• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권2호
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• pp.510-517
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• 2019

Increasing proliferation resistance of plutonium by way of increased $^{238}Pu$ content is of interest to the nuclear nonproliferation and international safeguards community. Considering the high alpha decay heat of $^{238}Pu$, increasing the isotopic fraction leads to a noticeably higher amount of heat generation within the plutonium. High heat generation is especially unattractive in the scenario of weaponization. Upon weaponization of the plutonium, the plutonium may generate enough heat to elevate the temperature in the high explosives to above its self-explosion temperature, rendering the weapon useless. In addition, elevated temperatures will cause thermal expansion in the components of a nuclear explosive device that may produce thermal stresses high enough to produce failure in the materials, reducing the effectiveness of the weapon. Understanding the technical limit of $^{238}Pu$ required to reduce the possibility of weaponization is key to reducing the current limit on safeguarded plutonium (greater than 80 at. % $^{238}Pu$). The plutonium vector evaluated in this study was found by simulating public information on Lightbridge's fuel design for pressurized water reactors. This study explores the temperature profile and maximum stress within a simple (first generation design) hypothetical nuclear explosive device of four unique scenarios over time. Analyzing the transient development of both the temperature profile and maximum stress not only establishes a technical limit on the $^{238}Pu$ content, but also establishes a time limit for which each scenario would be useable.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권2호
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• pp.29-42
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• 2012

발파 시 자유면의 이동은 대상암반의 역학적 특성 및 발파조건, 특히 암반의 불연속면 특성과 폭약의 종류, 장약량, 저항선, 공간격, 공간 또는 열간 기폭시차 및 전색상태 등 여러 가지 변수들에 의해 달라지며, 이는 발파진동의 크기, 폭음 및 파쇄도에 커다란 영향을 미친다. 현재 국내 노천발파 현장의 발파설계는 대부분 인접 보안물건에 대한 안전성을 최우선으로 하고 있으나 대규모 발파가 이루어지는 노천현장에서는 발파 시 자유면의 이동을 분석하여 진동을 제어하고 파쇄도를 향상시키기 위한 최적 조건의 발파 설계를 하는 것은 매우 중요하다. 고속 디지털 동영상 분석을 통하여 발파 후 최초 자유면 암반의 움직임, 전색의 적정성, 발파암의 이동 궤적, 발파암의 이동방향과 속도, 최적의 기폭시스템 분석이 가능하다. 외국에서는 이와 같은 방법이 발파설계 및 평가를 위한 유용한 도구로 활용되고 있으나 국내에서는 그 연구가 미미하다. 따라서 본 연구는 디지털 고속 동영상 분석에 의한 최적 발파설계 및 평가에 대한 기초적인 연구를 수행하였다. 셰일과 화강암으로 구성된 대규모 노천 발파현장 2개소에서 Emulsion과 ANFO 두 종류 폭약에 대한 암반 파쇄과정을 촬영한 디지털 고속동영상을 분석하여 자유면 암반의 변위, 이동속도 등을 분석하고 2차원 유한요소 해석 프로그램인 AUTODYN을 사용하여 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 암반에 변위가 발생되는 반응시간, 발파 후 자유면 암반의 이동형상에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 및 디지털 고속 동영상을 분석한 결과, 암반의 종류에 관계없이 발파공 전면 자유면 암반의 이동형상은 주상 장약부의 중간 부근에서 변위 및 이동속도가 가장 크게 발생되어 가운데 부분이 활처럼 휘어진 형상을 나타내었다. 폭약의 폭굉압력, 폭굉 전달시간, 발파 후 최초로 자유면 암반에 변위가 발생되는 반응시간의 경우 Emulsion 폭약이 ANFO보다 폭굉압력 및 폭속이 크고 초기 변위 반응시간이 빠르게 진행되는 것으로 분석되었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.617-621
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• 2017

본 연구에서는 Al 입자가 함유된 고폭약의 성능 특성을 2 상 모델(two-phase model)을 이용하여 수치 해석을 수행하였다. Al 입자의 점화와 연소시간은 고폭약에 비해 상대적으로 긴 시간이 요구되기 때문에, Al 입자연소에 의한 에너지 발산은 고폭약의 데토네이션 후방에서 이루어진다. Al 입자를 함유하는 고폭약은 Al 함유량이 증가함에 따라 데토네이션 속도의 감소와 고폭약 데토네이션 후방에서 Al 입자 연소가 일어나며 이중 데토네이션이 관찰되는 특징이 있다. 본 연구에서는 Al 입자가 함유된 HMX의 데토네이션 특성을 재현하기 위해 최대 Al 함유량 50%를 갖는 confined rate stick이 고려되었으며, 수치해석 결과는 5-25% 함유량에 대한 실험결과와 비교되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제35권3호
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• pp.31-54
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• 2017

원자로가 운영되는 국가에서는 고준위방사성폐기물 처분을 위한 관련 기술개발은 지속적인 원자력에너지의 이용을 위해 시급한 해결해야할 중요한 사안으로 여겨지고 있다. 이미 중저준위처분장이 운영 중인 국내에서는 고준위방사성폐기물의 관리에 대한 관심이 높아지면서 현장실증 연구를 위한 지하연구시설 건설에 대한 관심도도 높아지고 있다. 지하심부 암반에 고준위방사성 폐기물 처분장을 건설, 운영하기 위해서는 암반 안정성이 보장되어야 한다. 암반손상대는 처분장 암반 안정성에 영향을 미치는 요소로써 해외 각국의 지하연구시설에서는 다양한 암반손상대 연구가 수행되었다. 처분 환경에서 암반손상대의 특성과 영향을 정확히 평가하기 위해서는 유사한 환경에서 기 수행된 연구 결과의 분석을 바탕으로 신뢰도 높은 조사 방법의 사용이 요구된다. 본 연구에서는 세계 각국에 건설된 지하연구시설의 현황과 암반손상대의 규모, 특성, 영향에 대한 연구 방법 및 주요 연구결과를 조사, 보고하였다. 이는 고준위폐기물 관리기술 개발을 위해 수행될 지하연구시설을 활용한 국내 관련 연구의 수행에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제31권2호
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• pp.33-40
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• 2016

Liquid fuel can be easily exploded and release more energy of detonation than conventional explosives because it has different explosion mechanism. In order to analyze dispersion characteristics of liquid fuel for the safety purpose, two tests are conducted. First, pre-test, which is a computer simulation, is carried out by a software called ANSYS AUTODYN to eliminate the effect of a canister that usually causes irregular dispersion of the fuel. Second, field test is performed to find out the amount and density effect of bursting charge. High speed cameras are installed in front of the canister to visualize the mechanism. Velocity, area and radius of the dispersed cloud are measured by image processing software, these are shown that the amount of bursting charge affects cloud velocity and area but density is not a significant factor of cloud formation.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제8권4호
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• pp.347-352
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• 1998

A new strain of Pseudomonas aeruginosa growing in a rice field contaminated with herbicide and effluents of a factory manufacturing explosives was isolated. This isolate showed excellent growth in unusually high concentration of acrylamide (60 mM). It utilized acrylamide as the sole source of carbon and nitrogen for growth. Other amides such as acetamide, butyramide, isobutyramide, and methacrylamide were also utilized for the growth by this isolate. Acrylamide was degraded into acrylic acid and ammonia by the enzyme amidase. More than $65\%$ of added acrylamide (40 mM) was converted into acrylic acid after 40 h of growth of the culture. Amidase activity was inducible, the highest activity being observed with isobutyramide ($12.5{\mu}M$ ammonia/mg protein/min). These results demonstrate that this bacterium can degrade a variety of amides.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권7호
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• pp.2319-2324
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• 2011

Molecular structures and chemical properties of 1-aminoimidazole derivatives have been investigated at high levels of density functional theories. Heat of formation, density, explosive performances and impact sensitivities have been estimated at the global minimum of potential energy surface. As more nitro groups are introduced, the explosive performances of 1-aminoimidazole derivatives are enhanced, while the impact sensitivity becomes more sensitive. A two-dimensional plot between explosive performance and impact sensitivity has been utilized to comprehend the technical status of new explosive candidates. Based on locations in the two-dimensional plot, 1-aminodinitroimidzole isomers appears to have a potential to be good candidates for insensitive explosives, and 1-aminotrinitroimidazole may become a powerful explosive molecule whose behavior is quite close to HMX.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권11호
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• pp.3551-3553
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• 2012

1,5-Diacetyl-3,7-dinitro-l,3,5,7-tetraazacyclooctane (DADN) is a key intermediate in the preparation of octahydro-1,3,5,7-tetranitro-1,3,5,7-tetrazocine (HMX), one of the most powerful high-melting explosives. The present investigation focuses on nitrolysis of DADN to HMX by developing a new nitrolysis process involving the use of nitric acid catalyzed by Silica Sulfuric Acid (SSA). In order to optimize the process parameters for synthesis of HMX to obtain higher yield and purity, a study was carried out with variation of some parametric conditions like time, mole ratio of SSA and nitric. This method gave us green and mild conditions for nitration reaction.

• 한국안전학회지
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• 제18권3호
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• pp.120-125
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• 2003

This research analyzes blasting accident cause that is happening construction and engineering works spot taking advantage of AHP (Analytic Hierarchy Process) techniques as metrical. Result that apply AHP with blasting accident that is happened the South Korea and Japan, appeared by thing which relative importance by human cause is highest. Specially, it is observance of safety rule that dominate the highest ratio among of human cause, and if observe a little, causes that prevention is possible are much. By result of this research, necessity of safety education is important first of all for prevention of blasting accident. Also, thorough safety control plan of during work and enough on-the-slut probe before work should be established. Because explosives uses gunpowder and explosive high energy, work by qualified person is essential. Ant it may become help to minimize dissipation of important life and property preventing beforehand explosion accident of gunpowder.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제17권4호
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• pp.510-520
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• 2014

Metal-Organic Frameworks(MOFs) are attracting attentions from various fields including chemistry, materials science, physics and medical science because of its exceptionally large pore volumes and surface areas which far exceed those of zeolites. The possibilities of applications of MOFs for gas separation, catalysts, drug delivery, and high explosives detections have already been verified. In these review the author describes the structures, synthetic methods and applications of MOFs based on the literatures published during last 15 years to give the readers general pictures of MOF itself as well as the global research trends of these materials.