이미 식품매개 병원균 및 부패균의 검출에 일상적으로 사용되고 있다. 이 기술은 더욱 나아가 발효균 및 probiotic 박테리아 검출에도 사용되어 핵산 추출, PCR 과정, 자료 해석을 표준화 시킬 수 있으며, 또한 다른 기술에 비해 PCR은 표적 발효 균주를 더 신속하게 선택하며, 공정 과정을 최적상태로 유지시킬 수 있을 것이다. LAB와 probiotic의 적응성 및 생리적 상태의 연구에 필요한 기준, 특허품, 상업화된 신속분석장치(kit)는 아직까지 개발되지 않았다. 본 총설 논문에서는 여러 가지 기술을 검토함으로써 이 모든 기술에는 2가지 주요한 요인이 있다. 첫 번째는 낙농업 산업의 특정 요구에 따른 방법의 평가이며, 두 번째는 공식적인 기준에 따른 검증이다. 사실상 식품매개 병원균의 특성 분석에 사용될 수 있는 표준법이 개발되고 검증되었지만, LAB, probiotic 등의 박테리아 분석에 있어서 표준화된 방법과 진단산업과의 연관성이 부족한 것이 사실이다. 낙농 업계에 의해서 수행되어진 품질관리의 양을 고려해 볼 때 이것은 매우 중요하게 인식되어야 할 부분이다.

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