• 한국지반공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.5-17
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• 2021

최근 달에서 에너지자원으로 활용할 수 있는 헬륨-3과 물 등이 발견됨에 따라 달은 심우주 탐사를 위한 전초기지로 주목받고 있다. 따라서 지속가능한 우주행성 탐사를 위해 달 현지 자원을 활용한 건설재료 생산 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 마이크로파를 이용해 달 표면에서 쉽게 채취할 수 있는 월면토를 소결하여 건설재료로 생산하는 기술에 대한 가능성을 평가하였다. 효율적인 소결을 위해 하이브리드 소결 시스템을 구축하고 소결에 미치는 영향인자에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 열에 반응하여 변색되는 감열지를 이용해 소결로 내 열 분포를 사전에 파악하고, 이를 기반으로 약 직경 1cm, 높이 2cm의 원통형 한국형 인공월면토 소결체를 제작하였다. 마이크로파를 분산시키는 효과가 있는 회전조건 하에서 제작된 소결체에 대해 밀도를 측정한 결과 마이크로파를 흡수하는 시료가 복수개로 배치될수록 마이크로파가 분산 흡수되어 높이에 따른 열 집중현상이 줄어들어 소결체의 균일도가 향상되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제17권3호
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• pp.129-136
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• 2014

전자 탐사는 신호원의 파형에 따라 주파수 영역과 시간 영역법으로 나누어진다. 주파수 영역과 시간 영역은 수학적으로 Fourier 변환 관계에 있으므로, 주파수 영역 자료를 Fourier 변환하여 시간 영역 자료를 얻어낼 수 있다. 즉, 시간 영역 전자 탐사의 모델링 자료는 주파수 영역에서 수행한 모델링 자료의 적절한 변환을 통해 얻어질 수 있다. 따라서 주파수-시간 영역 변환은 전자 탐사에서 매우 중요한 부분이다. 분산 전개법(DEM)은 신속하고 효과적인 주파수-시간 영역 변환 기법 중의 하나이다. 분산 전개법에서는 전자기장은 분산 함수와 분산 시간의 급수로 전개하며, 분산 시간은 주어진 주파수 자료에 의해 결정된다. 특히 적정 분산 시간의 설정은 분산 전개법의 정확성을 결정하는 주요 요소이다. 이 연구에서는 급수 전개에 의해 얻어진 주파수 영역 자료의 오차를 최소화하는 방법을 사용하여 적정 분산 시간의 설정 방법을 개발하였다. 반무한 공간 및 2층 구조 모델에 대하여 이 방법을 적용한 결과, 분산 전개법은 상당히 넓은 시간 대역에서 정확한 결과를 나타냄을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제31권4호
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• pp.317-323
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• 2014

Odyssey, one of the NASA's Mars exploration program and SELENE (Kaguya), a Japanese lunar orbiting spacecraft have a payload of Gamma-Ray Spectrometer (GRS) for analyzing radioactive chemical elements of the atmosphere and the surface. In these days, gamma-ray spectroscopy with a High-Purity Germanium (HPGe) detector has been widely used for the activity measurements of natural radionuclides contained in the soil of the Earth. The energy spectra obtained by the HPGe detectors have been generally analyzed by means of the Window Analysis (WA) method. In this method, activity concentrations are determined by using the net counts of energy window around individual peaks. Meanwhile, an alternative method, the so-called Full Spectrum Analysis (FSA) method uses count numbers not only from full-absorption peaks but from the contributions of Compton scattering due to gamma-rays. Consequently, while it takes a substantial time to obtain a statistically significant result in the WA method, the FSA method requires a much shorter time to reach the same level of the statistical significance. This study shows the validation results of FSA method. We have compared the concentration of radioactivity of $^{40}K$, $^{232}Th$ and $^{238}U$ in the soil measured by the WA method and the FSA method, respectively. The gamma-ray spectrum of reference materials (RGU and RGTh, KCl) and soil samples were measured by the 120% HPGe detector with cosmic muon veto detector. According to the comparison result of activity concentrations between the FSA and the WA, we could conclude that FSA method is validated against the WA method. This study implies that the FSA method can be used in a harsh measurement environment, such as the gamma-ray measurement in the Moon, in which the level of statistical significance is usually required in a much shorter data acquisition time than the WA method.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권4호
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• pp.328-337
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• 2009

암석 시료의 전기비저항과 공극수의 전기비저항의 관계를 고찰하기 위한 실험에 있어서 일반적으로 코어의 유효공극 내의 공극수를 포화시키고자 하는 전해질 용액이 완전히 치환하였다고 가정한다. 이 연구에서는 용액의 전기전도 도가 8, 160, 3200, 64000 ${\mu}S$/cm인 4종류의 소금물을 동일한 시멘트 시험편에 각각 4회씩 포화과정을 반복하며 함수율의 변화에 따른 전기비저항을 측정하고, 그 변화로부터 포화과정의 반복에 의해 공극수가 치환되는 정도에 대한 고찰하였다. 용액의 전기전도도를 높여가며 각각 4회씩 반복하고 다시 낮춰가면서 4회씩 포화과정을 반복하였다. 반복 횟수가 많아질수록 용액이 공극수를 더 많이 치환할 것이다. 따라서 용액의 전기전도도를 높여가며 측정한 전기비저항과 낮춰가며 측정한 전기비저항의 기하평균을 용액이 공극수를 완전히 치환하였을 때의 전기비저항으로 간주하고 비교의 기준으로 삼았다. 포화과정을 4회 반복함으로써 공극수가 치환하고자 하는 용액으로 치환되어 이전 공극수의 전기전도도와는 상관없이 암석의 전기비저항을 10% 이내의 편차로 측정할 수 있었다. 반면, 전기전도도가 낮은 용액으로부터 높은 용액으로 순차적으로 포화과정을 1회만 수행했을 경우에는 측정되는 암석의 전기비저항에 있어서 최대 40%의 오차를 보였다. 측정된 시료의 전기비저항과 공극수의 전기비저항의 관계는 변형된 병렬저항모델로 대체적으로 설명되어지나, 이를 일반화하기 위해서는 다양한 공극율을 가지는 암석 시료에 대해 다양한 공극수의 전기비저항에 대한 자료의 축적이 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제39권2호
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• pp.163-171
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• 2006

본 연구는 단열지질조사를 통한 대상지역의 지하수 단열 모델을 규명하여 지하수를 개발한 사례이다. 경기도 문산 동쪽에 위치하고 있는 산업시설물에서는 시설물 유지에 필요한 용수 수급용 지하수개발이 요구되었다. 지하수 개발 대상 지역은 $0.15Km^2$ 면적으로 제한되어 있었을 뿐만 아니라, 지하 매설물, 건물 등의 시설물을 피하여 선정, 개발해야 되는 매우 어려운 지리적 조건을 가지고 있었다. 지하수 개발 대상지역은 지하 매설물이 설치되어 있어 지구물리탐사가 불가한 곳으로 지질조사에만 의존하여 지하수개발을 수행하였다. 편마암의 엽리와 암상조사로 엽리 궤적도를 작성하며 조사대상지역에 발달하고 있는 남북방향 습곡축의 향사형 습곡이 인지되었다. 동서방향의 지질단면 분석에서는 아이스크림 스푼 모양의 F2 향사형 중첩습곡이 해석된다. 광역조사에서 인지된 $N20^{\circ}E,\;N30^{\circ}W$, NS 주향의 단층연장 상에 위치하는 평평한 조사대상지역에 수반성 인장단열들의 존재 가능성을 예측하였다. 우수향 운동감각을 갖고 있는 $N20^{\circ}E$ 단층 은 F2 향사형 습곡에 발달하고 있는 두 조의 요곡성 공액형인 P-전단단층으로 해석된다. NE 주향 지질단면상에서, $N20^{\circ}E$ 단층과 엽리 간의 교각으로 약 100m 심도에서 지하수저장이 가능한 삼각 프리즘형태의 공간형성이 가능함을 알 수 있어, 중첩습곡의 서쪽 날개 쪽이 지하수개발 가능지역으로 예측하였다 또한 $N40^{\circ}E$ 단층도 지하수공급원이 될 수 있다. 단열지질조사와 단면해석을 기초로 하여 $N20^{\circ}E$와 $N40^{\circ}E$ 단층을 따라서 지하수 개발가능 위치를 선정하였으며, $N20^{\circ}E$ 단층선 상에 위치한 한 지점을 선정한 결과 이곳에서 145 ton/day의 지하수를 개발하였다. 결론적으로 개발에 성공한 지하수는 중첩습곡에 수반된 요곡단층과 엽리 교차로 형성된 지하수 저장고의 불투수 공간으로부터 공급된 것으로 해석되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권3호
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• pp.313-324
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• 2017

미래 인류의 달 기지 설치 후보인 달 용암 동굴은 지형 카메라의 관측 자료를 통해 탐사가 수행되었지만 이는 달 용암 동굴의 존재에 대한 확실한 증거를 제시하지 못한다. 본 연구에서는 지표 투과가 가능한 High Frequency (HF) 레이더의 달 관측 자료를 이용하여 달 용암 동굴 탐사를 시도하였다. 이를 위해 일본 달 탐사선 Kaguya의 Lunar Radar Sounder (LRS)의 관측 자료에서 LRS에서 가장 강한 반사파 펄스가 나발생되는 지점까지의 거리인 LRS 표면 레인지가 추출되었다. 달 용암 동굴은 얕은 지하에 분포하고 LRS의 거리 분해능은 얕은 지하에 있는 목표물의 반사파와 표면 반사파는 분리 할 수 없다. 이로 인하여 달 얕은 지하에 구조물이 있는 경우 일반적인 달 표면의 위치가 실제 달 표면과 다르게 나타난다. 이에 따라 LRS 펄스의 낮은 거리 분해능을 이용하여 LRS 표면 레인지로부터 얕은 지하에 존재하는 달 용암 동굴 검출이 가능하다. LRS 표면 레인지에서 Kaguya의 궤도 고도를 제하면 달 표면 고도가 나타나고 이를 달 지형 고도를 나타내는 Kaguya Digital Terrain Model (DTM) 데이터로부터 도출된 DTM 평균 지형 고도와 비교 분석하여 달 용암 동굴을 검출한다. 이러한 분석 방법을 Rima Galilaei의 북쪽에 위치한 달 용암 동굴 후보지에 적용하여 LRS 지형 고도 값과 DTM 평균 지형 고도 값의 차이를 발견하였고 검출된 차이가 천부 지하에 존재하는 달 용암 동굴의 반사파로 인하여 생긴 것으로 추정하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제2권1호
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• pp.17-25
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• 1999

고해상의 지하 전기전도도 영상을 요하는 환경, 공학적인 적용을 위하여, 주파수영 역 전자탐사 자료를 이용한 주시 토모그래피를 수행하였다. 이를 위하여 우선 변환된 파동장을 파선급수(ray series)의 합으로 근사하여 자기장으로부터 직접 파동장의 초동을 구해낼 수 있는 방법을 제시하고 그 정확성 및 적용성을 검토하였다. 균질한 무한공간에서의 자기장을 이용한 발췌결과, 잡음이 없는 자료의 경우 주파수 2개를 사용하여도 아주 정확한 발췌가 이루어져 그 타당성이 입증되었으며, 기존의 파동장으로 직접변환하는 방법과 비교한 결과 더 적은 주파수 자료를 이용하여도 더 정확한 발췌가 이루어졌다. 층서구조 및 경사진 파쇄대 구조에 대하여 초동발췌 및 반복적 비선형 토모그래피를 적용하여 만족할만한 영상을 얻었다. 그러나 전기전도도의 비율이 큰 경우는 설정한 가정에 부합되지 않아 토모그래피 영상에서 전기비저항이 낮은 층이 확대되어 나타나는 결과를 보였다. 초동발췌를 위한 시간은 하나의 송, 수신 배열에 대하여 IBM PC로 10초 내외로, 현장에서 탐사를 수행하는 도중 실시간으로 발췌가 가능하다. 또한 토모그래피 역산을 위한 시간도 약 3분 이내로 전체 송, 수신 배열에 대한 측정이 끝남과 동시에 지하의 단면 영상을 확인할 수 있어 전자탐사 토모그래피의 현장 적용성을 한층 높일 수 있을 것으로 기대된다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.286-301
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• 2008

해양과 인접한 지역에서 MT탐사 자료를 해석하는 경우, 해양은 심부 구조의 반응을 왜곡시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 해저면 MT탐사에서 해저 지형의 영향을 제거하는 지형보정 기법을 바탕으로, 반복적으로 해양효과를 보정하는 기법을 개발하였다. 제안된 기법은 우선 관측 MT 반응에서 주변 해양의 영향을 보정하고, 그 후 해양이 없는 모델공간에서 역산을 수행한다. 주변 해양과 지하구조와의 상호결합 때문에 이 과정은 반복적으로 수행되며, 보정 결과의 변화가 미미할 때 반복과정이 종료된다. 제안된 기법의 검증을 위해 해양을 포함하는 3차원 순산 모델링을 통하여 합성 자료를 생성하였고, 1차원 및 2차원 구조에서 보정기법을 적용하였다. 대체적으로 제안된 해양효과 보정 기법은 $2{\sim}3$회의 반복단계를 거친 후 해양이 없는 경우의 지하구조를 성공적으로 복원하였다. 실제 MT 자료와 유사한 자료를 획득하기 위해 1차원 구조로 잘 알려져 있는 제주도에 대한 3차원 모델링을 수행하여 유사 현장 자료를 생성하였다. 제주도 모델의 경우, 해양효과는 약 1 Hz 이하에서 나타나기 시작하였으며 측선의 위치 때문에 해안선과 수직한 전기장 성분에서 상대 적으로 왜곡이 심하게 나타났다. 이러한 왜곡은 3회의 해양효과 보정과정을 통해 성공적으로 제거되었으며, 1차원 및 2 차원 역산은 모델링 시 가정한 제주도의 지하구조를 성공적으로 복원하였다.

• 터널과지하공간
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• 제33권6호
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• pp.483-494
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• 2023

국내에서 널리 사용되는 전기비저항과 유도분극탐사는 지하 매질 정보를 얻는 대표적인 물성인 전기적 성질을 측정하는 방법이다. 다양한 현장에서 획득하는 탐사 자료에 대한 정밀한 해석을 위해서는 매질의 물성 정보를 정확하게 측정하는 것이 중요하다. 암석의 전기적 물성 측정은 전류 전극과 전위 전극을 동일한 전극으로 사용하는 2전극법과 전류 전극과 전위 전극을 분리하여 측정하는 4전극법으로 구분된다. 2전극법은 4전극법에 비해 시료와 전극의 접촉이 매우 용이하므로 일반적으로 많이 사용되고 있지만, 시료뿐만 아니라 전극의 임피던스가 함께 측정된다는 문제가 있다. 이 연구에서는 유도분극 특성을 갖지 않는 물시료와 유도분극 특성을 갖는 흑연과 시멘트를 혼합한 인공 시료에 대하여 2전극법과 4전극법을 사용하여 시간영역 유도분극 효과를 측정하고 그 결과를 비교하였다. 또한, 현장탐사를 모사한 수조모형 실험으로 두 전극법의 결과와 비교하여, 모형실험과 4전극법의 결과가 잘 일치하는 것을 확인하였다. 따라서, 4전극법이 전위전극의 설치에 어려움이 있지만 2전극법에 비해 전위전극의 임피던스에 의한 문제를 줄일 수 있어 전기적 물성 측정에 효과적임을 확인하였다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제27권2호
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• pp.211-241
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• 2012

유럽연합(European Union: EU)이 2012년 6월 유엔의 우주의평화적이용위원회(COPUOS) 제 55차 회기에서 공식 제기한 우주활동의 국제 행동규범안(Draft International Code of Conduct for Outer Space Activities)은 그간 우주에서의 국가 활동 규범에 대한 미비한 요소들을 제시한 내용으로서 국제사회의 관심을 끌기에 충분한 내용이다. 현재 우주에서의 미비한 질서는 군비경쟁 금지, 우주쓰레기 경감 등을 통한 우주의 안전과 안보를 위한 지침, 그리고 우주활동의 정보를 참여 국가 간 교환하는 것이라고 할 수 있는 바, EU의 상기 제안은 여사한 문제들에 대한 행동 강령을 정한 것으로서 주목되는 내용이다. 2008년 말부터 시작된 EU의 제안 활동은 그간 일부 우주활동 국가들, 특히 미국과의 비공식 접촉을 통하여 접촉대상국들의 의견도 반영한 가운데 2013년 채택을 목표로 하는 자발적 이행 규범으로서 강제력을 가지고 있지는 않지만 미국은 우주에서의 군축 관련 규범 제정의 필요성에 탄력을 제공하는 계기가 될 가능성에 우려하는 가운데 현재는 방관하고 있는 입장으로 보인다. 이러한 미국의 입장은 우주에서 전략적 우위를 점하고 있다는 자국의 이익이 군축에 관한 규범의 제정으로 손상될 수 있다는 판단을 근거로 하고 있다. 이에 따라 미국은 유엔 총회에서 우주에서의 군비경쟁 방지(PAROS)에 관한 결의에 반대하고 군축회의(Conference on Disarmament: CD)에서 오랫동안 논의되어 왔던 우주에서의 군축을 촉구하는 논의의 장을 마련하는 것에 반대하여 왔다. 중국과 러시아는 2008년 우주에서의 군축에 관한 PPWT (Treaty on Prevention of the Placement of Weapons in Outer Space and of the Threat or Use of Force against Outer Space Objects)채택을 제안하였는 바, EU의 제안은 자신들이 제안한 PPWT의 추력을 저상시키는 내용이 되기 때문에 불편한 심정으로서 역시 소극적인 입장이다. 한편, 미국이 상기 입장의 연장선 상에서 PPWT에 반대 입장을 취하는 것은 이해하기 어렵지 않다. EU의 행동규범안은 주요 우주대국의 군사전략적 측면에서의 이해관계 때문에 그 장래가 명확치 않으나 우주쓰레기의 경감을 위하여 노력하고 우주활동의 정보를 상호교환하면서 우주에서의 안전과 안보를 보장을 통하여 가능한 우주의 평화적 이용과 탐사라는 기본 명제를 극대화 시키는 효과를 가져오는 것으로서 매우 바람직한 조치로 간주된다. 단, 동 규범안은 참여 국가들간의 협조와 연락업무를 수행하기 위하여 상설기구를 설치하도록 되어있지만 이는 기존 조직인 유엔외기권사무소(UN Office for Outer Space Affairs)가 담당하도록 할 경우 효율과 경제를 도모할 수 있을 것이다. 동 규범안에 대한 추후 구체 협상 시 여사한 내용도 논의될 것으로 보지만 EU의 우주활동의 안전과 안보에 관한 조치는 환경문제에서와 같이 국제사회를 이끌어가는 또 하나의 의미있는 기여로 평가받아야 한다.