• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.67-76
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• 2020

본 연구는 고출력 전자기파(EMP)를 차폐할 수 있는 콘크리트의 개발 방향과 차폐성능 평가방법의 표준화에 필요한 기술의 개발 방향을 도출하기 위한 목적으로 수행되었다. 콘크리트와 같은 복합재료를 대상으로 한 EMP 차폐 메커니즘은 아직 규명되지 않았고, 콘크리트 재료의 EMP 차폐성능에 대한 검증 방법도 아직 표준화가 되어 있지 않아, 연구자간의 연구결과를 객관적으로 상호 비교분석하는데 어려움이 발생한다. EMP 차폐 콘크리트의 개발 방향은 금속 분야에서 널리 알려진 전자파 손실 메커니즘의 고찰로부터 도출하였다. 콘크리트의 EMP 차폐성능 검증을 위한 표준화 방향은 콘크리트의 전기적 성질과 그 동안 콘크리트를 대상으로 연구한 차폐성능 평가방법들의 고찰로부터 도출하였다. 연구 결과, EMP 차폐 콘크리트 개발은 전기 전도성을 부여한 콘크리트의 재료개발이 우선하여야 하며, EMP 차폐 콘크리트의 재료개발 과정 중에는 전자파 손실 메커니즘별로 구분한 시험방법을 적용하고, 개발 제품의 최종 품질검증에는 일반화된 차폐성능 평가법(MIL-STD 등)을 준용한 시험법을 적용하면, 유효성이 입증된 콘크리트 차폐재 개발 및 성능평가가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.514-520
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• 2021

본 연구에서는 건설현장에서 가장 많이 사용되는 재료 중 콘크리트에 EMP차폐 성능을 부여하기 위해 전기로 산화슬래그를 사용하여 EMP차폐 성능 평가를 실시하였다. 평가 결과 전기로산화슬래그의 성분은 Fe₂O₃ 함량 34%로 나타났으며 MgO 성분 또한 4.8%가량 포함하는 것으로 나타났다. 또한 MgO 성분으로 인한 팽창우려로 골재안정성 평가를 실시한 결과 KS기준에 적합한 것으로 사료된다. EMP 차폐성능 평가결가 압축강도에 따른 EMP차폐성능은 상관성이 없었으며 일반골재는 EMP차폐가 되지 않은 것으로 나타났다. 그러나 전기로산화슬래그를 사용한 골재는 EMP 차폐성능이 우수 했으며 두께가 증가할수록 차폐성능은 향상되는 것을 알 수 있었다. 내구성 평가결과 EMP 차폐 콘크리트는 일반 콘크리트와 유산한 내구성을 보유하는 것으로 나타났다. 이를 통해 향후 EMP차폐 구조물 구축시 전기로 산화슬래그를 사용하여 콘크리트를 제조한다면 차폐율 향상에 좋을 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.310-316
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• 2020

본 연구에서는 도전성이 우수하고 조달이 쉬운 금속계열 산업부산물을 EMP차폐용 콘크리트 골재로 사용하기 위해 골재의 안정성 평가 및 EMP차폐 성능평가를 실시하였다. 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그, 동제련슬래그, 페로몰디브덴을 선정하여 사용하였으며 골재의 성분 분석과 골재안정성 평가를 실시하였다. 또한 산업부산물 골재를 콘크리트 골재로 사용하여 기본 물성 평가 및 EMP 차폐 성능 평가를 실시하였다. 실험 결과 산업부산물 골재중 페로몰리브덴은 Free-CaO가 높아 골재로서의 안정성이 낮게 나타났으며 나머지 골재들은 콘크리트용 골재로 사용하기에 무방한 것으로 평가 되었다. 또한 압축강도 실험 결과 페로몰디브덴을 제외한 산업부산물 골재를 제외한 실험체는 Plain 실험체 보다 높은 압축강도를 발현하였다. EMP차폐 성능 평가 결과 EMP 차폐성능이 높은 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그, 동제련슬래그 이며 골재의 평균입경이 작거나 균일하게 분포되면 차폐성능은 증가할 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.234-243
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• 2023

전자파(EMP)는 고출력 전자파의 총칭으로 핵무기에서 발생하는 EMP, 비핵 EMP, 자연현상에 의해 발생하는 EMP로 분류된다. 전자파는 통신기기, 휴대폰, 컴퓨터, TV, 교통수단 등 전자기적 요소를 지닌 모든 전자장치에 치명적인 손상을 줄 수 있는 수단이다. 본 연구에서는 탄소 재료를 이용한 EMP 차폐 무기 도료 개발을 위해 탄소 재료의 종류와 함량에 따른 도료의 EMP 차폐성능 평가를 수행하였다. 도료 제조에 사용된 원재료들의 상용성 및 분산성 향상을 분석하기 위해 약 27종의 배합으로 총 2회에 걸쳐 실험을 진행하였고, 전기저항 측정법을 이용하여 EMP 차폐 효과를 평가하였다. 본 연구를 통해 개발된 EMP 차폐 도료를 차폐 콘크리트에 적용한 결과 약 25 dB에서 최대 40 dB까지 차폐성능이 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.429-435
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• 2020

본 연구에서는 탄소계 섬유를 이용하여 EMP차페 시멘트 개발을 위해 저 직경 카본섬유 사용량에 따른 시멘트 페이스트의 물리적 특성과 EMP차폐 성능평가를 실시하였다. 사용된 저 직경 카본섬유의 길이는 100㎛의 크기로서 육안으로는 분말형태를 나타내기 때문에 시멘트 혼화재 개념으로 사용하였다. 실험결과 저 직경 카본섬유 시멘트 사용량 대비 5% 사용 하였을시 압축강도 및 EMP차폐에 효과가 있었으며 그 이상의 사용시에는 차폐효과는 증가 하지 않았다. 또한 실험체 두께에 따른 EMP차폐성능 검토 결과 저 직경 카본섬유가 사용되지 않은 Plain은 두께에 따른 차폐율 증가 효과가 없었으나 저 직경 카본섬유가 사용된 실험체들은 두께 증가에 따라 차폐성능이 증가 하였다. 따라서 저 직경 카본섬유 사용량과 실험체 두께에 따른 성능을 비교평가 하였을시 EMP차폐율 증가시키기 위해서는 저 직경 카본섬유 사용량은 5%가 최적이며 사용량을 증가시키는 것보다 두께를 증가시키는 방법이 효과적일 것으로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.48-54
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• 2023

본 연구에서는 금속성분을 다량 함유한 전기로산화슬래그(EOS)를 골재로 활용한 콘크리트에 도전성이 높은 카본계 재료를 혼입하여 현장적용이 가능한 EMP 차폐 콘크리트의 최적배합을 도출하고자 기초적인 물성과 두께별 EMP 차폐성능을 평가하였다. 평가결과 슬럼프는 카본섬유(CF)의 혼입량이 증가할수록 저하, 밀드카본(MCF) 혼입시 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 압축강도는 EOS가 NA에 비해 강도를 증진시키는 것을 확인할 수 있었으며, CF 및 MCF 혼입시 강도가 저하되는 것을 확인할 수 있었다. EMP 차폐 측정결과 두께가 증가할수록 차폐율이 증가하였으며, 도전성 재료의 첨가량보다 도전성 재료의 종류 및 시험체의 두께가 차폐율 증가에 영향력이 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 종합적으로 비교평가를 진행한 결과 EMP 차폐 콘크리트 배합으로 EOS CF 0.2가 적합한 것으로 사료된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권6호
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• pp.477-484
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• 2019

본 연구에서는 EMP차폐 건축구조물 구축시 구조체 자체로써 EMP차폐성능을 발현하는 콘크리트를 개발하기 위한 기초적인 자료를 제시하고자 도전성이 우수하고 조달이 쉬운 금속계열 산업부산물을 EMP차폐용 콘크리트 골재로 사용하기 위해 골재의 안정성 평가 및 EMP차폐 성능평가를 실시하였다. 안정성 평가결과 굵은골재 안정성기준에 만족하였으나 잔골재 안정성 기준에의 경우 전기로산화슬래그는 만족하지 못하였다. 또한 콘크리트의 물성평가 결과 유동성은 증가하는 것으로 나타났으며 공기량이 감소되는 것으로 사료되며. 압축강도는 산업부산물 골재의 높은 밀도와 거친 입형을 가지기 때문에 시멘트 페이스트와 부착력이 증가하여 강도 또한 증가하는 것으로 나타났다. EMP차폐 실험결과 차폐성능이 높은 산업부산물 골재는 전기로산화슬래그와 동제련슬래그 이며 골재의 평균입경이 작거나 균일하게 분포되면 차폐성능은 증가할 것으로 사료된다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권12호
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• pp.1011-1014
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• 2017

EMP(Electromagnetic Pulse) 공격에 대한 피해를 방호하기 위해 정화조에 사용되는 배수관에는 별도의 금속 차폐 구조물의 추가 설치가 고려된다. 이러한 차폐 구조물은 EMP 공격을 막아주지만, 물에 함께 섞여 흘러오는 불순물이 차폐 구조물을 통과하지 못해 배수관 본연의 역할을 잃게 하며, 이를 관리하기 위해 추가적인 유지보수 인력을 필요로 한다. 위의 문제점들을 해결하기 위해 본 논문에서는 차폐 구조물 없이 물의 감쇠 특성을 고려한 배수관 구조를 제안하였다. 배수관 직경을 100 mm로 고정한 채로 물에 잠기는 깊이를 400 mm부터 800 mm까지 변화시켰을 때, 각각의 차폐 효과는 2 GHz 주변에서 70 dB부터 100 dB까지 증가됨을 확인하였다. 검증 과정을 통해 추가적인 차폐 구조물 없이 배수관 본연의 기능을 유지하고, EMP 공격을 차폐할 수 있는 효율적인 설계의 가이드라인을 제안하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권5호
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• pp.548-558
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• 2014

현재 EMP(Electromagnetic Pulse) 방호시설의 차폐효과 성능 평가를 위해 적용하고 있는 규격들에서는 통상적으로 송신안테나를 시설 외부에 배치하고, 수신안테나를 시설 내부에 배치하여 차폐효과(Shielding Effectiveness: SE)를 측정하도록 규정하고 있다. 하지만 차폐효과 측정 시 방호시설과 외부 콘크리트 구조물 사이에 충분한 공간을 확보하지 못하는 경우, 차폐효과 측정이 불가능하게 된다. 본 논문에서는 송신안테나를 EMP 방호시설 내부에 배치하여 전자파의 차폐효과를 측정할 수 있는 시험방법을 찾기 위해 다양한 시험을 수행하였다. 차폐효과 측정 시 송수신 안테나의 위치에 따른 영향을 비교 분석하기 위해 송신안테나를 EMP 방호시설 내부에 배치하여 차폐효과를 측정한 결과, 외부에 배치했을 때보다 시험주파수 영역 10 kHz~1 GHz에서 전체적으로 평균 ${\pm}4$ dB 수준의 차이가 발생하는 것으로 나타났다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.159-165
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• 2015

본 논문에서는 EMP 차폐를 위한 WBC 배열이 설치된 대형 비상발전기 연도의 최적형상을 결정하는 것을 목표로 연구를 진행하였다. 시뮬레이션은 WBC 배열의 외부관경이 800, 850, 900, 1050mm 및 1250mm를 대상으로 하였으며 기본연도와의 접속길이를 150, 300, 450 mm, 연도의 유속은 15, 20, 25m/s로 하였다. EMP 차폐를 위한 WBC 배열을 연도에 설치하는 경우 WBC 배열의 외부관경, Main 연도와의 접속길이가 배기가스 흐름에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. WBC 배열의 외부관경이 1050, 1250mm이고 접속길이가 300, 450mm이면 도파관 배열에서 배기가스의 평균속도와 최고속도를 만족시키는 것으로 나타났다.