• 제목/요약/키워드: Non-destructive Analysis

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불국사 대웅전 석가모니후불탱화 안료의 과학적 분석 (A Scientific Analysis of Pigments for A Scroll Painting in Daeungjeon Hall of Bulguk Temple)

  • 김소진;한민수;이한형
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제45권3호
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    • pp.212-223
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    • 2012
  • 고대부터 회화 장신구 장식품 무기 일상용품 등에 사용된 안료는 시대 제작기법 문화이동을 확인할 수 있는 중요한 물질로, 우리나라에서는 1963년부터 분석을 통해 안료의 성분을 확인하였으며 최근에는 휴대용형광X선분석기를 사용하여 안료에 손상을 주지 않고 성분분석을 실시하여 고대 안료 물질을 밝히는 연구가 활발히 진행 중에 있다. 그러나 이러한 단편적인 연구로는 시대별, 지역별 안료의 쓰임 및 사용시기를 파악할 수 없기 때문에 안료에 대한 종합적이고 체계적인 연구가 필요한 실정이다. 따라서 이 연구는 조성시기가 전해지는 불국사 대웅전 석가모니후불탱화의 안료를 과학적으로 분석하여 사용안료를 밝히는 한편, 시대와 지역이 비슷한 조선시대 불화 안료와 비교 분석하고자 하였다. 성분분석 결과와 기존의 연구자료를 종합해본 결과, 불국사 대웅전 석가모니후불탱화는 연백을 이용해 배채하였으며, 채색안료로는 연백, 주사, 연단, 구리 화합물인 석록(혹은 동록, 녹염동광), 철산화물인 석간주 및 금분 등을 이용하여 색을 표현한 것으로 판단된다. 불국사 대웅전 석가모니후불탱화에 사용된 안료들은 전통안료를 혼합하여 사용된 것으로 추정되나 모든 안료에 대해 결정구조를 분석한 것이 아니므로 명확히 판단하기는 어렵다. 이러한 결과를 통해 향후 회화 안료의 성분 및 제작특성, 특히 조선시대 불화의 안료에 대한 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.

천연방사성물질(NORM)을 함유한 가공제품 내 토륨계열 방사능 평가를 위한 간단/신속 분석법 개발 (Development of Simple and Rapid Radioactivity Analysis for Thorium Series in the Products Containing Naturally Occurring Radioactive Materials (NORM))

  • 유재룡;박세영;윤석원;하위호;이재국;김광표
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제41권1호
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    • pp.71-79
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    • 2016
  • 연구배경: 생활주변방사선 안전관리법에 의한 가공제품의 방사선학적 안전성 평가를 위해서는 가공제품에 함유된 천연방사성핵종의 정량적 평가가 필요하다. 기존 분석법을 위한 파괴적 전처리는 높은 수준의 기술과 많은 시간이 소요되고, 측정 후 가공제품의 재사용을 불가능하게 하는 단점이 있다. 본 연구에서는 가공제품에 함유된 천연방사성핵종인 토륨계열의 방사능을 평가하기 위해 전처리 과정이 생략되거나 최소화된 방법인 간단/신속 분석법을 개발하였다. 재료 및 방법: 개발된 분석법은 감마분광분석 시스템을 이용하여 전처리 없이 가공제품의 방사능을 간단하고 신속하게 측정하고, 시료의 구성물질, 밀도, 기하학적 형태에 대한 보정을 통하여 방사능을 정확하게 평가할 수 있는 방법이다. 상기 요소에 대한 보정을 위해 변환상수 개념을 도입하였으며, 방사선수송 전산모사를 통해 변환상수를 도출하였다. 본 연구의 대상으로는 일반인이 흔하게 사용하고, 인체에 착용하거나 인체 접촉이 많은 가공제품, 즉 일반인에게 상대적으로 높은 피폭방사선량을 초래할 수 있는 대표적인 가공제품이 선정되었다. 본 연구에서 선정된 가공제품은 건강목걸이, 건강팔찌, 남성용 건강보조기구, 매트 형태의 가공제품에 장착된 타일이었다. 결과 및 고찰: 상기 제품에 대한 변환상수를 Monte Carlo N-Particle eXtended (MCNPX)를 이용하여 도출하였으며, 도출된 변환상수는 0.31-0.47의 범위에 분포하였다. 전처리 없이 가공제품 원형을 그대로 측정한 단순 측정 분석법의 경우 가공제품에 함유된 토륨계열의 방사능은 실제보다 약 2.8배까지 과대평가 되었다. 본 연구에서 개발한 간단/신속 분석법을 사용하는 경우에는 전처리를 통한 정밀분석법과 비교하여 그 차이가 3-24% 정도로 크게 줄어들었다. 결론: 본 연구에서 개발한 분석법은 향후 추가적인 가공제품의 재질 및 형태에 대한 변환상수의 개발을 통해 다양한 가공제품의 방사선학적 안정성 평가에 활용될 수 있을 것이다.

산지별 호박(amber)의 IR 및 py/GC/MS 특성 분석 (Analysis of ambers with different origin by IR and py/GC/MS)

  • 박종서;임유진
    • 분석과학
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    • 제24권4호
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    • pp.256-265
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    • 2011
  • 호박유물의 적절한 보존방안 마련에 필요한 호박의 화학적 분광학적 특성을 Infrared (IR) 분석과 pyrolysis/GC/MS (py/GC/MS) 분석을 통해 조사하였다. 호박 시료는 Baltic, Chiapas, Colombian, Dominican, Fushun, Madagascar 호박 등 6개의 산지에서 총 14종을 확보하였다. 시료의 비파괴적 조사를 위해 IR 분석을 실시하였고, 고분자 구성 성분 조사를 위해 py/GC/MS를 $300^{\circ}C$ 열분해 온도에서 온라인 trimethylsilylation을 통하여 분석하였다. IR 분석에서는 대체적으로 산지에 관계없이 유사한 스펙트럼을 보였으나, 지문영역에서는 Baltic 호박의 경우 Baltic shoulder에 해당하는 $1250cm^{-1}{\sim}1150cm^{-1}$에서 흡수가 나타나는 등 각각의 산지별로 구분이 가능한 차별화된 IR 스펙트럼이 관찰되었다. py/GC/MS 분석에서는 succinic acid, pimaric acid 등 호박의 구성성분으로 알려진 물질들이 검출되었고, Baltic, Chiapas, Fushun 호박의 경우 산지 구분이 가능한 특정성분이 검출되었다. 이러한 결과는 발견 및 발굴 유물에서 호박을 확인하거나, 산지 및 제작기술 추정 등 고고과학적인 해석의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

중성자 방사화분석법과 원자질량분석법을 이용한 침전물 시료속에 존재하는 미량원소들의 화학종 분류 및 분석 (The chemical speciation and analysis of trace elements in sediment with neutron activation analytical method(NAA) and atomic mass spectrometry)

  • 남상호;김재진;정용삼;김선하
    • 분석과학
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    • 제16권5호
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    • pp.358-367
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    • 2003
  • 이 연구는 먼저 침전물 속에 major 원소 (Al, Ca, K, Fe, Mg)를 측정하기위해 ICP-MS를 이용하여 분석방법을 개발하였다. Cool ICP-MS로 major원소를 분석한 결과 Normal ICP-MS보다 더 좋은 분석 결과를 얻었다. 또한 그 결과를 NAA의한 분석 결과와 비교해 보았다. NAA는 고체시료의 비파괴 미량분석법이며 침전물 속에 major원소들에 대한 측정 결과는 ICP-MS보다 더 좋은 결과를 얻었다. 또한 침전물 속에 minor 원소 (Cr, Ce, U, Co, Pb, As, Se)를 측정하기 위해 ICP-MS를 이용하여 분석방법을 개발하였다. 표준 검정곡선으로 분석한 결과 모체방해효과 때문에 정확도가 좋지 않았다. 그래서 ICP-MS를 이용하여 내부표준물법으로 minor 원소들을 분석했을 때 결과값이 향상됨을 알 수 있었다. 그 결과를 NAA분석법과 비교해도 ICP-MS를 이용한 방법이 더 좋은 결과였음을 알 수 있었다. 두 가지의 분석방법은 침전물 속에 존재하는 minor 원소를 충분히 측정할 수 있다. 그러므로 NAA 분석법이 모체가 복잡한 환경시료를 분석하는데 중요한 역할을 하며, ICP-MS 또한 NAA 분석법으로는 분석 할 수 없는 납을 검출할 수 있기 때문에 환경시료를 분석하는데 두 분석법은 상호 보완할 수 있는 중요한 분석법이다.

터널 덕트슬래브의 종방향 균열에 대한 원인 분석 사례 연구 (A Case Study on Cause Analysis for Longitudinal Crack of Duct Slab in Tunnel)

  • 박성우;박승수;황인백;차철준
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권5호
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    • pp.19-28
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    • 2012
  • 본 연구에서는 반횡류식 터널 덕트슬래브 하면 중앙부에 발생한 종방향 균열의 발생 원인을 분석하였다. 분석을 수행하기 위하여 균열이 발생 부위에 대한 상세한 외관조사, 비파괴조사 및 덕트슬래브의 처짐 측량을 실시하였고, 그 결과와 수치해석결과와의 상관관계 분석을 수행하여 균열 발생 원인에 대한 상세한 분석을 실시하였다. 균열 발생 원인의 주요 인자로 단부구속조건, 철근의 위치, 온도의 변화 및 건조수축 등으로 분류하였고, 콘크리트 라이닝을 우선적으로 타설하고 덕트슬래브를 철근 커플러로 강결하여 수개월 후에 별도 타설한 시공여건에 따라 발생할 가능성이 있는 요소들을 고려하여 수치해석을 실시하였다. 특히, 건조수축에 대한 분석을 위하여 ACI209 및 콘크리트 구조설계기준의 예측식과 기존 연구의 실험결과를 비교하여 시공당시의 건조수축 발생량을 예측하였고 구조해석을 수행하여 건조수축이 균열발생의 주요한 원인 중에 하나라는 결과를 도출하였다. 이에 따라 기존에 수행한 도로터널의 안전진단 결과를 덕트슬래브의 시공 방법에 따라 분류하고 균열발생 패턴을 분석하여 덕트슬래브가 있는 터널의 시공방법의 개선에 대한 제언을 하였다.

명태 수리미의 일반성분 및 전분의 분석을 위한 근적외선 분광분석법의 이용 (Utilization of Near Infrared Spectroscopy for Analysis of Proximate Composition and Starch in Alaska Pollack Surimi)

  • 송호수;이근태;박성민;황선영
    • 한국수산과학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.321-326
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    • 2002
  • 최근 식품의 성분분석을 위한 새로운 분석방법으로 관심을 끌고 있는 식품의 비파괴 분석법의 일종인 근적외선 분광분석법을 이용하여 명태 수미리의 단백질 및 지질의 정량과 수리미의 대표적 첨가물인 전분정량에 관한 일련의 실험을 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 근적외선 분광분석법을 이용한 수리미 중의 성분 측정을 위해서는 먼저 시료의 높은 수분함량으로 인해 나타나는 크고 폭 넓은 신호를 제거할 필요가 있었으며, 본 연구에서는 시료를 동결건조시킴으로써 수분에 의한 방해 신호를 제거하였다. 근적외선 분광분석법을 이용한 수리미 중의 단백질 분석에서 단백질의 근적외선 신호는 1,510nm, 2,050nm, 2,170nm, 2,180nm에서 나타나며, 이들 신호는 단백질 함량이 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. SEE는 0.296이었고, SEP는 0.3267이었다. 지질의 정량을 위한 근적외선 분광분석에서는 1,730nm, 1,740nm, 2,300nm에서 지질에 의한 흡수신호가 관찰되었으며, 이들은 지질의 함량 증가에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. SEE는 0.340이었고, SEP는 0.364이었다. 전분의 정량에서는 1,450nm와 1,950nm의 신호 변화가 가장 크게 나타났으며, SEE와 SEP는 각각 0.304, 0.318이었고, 오차범위 는 0.0186-0.6470이었다. 이상의 결과에서 근적외선 분광분석법을 이용한 수리미 중의 성분 측정은 신속성 및 재현성이 높아 수산가공품 중의 성분분석에 있어서 효과적이라 생각되고, 특히 수산제품 중 건제품의 분석에 있어서 앞으로 근적외선 분광분석법을 이용한 식품의 분석이 크게 확대될 것으로 기대되며, 차후 대상 시료를 달리한 연구가 다방면으로 활발히 진행되어야 할 것으로 사료된다.

금속문화재 성분분석을 위한 휴대용 XRF 정량분석법 연구 (A Study on the Quantitative Analysis of Portable XRF for the Components Analysis of Metal Cultural Heritage)

  • 임소망;권영숙;조영래;정원섭
    • 보존과학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.451-463
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    • 2021
  • 본 연구에서는 금-구리합금 표준시료 4점을 대상으로 휴대용 X-ray fluorescence spectrometry(XRF) 검출기별 성분분석을 진행하였고, 그 결과를 바탕으로 ICP-OES 표준값이 기준인 검량선을 작성하여 정확도를 향상시키고자 하였다. 휴대용 XRF 분석 결과, 절대오차는 Au의 경우 0.3~3.7 wt%, Cu의 경우 0.2~8.2 wt%를 보였고, 오차범위와 표준편차가 검출기마다 차이를 보이는 것을 확인할 수 있었다. 또한 검량선을 작성하여 교정한 결과, Au의 상대오차율은 최대 9.8%에서 3.5%로, Cu의 상대오차율은 최대 14%에서 3.7%로 감소하여 정확도가 향상된 것을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 미지시료를 활용한 검량선 정확도 재확인 실험을 수행하였고, 미지시료의 측정값이 검량선 범위 안에 포함된다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 금속문화재의 성분을 정확하게 분석하기 위해서는 유물에 적합한 검출기인지 확인한 후에 각 원소에 대한 검량선을 작성하여 교정해주는 것이 필요하다고 판단된다.

비파괴 시험 기법을 이용한 숏크리트 배면 접착상태 평가에 관한 실험적 연구 (Evaluation of bonding state of shotcrete lining using nondestructive testing methods - experimental analysis)

  • 송기일;조계춘;장석부;홍은수
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.71-83
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    • 2009
  • 숏크리트는 터널에서 적용되는 요요한 주지보재이다. 숏크리트의 품질평가는 터널의 안전한 시공과 효과적인 운영을 위한 핵심 요소이다. 숏크리트가 암반에 적절히 타설되었다 하더라도, 막장 및 벤치부에서의 발파, 수축, 지반의 변형 등으로 인해 숏크리트 균열발생 및 배면공동 등의 문제를 야기한다. 본 논문에서는 비파괴 시험인 충격 반항 기법(Impact-Echo) 및 지하레이다 탐사(GPR)를 이용하여 경임에 타설된 숏크리트 배면의 접착상태를 평가하고자 하였다. 기존의 수치해석 연구에 대한 검증과 더불어 현장 적용성에 대한 검토를 위해 실험적 연구를 수행하였다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실 및 공동 조건으로 구분할 수 있다. 실내 실대형 시험체에 이 세 가지 숏크리트 접착상태를 조사하였다. 충격반향시험으로부터 획득된 신호는 시간영역, 주파수 영역, 및 시간-주파수 영역에서 각각 분석되었다. 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었으며, 그 결과는 기존의 수치해석 연구로부터 획득한 신호특성과 잘 부합하였다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 다음과 같은 특징들을 나타낸다. 즉, 주파수 영역에서 자기스펙트럼밀도가 커지며, 기하학적 감쇠비는 감소하고, 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타내며, 숏크리트 두께가 얇을수록 그 공진시간이 길어진다. 또한 본 연구에서 제시한 상관계수를 이용하여 숏크리트의 접착상태를 정량적으로 평가할 수 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 숏크리트의 접착상태를 평가할 수 있는 평가 기법 및 평가 기준을 제안하였다.

엽장, 엽폭, 엽병장 및 SPAD 값을 이용한 온실 재배 어윈 망고의 엽면적, 엽생체중과 엽건물중 추정 (Estimation of Leaf Area, Leaf Fresh Weight, and Leaf Dry Weight of Irwin Mango Grown in Greenhouse using Leaf Length, Leaf Width, Petiole Length, and SPAD Value)

  • 정대호;조영열;이준구;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.146-152
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    • 2016
  • 온실에서 재배되는 어윈 망고는 그 수관이 복잡하여 생육을 정확하게 진단할 수 있는 생육 지표 결정이 어렵다. 엽면적, 엽생체중과 엽건물중은 생육을 진단할 수 있는 지표이며, 이를 비파괴적으로 추정할 수 있는 모델 확립이 필요하다. 본 연구의 목표는 어윈 망고 (Mangifera indica L. cv. Irwin)의 엽장, 엽폭, 엽병장, SPAD 값 등의 비 파괴적 생육지표를 이용하여 엽면적, 엽생체중과 엽건물중을 추정하는 모델을 확립하는 것이다. 6년생 어윈 망고의 성엽에 대하여 엽장, 엽폭, 엽병장과 SPAD 값을 측정하였으며, 이에 따른 엽면적, 엽생체중과 엽건물중을 측정하였다. 기존에 사용되는 모델식 중에서 14종의 모델을 선정하였으며, 회귀분석을 통해 각 모델의 계수를 추정하였다. 이중에서 높은 $R^2$과 낮은 평균제곱근오차 값을 보이는 세 모델식에 대하여 검증한 결과, $R^2$ 값은 각각 0.967과 0.743, 0.567로 나타나 신뢰성이 있다고 판단되었다. 이러한 방법은 작물의 생육 지표로 편리하게 추정하는데 도움을 줄 수 있다.

계혈등복합방(鷄血藤複合方)의 Collagen 유발 관절염 발생 및 치료에 대한 연구 (Anti-pathogenetic and Curative Effects of Gyehyeoldeungbokhap-bang (Jixietengfuge-fang) on the Collagen-Induced Arthritis)

  • 임진섭;김순중
    • 한방재활의학과학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.33-49
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    • 2010
  • Objectives : This study was designed to elucidate the anti-pathogenetic and curative effects of Gyehyeoldeungbokhap-bang(Jixietengfuge-fang, GCP) on Type II collagen-induced arthritis(CIA) in mice. Methods : In experiment, twenty four mices were divided into non-treated normal group(n=6), bovine type II collagen-induced control group(n=6), collagen immunized and treated two group medicated with extract of GCP(concentration of extraction: 200 mg/kg n=6, 400 mg/kg n=6) for 4 weeks after collagen immunization, Various experimental such as arthritis, incidence, index, total cell number of spleen, total cell number of peripheral lymph node(PLN), paw joint total cell number, analysis on the percentage of immunofluorescent cells of spleen in CIA induced mice, effects of inflammatory gene expression in spleen, PLN and paw joint of CIA mice, production of cytokine(IFN-${\gamma}$, IL-4, TNF-${\alpha}$, IL-6), analysis of rheumatoid factor(anti-collagen lgG, lgM level in serum) and histopathological study on the paw joint. The arthritis index, incidence were measured a week over 4 weeks after second boosting. Total cell number of spleen, peripheral lymph node, paw joint were measure after performed experiment over 7 weeks. Concentration of cytokine and rheumatoid factor in serum were measured after experiment finished. Histopathological study on the paw joint was measured after 40 days medicated with extract of GCP. Results : 1. Incidence of arthritis and index of arthritis were significantly decreased in treated group with 400 mg/kg. 2. Total cell number of spleen, PLN and paw joint were significantly decreased in treated group. 3. Analysis on the percentage of immunofluorescent cells of spleen in CIA induced mice were significantly controled compare with control group. 4. Effects of inflammatory gene expression in spleen, PLN and paw joint of CIA induced mice were significantly controled compare with control group. 5. IFN-${\gamma}$, IL-6, TNF-${\alpha}$, concentration($pg/m{\ell}$) in serum of treated group was significantly decreased compare with control group. But IL-4 was significantly increased. 6. lgM and lgG concentration($pg/m{\ell}$) in serum of treated group was significantly decreased compare with control group. 7. Histopathologically, suppurative and destructive lesion of synovial membrane, articular cartilage and subchondral bony tissue in treated group were alleviated compare with those of control group. Conclusions : Based on the results described above, it might be consider that Gyehyeoldeungbokhap-bang(Jixietengfuge-fang, GCP) has antiarthritic and analgesic effects and also inhibitory effects on the progression of collagen-induced arthritis mice.