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Lead-free inorganic metal perovskites beyond photovoltaics: Photon, charged particles and neutron shielding applications

  • Srilakshmi Prabhu;Dhanya Y. Bharadwaj;S.G. Bubbly;S.B. Gudennavar
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권3호
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    • pp.1061-1070
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    • 2023
  • Over the last few years, lead-free inorganic metal perovskites have gained impressive ground in empowering satellites in space exploration owing to their material stability and performance evolution under extreme space environments. The present work has examined the versatility of eight such perovskites as space radiation shielding materials by computing their photon, charged particles and neutron interaction parameters. Photon interaction parameters were calculated for a wide energy range using PAGEX software. The ranges of heavy charged particles (H, He, C, N, O, Ne, Mg, Si and Fe ions) in these perovskites were estimated using SRIM software in the energy range 1 keV-10 GeV, and that of electrons was computed using ESTAR NIST software in the energy range 0.01 MeV-1 GeV. Further, the macroscopic fast neutron removal cross-sections were also calculated to estimate the neutron shielding efficiencies. The examined shielding parameters of the perovskites varied depending on the radiation type and energy. Among the selected perovskites, Cs2TiI6 and Ba2AgIO6 displayed superior photon attenuation properties. A 3.5 cm thick Ba2AgIO6-based shield could reduce the incident radiation intensity to half its initial value, a thickness even lesser than that of Pb-glass. Besides, CsSnBr3 and La0.8Ca0.2Ni0.5Ti0.5O3 displayed the highest and lowest range values, respectively, for all heavy charged particles. Ba2AgIO6 showed electron stopping power (on par with Kovar) better than that of other examined materials. Interestingly, La0.8Ca0.2Ni0.5Ti0.5O3 demonstrated neutron removal cross-section values greater than that of standard neutron shielding materials - aluminium and polyethylene. On the whole, the present study not only demonstrates the employment prospects of eco-friendly perovskites for shielding space radiations but also suggests future prospects for research in this direction.

복지국가의 세대간 형평성 담론의 정치경제학적 의미와 함의: 미국을 중심으로 (The political-economical meaning and implication of 'Generation Equity' debate in the Welfare States)

  • 신창환
    • 한국노년학
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    • 제29권2호
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    • pp.563-578
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    • 2009
  • 서구복지국가의 공적연금제도는 현재 근로세대와 퇴직세대간의 자원이전을 통해 유지되어 왔다. 하지만 고령화가 진행됨에 따라 공적연금의 재정 부담이 가중되었고 노인복지지출에 대한 축소가 논쟁의 핵심으로 등장하였다. 이러한 논쟁은 미국에서 가장 활발하게 논의되었으며 '세대간 형평성' 이라는 담론으로 구성되어져 왔다. 본 연구에서는 문헌연구를 통해 세대간 형평성 논쟁이 제기된 배경을 분석하고, 이러한 논쟁이 미국에서 가장 활발하게 진행되었던 역사적·제도적 맥락을 규명하고자 하였다. 세대간 형평성의 문제를 제기하는 입장에서는 노인들을 위한 사회적 자원의 편중으로 인해 미국의 아동빈곤율은 과거에 비해 증가된 반면 노인지출은 지속적으로 증가하여 노인빈곤율은 상대적으로 감소하였다는 주장을 하고 있다. 이러한 주장에 대해 실증적 근거가 약하며 그러한 주장은 노인집단을 공격하기 위한 정치적 수사라는 반론도 제기되어 왔다. 다른 서구복지국가보다도 미국에서 세대간 형평성 담론이 활발하게 정치적 논쟁으로 전개되었던 원인은 바로 미국의 다원주의적 정치문화와 선별적 복지프로그램의 특성 때문이라고 할 수 있다. 이 연구를 통해 세대간 형평성 논의의 정치경제학적 의미는 바로 그 사회의 정치문화와 복지제도의 특성과 관련되어 있음을 확인할 수 있었으며 보편적 복지제도가 정착되지 못한 우리 사회에서도 향후 이러한 논쟁이 정치적 이슈로 등장할 수 있는 가능성이 높다는 점에서 함의를 가지고 있다.

GeoXAI를 활용한 도시 투수/불투수면과 도시수목 생육 관계 분석 (Analysis of the Relationship between Urban Permeable/Impermeable Surfaces and Urban Tree Growth Using GeoXAI)

  • 공석준;이준우;김근한
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권6_1호
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    • pp.1437-1449
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    • 2023
  • 본 연구의 목적은 도시지역의 투수면적 및 불투수면적이 수목의 생장에 영향을 미치는지 분석하는 것이다. 이를 위해 동일한 시기에 식재한 나무 6종의 생장 차이를 알아보기 위해 Sentinel-2를 이용하여 제작한 Normalised Difference Vegetation Index (NDVI)와 환경부의 세분류 토지피복지도를 이용하여 투수면적과 불투수면적이 수목 생장에 미치는 영향을 분석했다. 이를 위해 Geospatial eXplainable Artificial Intelligence (GeoXAI) 개념을 적용했다. 분석결과 소나무는 10 m 범위, 느티나무, 메타세콰이어, 은행나무는 20 m 범위, 양버즘나무는 30 m 범위, 왕벚나무는 40 m 범위에 포함된 토지피복들의 면적을 고려했을때 모델의 설명력이 가장 우수한 것으로 나타났다. 그리고 투수 면적이 넓을수록 수목의 생장이 활발하다는 양의 상관관계를 나타내었으며, 주변에 인공지반과 같이 불투수 면적이 넓을 경우 수목의 생장과 음의 상관관계를 보였다. 이는 수목의 생장에 있어 주변의 투수 및 불투수 면적이 수목의 생장에 영향을 미침을 알 수 있었으며, 수종에 따라 영향을 미치는 범위 또한 다르다는 것을 알 수 있었다.

석회석 광산 갱내수 유입원 예측분석 사례연구 (A Case Study on Predicting and Analyzing Inflow Sources of Underground Water in a Limestone Mine)

  • 이민규;박승현;고휘철;정용식;허선희
    • 터널과지하공간
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    • 제33권5호
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    • pp.388-398
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    • 2023
  • 광산개발에 따른 지하수 유동의 변화는 지반의 소성 변화 및 강도 저하, 붕락과 같은 주요 문제의 발생 원인으로 작용한다. 지속적인 채광 작업이 유지되기 위해서는 계절적인 갱내수 유입량의 변화와 단전이나 펌프의 파손 및 돌발적인 유입량의 증대에 대처할 수 있도록 갱내수 유입에 대한 대책을 마련해야 한다. 본 연구는 연구 대상지와 인근에 있는 석회석 광산과의 수리적 연결성 확인을 통한 갱내 누수의 원인 규명을 목적으로 지하 매질의 연결성 확인을 위한 추적자 시험을 수행하였다. 염료계, 이온계 등 다양한 추적자를 적용한 실내실험을 통해 추적자 물질을 선정하였고, 현장 시험을 통해 대상지역의 수리지질 모델을 구현하였다. 이를 통해 광산 외부 계곡과 갱내수에 대한 수리적 연결성과 갱내 누수의 원인을 규명하였다.

다중 스케일 지리가중회귀 모형과 KT 측정기 자료를 활용한 대구시 미세먼지에 대한 환경적 형평성 분석 (Environmental Equity Analysis of Fine Dust in Daegu Using MGWR and KT Sensor Data)

  • 조은아;전병운
    • 한국지리정보학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.218-236
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    • 2023
  • 본 연구는 다중 스케일 지리가중회귀(MGWR: Multi-scale Geographically Weighted Regression) 모형과 KT(Korea Telecom Corporation) 측정기 자료를 활용하여 대구시를 사례로 미세먼지(PM10)에 대한 환경적 형평성을 분석하였다. 미세먼지를 측정하기 위한 기존의 국가 측정망 자료는 넓은 지역에서 드물게 분포하는 적은 수의 관측지점에서 수집된다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 많은 수의 관측지점이 조밀하게 분포하는 KT 측정기 자료를 본 연구에서 사용하였다. MGWR 모형은 미세먼지의 농도와 사회경제적 변수 간의 공간적 관계에 있어서 공간적 이질성과 다중 스케일 맥락 효과를 다루기 위하여 사용되었다. 분석 결과에 의하면, 대구시에서 지가 및 외국인 비율과 관련하여 미세먼지의 분포에 따른 환경적 불형평성이 나타났다. 또한, MGWR 모형이 미세먼지의 농도와 사회경제적 변수 간의 공간적 관계를 설명하는데 있어서 OLS(Ordinary Least Square: 최소자승법)와 GWR(Geographically Weighted Regression: 지리가중회귀) 모형 보다 나은 설명력을 보였다. 본 연구는 미세먼지를 측정하기 위한 기존의 국가 측정망 자료의 보완자료로서 KT 측정기 자료의 가능성을 논증하였다.

시설토마토에서 황색트랩을 이용한 담배가루이 표본조사법 (Sampling Plan for Bemisia tabaci Adults by Using Yellow-color Sticky Traps in Tomato Greenhouses)

  • 송정흡;이광주;양영택;이신찬
    • 한국응용곤충학회지
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    • 제53권4호
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    • pp.375-380
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    • 2014
  • 담배가루이, Bemisia tabaci는 바이러스병의 매개로 인해 제주지역 시설재배 토마토에서 가장 중요한 해충으로 인식되고 있다. 황색끈끈이 트랩을 이용한 담배가루이 성충의 실용적인 발생밀도 추정방법을 개발하기 위하여 2011과 2012년 제주 서부지역의 농가재배 토마토 포장에서 포장 상황에 따라 20~30개의 트랩을 설치하여 7~10일 간격으로 조사하였다. 황색끈끈이트랩을 지상 60 cm 높이에 수평방향으로 설치한 것이 작물 상단 10 cm 위에 수직으로 설치한 것보다 더 많은 담배가루이가 유인되었다. 황색끈끈이트랩에 유인된 담배가루이 성충의 분포형태를 Taylor's power law (TPL)과 Iwao's patchiness regression (IPR)을 이용 분석한 결과 두 회귀식의 기울기값이 모두 "1"보다 커 담배가루이 성충이 집중분포를 하고 있었다. TPL의 결정계수($r^2$)값이 IPR보다 더 높아 TPL이 담배가루이 성충의 공간분포 특성을 더 잘 설명하고 있었다. 담배가루이 성충 밀도를 추정하는데 필요한 황색끈끈이트랩의 수를 TPL 상수를 이용하여 추정하였는데 정확도 수준이 높을수록, 평균밀도가 낮을수록 필요한 트랩수는 증가하는 경향이었다. TPL 상수를 이용하여 고정 정확도 수준에서 조사를 중지하더라도 트랩당 평균밀도를 추정이 가능한 누적밀도를 계산하였다. 담배가루이 성충의 방제시기를 트랩 최고 밀도 10마리로 가정했을 때 이 밀도에서 필요한 포장당 트랩수는 고정정확도 0.25수준에서 15개이었다. 담배가루이 성충의 트랩당 평균밀도는 트랩마다 모든 성충수를 계수하는 것보다 2마리 이상 유인된 트랩의 비율을 가지고 추정하는 이항모델 [${\ln}(m)=1.19+0.90{\ln}(-{\ln}(1-p_T))$]을 이용하는 것이 더 효율적이었다. 본 연구결과는 담배가루이 성충에 대한 정확한 방제의사 결정을 통해 담배가루이가 매개하는 바이러스병 확산을 막는데 일조할 것으로 기대된다.

다짐말뚝 재료로서 쇄석과 저회의 적정 혼합비 도출을 위한 실험적 연구 (Experimental Study for the Development of the Mixing Ratio as a Compaction Pile)

  • 임한수;김선곤;이주호;천병식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권9호
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    • pp.5-16
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    • 2012
  • 원지반을 절토하여 생성된 토질재료를 입도조절 없이 곧바로 성토재료로 사용하는 경우, 성토의 설계나 밀도관리를 위해 필요한 다짐특성이나 재료정수는 실내시험을 통해 구하는 것이 바람직하며, 이에 대한 연구가 수행되어 왔다. 그러나 선행된 연구는 주로 자연상태에 존재하는 입경이 상이한 혼합재료에 관련된 것으로, 최근 건설재료로 활발히 연구되고 있는 화력발전소 부산물인 석탄회를 활용한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 쇄석과 화력발전소에서 부산되는 저회를 혼합한 재료의 다짐에 의한 입자파쇄가 재료의 압축특성에 미치는 영향을 규명하기 위하여 다짐시험을 실시하여 기본적인 공학적 성질을 파악하였고, 일차원압축시험을 실시하여 다짐특성과 재료특성에 미치는 각 재료 혼합량의 영향을 파악하였다. 다짐시험 결과, 저회의 최적함수 비는 약 23%로 나타났고, 동일한 다짐에너지 및 함수비로 저회와 쇄석의 혼합비에 따른 다짐시험 결과 저회의 혼합율이 30%를 넘어서면 건조단위중량은 감소되는 경향을 나타내었고, 혼합율이 30%일 때 건조단위중량이 약 $1.81gf/cm^3$로 나타났다. 쇄석과 저회 의 혼합비에 따른 일차원압축시험 결과, 저회 100%의 경우 입자파쇄에 의한 간극비 변화가 가장 크게 나타났고, 쇄석 100%의 경우 가장 작게 나타났다. 쇄석과 저회 혼합재료의 경우, 저회 30%에서 압축지수가 가장 작게 나타나 혼합재료로서 공학적으로 가장 안정한 혼합비로 예상되었다.

DDInSAR 영상을 이용한 남극 로스 빙붕의 조위변형과 물성 분석 (Analysis of Tidal Deflection and Ice Properties of Ross Ice Shelf, Antarctica, by using DDInSAR Imagery)

  • 한수정;한향선;이훈열
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권6_1호
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    • pp.933-944
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    • 2019
  • 이 연구에서는 영상레이더(synthetic aperture radar; SAR) 이중차분간섭기법(Double-Differential Interferometric SAR; DDInSAR)을 이용하여 남극 로스 빙붕(Ross Ice Shelf)의 동쪽(A지역)과 서쪽(B지역)에 위치한 육지 경계부 지역의 조위변형을 분석하고, 조위예측 모델의 정밀도와 빙붕의 영률(Young's modulus) 추정을 위해 2015-2016년에 획득된 총7장의 Sentinel-1A SAR 영상을 획득하였다. 먼저, 남극 로스해(Ross Sea)에 대한 대표적인 조위예측 모델인 Ross Sea Height-based Tidal Inverse (Ross_Inv) 모델과 DDInSAR영상에서 추출된 빙붕의 조위변형을 비교한 결과, 모델의 조위예측 오차는 동쪽에서는 3.86 cm로 분석되었으며 조위모델에서 역기압효과가 필수적으로 보정되어야 함을 확인하였다. 그러나 서쪽에서는 역기압효과 보정 후에도 큰 오차가 발생하여 조위모델이 부정확할 수 있음을 확인했다. 또한, 조위변형이 나타나는 힌지 영역(hinge zone)의 폭과 얼음두께의 상관성을 나타내는 1차원 탄성 보 모델에 의거하여 얼음의 영률을 계산하였다. 이를 위해 DDInSAR 영상에서 조위에 의한 변위가 나타나기 시작하는 곳을 지반선(grounding line)으로, 조위에 의한 최대변위가 나타나는 지점을 힌지선(hinge line)으로 새롭게 정의했고, 이두선 사이를 힌지 영역으로 정의했다. 반무한 평면체를 가정한 1차원 탄성 보 모델에 의하면 힌지 영역의 폭은 얼음두께의 0.75승에 정비례한다. DDInSAR에서 나타나는 힌지 영역 중 지반선과 힌지선이 직선에 가까운 지역에서 힌지 영역의 폭을 측정하였고, 이를 BEDMAP2 얼음 두께의 0.75승과의 선형 회귀 분석을 통해 로스 빙붕 동쪽과 서쪽 힌지 영역의 영률을 1.77±0.73 GPa로 추정할 수 있었다. 이러한 방법으로 향후 Sentinel-1 영상이 축적되면 더 정밀한 영률을 추정할 수 있을 것으로 기대된다.

설비공학 분야의 최근 연구 동향 : 2013년 학회지 논문에 대한 종합적 고찰 (Recent Progress in Air-Conditioning and Refrigeration Research : A Review of Papers Published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering in 2013)

  • 이대영;김사량;김현정;김동선;박준석;임병찬
    • 설비공학논문집
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    • 제26권12호
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    • pp.605-619
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    • 2014
  • This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2013. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering have been reviewed as groups of fluid machinery, pipes and relative parts including orifices, dampers and ducts, fuel cells and power plants, cooling and air-conditioning, heat and mass transfer, two phase flow, and the flow around buildings and structures. Research issues dealing with home appliances, flows around buildings, nuclear power plant, and manufacturing processes are newly added in thermal and fluid engineering research area. (2) Research works on heat transfer area have been reviewed in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the results for general analytical model for desiccant wheels, the effects of water absorption on the thermal conductivity of insulation materials, thermal properties of Octadecane/xGnP shape-stabilized phase change materials and $CO_2$ and $CO_2$-Hydrate mixture, effect of ground source heat pump system, the heat flux meter location for the performance test of a refrigerator vacuum insulation panel, a parallel flow evaporator for a heat pump dryer, the condensation risk assessment of vacuum multi-layer glass and triple glass, optimization of a forced convection type PCM refrigeration module, surface temperature sensor using fluorescent nanoporous thin film. In the area of pool boiling and condensing heat transfer, researches on ammonia inside horizontal smooth small tube, R1234yf on various enhanced surfaces, HFC32/HFC152a on a plain surface, spray cooling up to critical heat flux on a low-fin enhanced surface were actively carried out. In the area of industrial heat exchangers, researches on a fin tube type adsorber, the mass-transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed, fin-and-tube heat exchangers having sine wave fins and oval tubes, louvered fin heat exchanger were performed. (3) In the field of refrigeration, studies are categorized into three groups namely refrigeration cycle, refrigerant and modeling and control. In the category of refrigeration cycle, studies were focused on the enhancement or optimization of experimental or commercial systems including a R410a VRF(Various Refrigerant Flow) heat pump, a R134a 2-stage screw heat pump and a R134a double-heat source automotive air-conditioner system. In the category of refrigerant, studies were carried out for the application of alternative refrigerants or refrigeration technologies including $CO_2$ water heaters, a R1234yf automotive air-conditioner, a R436b water cooler and a thermoelectric refrigerator. In the category of modeling and control, theoretical and experimental studies were carried out to predict the performance of various thermal and control systems including the long-term energy analysis of a geo-thermal heat pump system coupled to cast-in-place energy piles, the dynamic simulation of a water heater-coupled hybrid heat pump and the numerical simulation of an integral optimum regulating controller for a system heat pump. (4) In building mechanical system research fields, twenty one studies were conducted to achieve effective design of the mechanical systems, and also to maximize the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included heating and cooling, HVAC system, ventilation, and renewable energies in the buildings. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment is mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment are related to infiltration, ventilation, leak flow and airtightness performance in residential building. The subjects of building energy are worked on energy saving, operation method and optimum operation of building energy systems. The remained studies are related to the special facility such as cleanroom, internet data center and biosafety laboratory. water supply and drain system, defining standard input variables of BIM (Building Information Modeling) for facility management system, estimating capability and providing operation guidelines of subway station as shelter for refuge and evaluation of pollutant emissions from furniture-like products.

우리나라 다목적 공연장의 탄생배경에 관한 소고 (A Brief Review of Backgrounds behind "Multi-Purpose Performance Halls" in South Korea)

  • 김경아
    • 공연문화연구
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    • 제41호
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    • pp.5-38
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    • 2020
  • 이 연구는 군사정권의 권력 전개양상에서 드러나는 문화정책이념이 '다목적 공연장'의 개념형성으로 발현되는 과정을 살펴보는데 있다. 한국의 공연장 현황은 우리나라 공연문화와 깊은 관계가 있다. 각 지방자치단체마다 그 지역을 대표하는 문화예술회관(문예회관)을 중심으로 한국의 공연문화와 향유문화가 깊이 자리 잡고 있기 때문이다. 오늘날 문예회관들은 다목적홀로 운영되고 있으며 운영주체는 절대다수 정부와 지방정부 또는 출자출연기관의 재단법인 등 공공영역에서 운영한다. 따라서 정부와 지방정부의 문화예술정책의 대상이며 제도적 측면과 긴밀한 상관관계를 가지게 된다. 박정희 정권은 초헌법적인 유신을 공포하고 우리나라 문화예술법의 시초라고 할 수 있는 「문화예술진흥법」(1972.9)을 제정한다. 이법을 근거로 「문예중흥5개년계획」(1973)을 수립하고 문화시설들을 짓기 시작했다. 전국의 '문화예술'회관, 또는 '문화'회관이 다목적홀로 지어진 데에는 문화예술진흥법의 "문화예술"에 대한 정의를 "문학, 미술, 음악, 연예 및 출판에 관한 사항"으로 명시함으로써 지금의 '다목적'개념의 근거가 된다. 한편, 문화공보부의 조직직제는 "문화와 예술"을 관장함을 명시하고 대중문화와 예술진흥을 구분 짓는 문화행정체계를 갖춘다. 그러나 이시기 대통령의 연설에 나타난 박정희의 화법은 '문화예술=예술'로 인식하고 있다. 예술은 문화에 포함되는 개념이지만 문화예술=예술로 인식함으로써 정치적 시국이나 시행부서에 따라 그 해석을 달리하였고, 이러한 모호성은 예술이 이데올로기적 활용에 정책적으로 동원되는 기제가 된다. 이러한 배경에서 문화예술진흥법에 근거하고 문화공보부의 관장 하에 1978년 다목적 공연장인 세종문화회관이 개관한다. 그러나 제도상의 문화예술=다목적과 설립을 추진했던 정부조직의 문화≠예술, 권력이 인식했던 문화예술=예술은 대중음악의 대관문제를 두고 가치충돌로 표출된다. 1979년 12·12사태로 정권을 장악한 신군부는 민족문화를 앞세운 국풍81을 통해 저항세력을 체제 안으로 끌어들이고자 했다. 정권의 의도는 실패하였고, 저항과 지지의 양축에서 국민적 지지를 확보하는 방안으로 국민의 문화향유 기회확대 정책에 방점을 둔다. 이는 앞 정권의 문화예술에 관한 인식의 전환이며 박정희 정권과의 차별화를 추구한 것이다. 전두환 정권에 있어 앞 정권과의 차별성은 곧 정권의 정당성 확보를 의미하는 것이었고 향유기회의 확대는 문화영역의 분배 차원에서 추진되었다. 따라서 장기적인 안목의 예술발전으로 자리매김 되지 못했고 하드웨어의 상징성으로 정권의 정당성 확보를 실현하려고 하였다. 오늘날 다목적 공연장의 개념은 유신체제하에 만들어진 법체계의 "문화예술"의 정의에 기인한 것이며 이를 근거하여 공공 공연장의 운영목적으로 '다목적'의 개념이 탄생한다. 군사정권을 이은 전두환 정권은 프로시니엄 구조의 다목적 공연장을 정권의 정당성 확보의 수단으로 표출하였고, 전국적으로 재생산 되어 오늘날 한국의 공연문화에 중요한 비중을 차지하고 있다.