• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권11호
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• pp.4066-4076
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• 2023

Pressure resistance welding is usually used to seal the connection between the cladding tube and the end plug made of zirconium alloy. The seal welded joint has a direct effect on the service performance of the fuel rod cladding structure. In this paper, the pressure resistance welded joints of zirconium alloy tube-plug structure were obtained by thermal-mechanical simulation experiments. The microstructure and microhardness of the joints were both analyzed. The effect of processing parameters on the microstructure was studied in detail. The results showed that there was no β-Zr phase observed in the joint, and no obvious element segregation. There were different types of Widmanstätten structure in the thermo-mechanically affected zone (TMAZ) and heat affected zone (HAZ) of the cladding tube and the end plug joint because of the low cooling rate. Some part of the grains in the joint grew up due to overheating. Its size was about 2.8 times that of the base metal grains. Due to the high dislocation density and texture evolution, the microhardnesses of TMAZ and HAZ were both significantly higher than that of the base metal, and the microhardness of the TMAZ was the highest. With the increasing of welding temperature, the proportion of recrystallization in TMAZ decreased, which was caused by the increasing of strain rate and dislocation annihilation.

• 자원환경지질
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• 제30권3호
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• pp.249-262
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• 1997

The Sr and Nd isotopic compositions of two foliated granitic plutons located in the Chonju and Sunchang area were determined in order to reconfirm the intrusion ages of granitoids and to study the sources of granitic magmas. The best defined Rb-Sr isochron for the whole rock samples of the Chonju foliated granite (CFGR) give an age of $284{\pm}12Ma$, suggesting early Permian intrusion age. In contrast, the whole rock Rb-Sr data of the Sunchang foliated granite (SFGR) scatter widely on the isochron diagram with very little variation in the $^{87}Rb/^{86}Sr$ ratios and, therefore, yield no reliable age information. Futhermore they show the concordance of mineral and whole rock Rb-Sr isochron and divide into two linear groups with roughly the same slopes and significantly different $^{87}Sr/^{86}Sr$ ratios, indicating some kind of Rb-Sr distortion in whole rock scale and a difference in source material and/or magmatic evolution between two subsets. The reconstructed isochrons of 243 Ma, which was defined from the proposed data by the omission of one sample point with significantly higher $^{87}Rb/^{86}Sr$ ratio than the others, and 252 Ma, from the combined data of it and some of this study, strongly suggest the possibility that the SFGR was intruded appreciably earlier than had previously been proposed, although the reliability of these ages still questionable owing to high scatter of data points and, therefore, further study is necessary. All mineral isochrons for the investigated granites show the Jurassic to early Cretaceous thermal episode ranging from 160 Ma to 120 Ma Their corresponding initial $^{87}Sr/^{86}Sr$ ratios correlate well with their whole rock data, indicating that the mineral Rb-Sr system of the investigated granites was redistributed by the postmagmatic thermal event during Jurassic to early Cretaceous. The initial ${\varepsilon}Sr$ values for the CFGR (64.27 to 94.81) tend to be significantly lower than those for the SFGR (125.43 to 167.09). Thus it is likely that there is a marked difference in the magma source characteristics between the CFGR and the SFGR, although the possibility of an isotopic resetting event giving rise to a high apparent initial ${\varepsilon}Sr$ in the SFGR can not be ruled out. In contrast to ${\varepsilon}Sr$, both batholiths show a highly resticted and negative values of initial ${\varepsilon}Nd$, which is -14.73 to -19.53 with an average $-16.13{\pm}1.47$ in the CFGR and -14.78 to -18.59 with an average $-17.17{\pm}1.01$ in the SFGR. The highly negative initial ${\varepsilon}Nd$ values in the investigated granitoids strongly suggest that large amounts of recycled old continental components have taken part in their evolution. Furthermore, this highly resticted variation in ${\varepsilon}Nd$ is significant because it requires that the old crustal source material, from which the granitoid-producing melts were generated, should have a reasonably uniform Nd isotopic composition and also quit similar age. Calculated T2DM model ages give an average of $1.83{\pm}0.25Ga$ for CFGR and $1.96{\pm}0.19Ga$ for SFGR, suggesting the importance of a mid-Proterozoic episode for the genesis of two foliated granites. Although it is not possible to determine precisely the source rock compositions for the investigated foliatic granites, the Sr-Nd isotopic evidences indicate that midcrustal or less probably, a lower crustal granulitic source could be the most likely candidate.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2003년도 제20회 춘계학술대회 논문집
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• pp.91-93
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• 2003

A comprehensive numerical study is carried out to investigate for the understanding of the flow evolution and flame development in a supersonic combustor with normal injection of ncumally injecting hydrogen in airsupersonic flows. The formulation treats the complete conservation equations of mass, momentum, energy, and species concentration for a multi-component chemically reacting system. For the numerical simulation of supersonic combustion, multi-species Navier-Stokes equations and detailed chemistry of H2-Air is considered. It also accommodates a finite-rate chemical kinetics mechanism of hydrogen-air combustion GRI-Mech. 2.11[1], which consists of nine species and twenty-five reaction steps. Turbulence closure is achieved by means of a k-two-equation model (2). The governing equations are spatially discretized using a finite-volume approach, and temporally integrated by means of a second-order accurate implicit scheme (3-5).The supersonic combustor consists of a flat channel of 10 cm height and a fuel-injection slit of 0.1 cm width located at 10 cm downstream of the inlet. A cavity of 5 cm height and 20 cm width is installed at 15 cm downstream of the injection slit. A total of 936160 grids are used for the main-combustor flow passage, and 159161 grids for the cavity. The grids are clustered in the flow direction near the fuel injector and cavity, as well as in the vertical direction near the bottom wall. The no-slip and adiabatic conditions are assumed throughout the entire wall boundary. As a specific example, the inflow Mach number is assumed to be 3, and the temperature and pressure are 600 K and 0.1 MPa, respectively. Gaseous hydrogen at a temperature of 151.5 K is injected normal to the wall from a choked injector.A series of calculations were carried out by varying the fuel injection pressure from 0.5 to 1.5MPa. This amounts to changing the fuel mass flow rate or the overall equivalence ratio for different operating regimes. Figure 1 shows the instantaneous temperature fields in the supersonic combustor at four different conditions. The dark blue region represents the hot burned gases. At the fuel injection pressure of 0.5 MPa, the flame is stably anchored, but the flow field exhibits a high-amplitude oscillation. At the fuel injection pressure of 1.0 MPa, the Mach reflection occurs ahead of the injector. The interaction between the incoming air and the injection flow becomes much more complex, and the fuel/air mixing is strongly enhanced. The Mach reflection oscillates and results in a strong fluctuation in the combustor wall pressure. At the fuel injection pressure of 1.5MPa, the flow inside the combustor becomes nearly choked and the Mach reflection is displaced forward. The leading shock wave moves slowly toward the inlet, and eventually causes the combustor-upstart due to the thermal choking. The cavity appears to play a secondary role in driving the flow unsteadiness, in spite of its influence on the fuel/air mixing and flame evolution. Further investigation is necessary on this issue. The present study features detailed resolution of the flow and flame dynamics in the combustor, which was not typically available in most of the previous works. In particular, the oscillatory flow characteristics are captured at a scale sufficient to identify the underlying physical mechanisms. Much of the flow unsteadiness is not related to the cavity, but rather to the intrinsic unsteadiness in the flowfield, as also shown experimentally by Ben-Yakar et al. [6], The interactions between the unsteady flow and flame evolution may cause a large excursion of flow oscillation. The work appears to be the first of its kind in the numerical study of combustion oscillations in a supersonic combustor, although a similar phenomenon was previously reported experimentally. A more comprehensive discussion will be given in the final paper presented at the colloquium.

• 생태와환경
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• 제47권4호
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• pp.258-272
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• 2014

동굴을 잠자리로 이용하는 동굴성 박쥐의 동면생태에 관한 연구를 위하여 2005년부터 2011년까지 6회의 동면기간 동안 수행하였다. 조사기간 동안 박쥐가 출현된 140개의 동면장소에서 관박쥐, 문둥이박쥐, 검은집박쥐, 긴가락박쥐, 관코박쥐, 대륙쇠큰수염박쥐, 흰배윗수염박쥐, 붉은박쥐, 큰발윗수염박쥐, 물윗수염박쥐, 토끼박쥐등 총 13,288개체를 확인하였다. 동굴성 박쥐 7종의 온도선호도는 종 간 차이를 나타냈다. 동굴성 박쥐 7종 가운데 붉은박쥐의 평균 체온은 $13.64{\pm}0.76^{\circ}C$로 가장 높았고, 다음으로 관박쥐와 긴가락박쥐의 평균 체온은 $9.19{\pm}2.35^{\circ}C$와 $7.83{\pm}1.94^{\circ}C$였다. 반면 저온을 선택한 관코박쥐의 체온은 $2.64{\pm}0.98^{\circ}C$, 토끼박쥐는 $2.78{\pm}0.98^{\circ}C$, 검은집박쥐는 $2.76{\pm}1.68^{\circ}C$, 물윗수염박쥐는 $4.4{\pm}1.1^{\circ}C$로 다른 3종(붉은박쥐, 긴가락박쥐, 관박쥐)의 온도선호도와 차이를 나타냈다. 종 간 차이를 나타낸 7종의 체온은 대기온도($T_a$)에 비해 암벽온도($T_r$)와 밀접하게 상관되었다. 동굴성 박쥐 7종의 동면장소 별 출현된 박쥐의 종 수는 동면장소의 온도특성에 의해 차이를 나타냈다. 동면장소의 온도가 고온특성을 나타내고 대기온도 범위가 좁은 동면장소(HTR, 동면저의 최저온도가 $7^{\circ}C$ 이상)에 출현된 박쥐 종수는 $1.44{\pm}0.53$로 가장 낮았지만, 동면장소의 온도가 저온특성이고 대기온도 범위가 좁은 동면장소(LTR, 최고온도가 $7^{\circ}C$ 이하인 곳)에서 출현된 박쥐의 종수는 $2.77{\pm}1.72$였다. 동면장소의 온도가 저온과 고온특성을 모두 포함하는 대기온도 범위가 넓은 동면장소(WR)에서 $3.02{\pm}1.36$종으로 가장 높게 나타났다.

• 자원환경지질
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• 제41권1호
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• pp.15-32
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• 2008

강화 석모도 지역 석모도 온천수의 영족기체와 온천수의 지화학적 진화와 기원을 해석하고 온천수의 지화학적 특성을 규명하기 위해 온천수, 지하수, 지표수의 수리화학, 안정 동위원소, 영족기체 동위원소 분석이 이루어졌다. 온천수와 지하수의 pH는 각각 $6.42{\sim}6.77,\;6.01{\sim}7.71$로 약산성을 보이고 있다. 석모도 온천 지역의 온천수의 유출수온은 $43.3{\sim}68.6^{\circ}C$이다. 온천수의 전기전도도는 $60,200{\sim}84,300{\mu}S/cm$으로 비교적 높은 값이며 석모도 온천수가 해수와 혼합되어졌음을 암시하고 있다. 석모도 온천수의 화학 조성은 Na-Ca-Cl형이다. 반면, 지하수와 지표수는 각각 Na(Ca)-$HCO_3$, Na(Ca)-$SO_4$형과 Ca-$HCO_3$ 형으로 구분된다. 석모도 온천수의 산소와 수소 동위원소비는 각각 $-4.41{\sim}-4.47%o$와 $-32.0{\sim}-33.5%o$로 순환수 기원이다. 지하수에서의 산수 수소 동위원소비는 각각 $-7.07{\sim}-8.55%o,\;-50.24{\sim}-59.6%o$이다. 석모도 온천수에 $^{18}O$와 $^2H$가 부화된 특성은 온천수가 담수와 해수의 혼합대에서 유래되었음을 암시하고 있다. 석모도 온천수 중의 황산염이온의 황 동위원소비는 $23.1{\sim}23.5%o$로 이 지역 해수의 황 동위원소비(20.2%o)와 유사하다. 이는 온천수의 황이 해수의 황산염으로부터 유래되었음을 의미한다. 석모도 온천수의 $^3He/^4He$ 비는 $1.243{\times}10^{-6}{\sim}1.299{\times}10^{-6}cm^3STP/g$로 온천수 중의 He 가스가 부분적으로 맨틀에서 유래되었음을 보여준다. 온천수에서의 아르곤 동위원소비$(^{40}Ar/^{36}Ar=298{\times}10^{-6})cm^3STP/g$는 대기기원의 값을 보인다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.387-419
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• 2005

전북 완주군 이서면 반교리의 갈등유적에서 출토된 세형동검 용범 1조를 대상으로 재질특성 분석과 원료의 산지를 해석하였다. 이 용범은 주로 조립질 각섬석으로 구성된 등립의 완정질 조직을 갖는 화성기원의 각섬석암으로서 녹회색 내지 암녹색에 부드러운 지방광택을 띤다. 이 용범의 전암대자율 값은 19.2~71.0(평균; $39.2{\times}10^{-3}$ SI unit)의 범위를 보인다. 높은 대자율 값은 강자성 광물인 자철석의 높은 함량을 반영하며, 측정값의 넓은 분포는 자철석 함량의 불균질성 때문으로 판단된다. 이는 일반적인 염기성 화성암류의 특징과 유사하다. 이 용범 구성암석의 조암광물은 각섬석, 사장석, 흑운모가 주성분을 이루며 휘석, 녹니석 및 불투명 광물이 소량 존재한다. 용범 표면의 흑색 피각 물질에서는 다량의 탄소가 검출되었다. 이 용범과 동일한 재료의 산지를 추정하기 위해 유적 주변의 광역적인 암석분포를 조 사한 결과, 유적지로부터 직선거리로 약 50km 떨어진 장수군 장수읍 대성리, 식천리 및 번암면 교동리, 남원시 아영면 일대리에서 용범과 동일한 각섬석암 또는 반려암질암의 산출지를 확인하였다. 이 암석들의 전암대자율 값도 용범의 범위와 비슷한 16.1~72.4 (평균; $39.9{\times}10^{-3}$ SI unit)를 나타내었다. 이는 두 암석 간에 재질적 유사성을 뒷받침 하는 것이다. 이 중에서 장수 교동의 각섬석암이 용범의 암석학적 특성과 가장 유사하다. 용범을 구성하는 암석과 장수지역 각섬석암의 주성분원소, 미량원소 및 희토류원소 함량을 표준화하여 비교한 결과, 이들의 지구화학적 진화경향과 거동특성이 매우 유사하게 나타났다. 이는 두 암석이 성인적으로 동일 종류의 마그마에서 생성된 것임을 입증하는 것이다. 이 암석은 재질이 부드러워 표면에 활자나 미세한 문양을 조각하고 매끈한 표면을 만들기에 용이한 물성을 가지고 있으며 열전도율 또한 우수하다. 장수군 식천리 일대의 각섬석암은 현재까지도 채석되어 석제 식기제품으로 생산되고 있다. 따라서 완주 갈등 유적에서 출토된 세형동검 용범의 원료는 전북 장수 지역의 대성리, 식천리 및 교동리 부근에서 공급하였을 가능성이 매우 높다. 그러나 남원시 아영면 일대리와 같이 소규모로 노출된 동일 종류의 암석에서 공급되었을 가능성을 완전히 배제할 수는 없다. 이와 같은 원료의 도입과정에 대하여는 여러 가지 가능성을 명확히 규명할 수 있는 고고학적 연구가 필요하다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.77-77
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• 2016

Thin films synthesized by plasma processes have been widely applied in a variety of industrial sectors. The structure control of thin film is one of prime factor in most of these applications. It is well known that the structure of this film is closely associated with plasma parameters and species of plasma which are electrons, ions, radical and neutrals in plasma processes. However the precise control of structure by plasma process is still limited due to inherent complexity, reproducibility and control problems in practical implementation of plasma processing. Therefore the study on the fundamental physical properties that govern the plasmas becomes more crucial for molecular scale control of film structure and corresponding properties for new generation nano scale film materials development and application. The thin films are formed through nucleation and growth stages during thin film depostion. Such stages involve adsorption, surface diffusion, chemical binding and other atomic processes at surfaces. This requires identification, determination and quantification of the surface activity of the species in the plasma. Specifically, the ions and neutrals have kinetic energies ranging from ~ thermal up to tens of eV, which are generated by electron impact of the polyatomic precursor, gas phase reaction, and interactions with the substrate and reactor walls. The present work highlights these aspects for the controlled and low-temperature plasma enhanced chemical vapour disposition (PECVD) of Si-based films like crystalline Si (c-Si), Si-quantum dot, and sputtered crystalline C by the design and control of radicals, plasmas and the deposition energy. Additionally, there is growing demand on the low-temperature deposition process with low hydrogen content by PECVD. The deposition temperature can be reduced significantly by utilizing alternative plasma concepts to lower the reaction activation energy. Evolution in this area continues and has recently produced solutions by increasing the plasma excitation frequency from radio frequency to ultra high frequency (UHF) and in the range of microwave. In this sense, the necessity of dedicated experimental studies, diagnostics and computer modelling of process plasmas to quantify the effect of the unique chemistry and structure of the growing film by radical and plasma control is realized. Different low-temperature PECVD processes using RF, UHF, and RF/UHF hybrid plasmas along with magnetron sputtering plasmas are investigated using numerous diagnostics and film analysis tools. The broad outlook of this work also outlines some of the 'Grand Scientific Challenges' to which significant contributions from plasma nanoscience-related research can be foreseen.

• 한국결정성장학회지
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• 제22권3호
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• pp.115-121
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• 2012

사파이어 단결정은 GaN계 화합물 증착이 용이하여 고휘도의 청색을 구현하기 위한 LED(Light Emitting Diode)용 기판으로 크게 각광받고 있다. 공업용 사파이어의 제조 방법으로는 Kyropoulos법, Czochralski법 HEM(Heat Exchager Method)등 다양한 방법이 시도되고 있으며, 그 중 Kyropoulos법은 고품질의 대구경 사파이어 단결정 성장이 가능한 대표적인 방법으로 알려져 있다. 그러나 Kyropoulos 공정의 특성상 결정성장로 내에서 용융 사파이어의 유동장이 단결정의 최종 품질을 결정하는데, 유동장의 변화와 이에 따르는 결정성장 거동을 관찰하기가 어렵다는 단점이 있다. 대구경화와 동시에 고품질의 사파이어 단결정을 생산하기 위해서는 성장로내의 유동장 해석을 통해 결정 성장조건을 최적화 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 유한요소법을 기반으로 한 전산유동해석을 통해 Kyropoulos 성장로 내의 도가니 형상의 종횡비(h/d)에 따른 용융 사파이어의 대류거동을 관찰하여 도가니의 형상이 단결정 성장에 미치는 영향을 분석하였으며, 성장로의 설계시 도가니의 종횡비를 작게 고려하면 용융 사파이어의 대류속도를 늦추고 계면의 convexity를 줄여 사파이어 단결정의 품질향상에 도움이 된다는 결과를 얻었다.

• 자원환경지질
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• 제42권1호
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• pp.55-72
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• 2009

근원암으로부터 탄화수소가 생성되고 배출되는 시기는 석유시스템 모델링을 이용하여 분지의 지사를 복원함으로써 평가할 수 있다. 미국 북서부 오레곤주에 위치한 타이분지는 탄화수소 생성 가능성이 높은 지역이다. 본 연구에서는 남부타이분지에 대한 구조 층서적 관점에서의 분지 진화와 열역사 및 매몰사를 석유시스템 모델링의 수치모델을 사용하여 복원, 시뮬레이션 하였다. 분지 내 탄화수소 생성과 배출을 이해하기 위해 잠재 근원암에 대한 유기 지화학적 평가와 가능한 석유시스템을 분석하였다. 유기 지화학 자료를 통해 미분화된 움콰 그룹, 클라마스산의 이암층, Remote Member와 Coquille River Member에 협재된 탄층과 탄질 이암이 분지 내 가스를 생성시킬 수 있는 잠재력이 큰 근원암임을 알 수 있다. 남부 타이분지의 상대적으로 높은 열적 성숙도가 쿠스베이 퇴적층의 하중 압력에 의한 매몰과 연관됨을 지시하여 준다. 서부 캐스케이드흐로부터 관입에 의한 열 유입 또한 분지의 높은 열적 성숙도에 영향을 미친다. 이러한 분석을 바탕으로 근원암의 성숙과 탄화수소 생성, 및 배출이 석유시스템 모델을 통해 평가되어졌다. 모델링 결과는 모든 잠재 근원암으로부터 탄화수소가 생성은 되었으나 오직 Remote Member에서만 배출이 일어났음을 알려준다.

• 암석학회지
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• 제23권3호
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• pp.273-277
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• 2014

이 논문은 지구의 나이를 알기 위한 초기의 다양한 시도를 간략히 소개하고, 운석의 납동위원소 연대측정으로 처음으로 지구의 나이가 $4,550{\pm}70Ma$임을 밝힌 Patterson (1956)의 연구를 재조명한다. 태양계 초기의 진화과정은 성운가스가 식으면서 응축되어 만들어지는 고체입자 -> 이들 입자들이 서로 들러붙어 커지는 첨합과정을 통하여 행성 크기의 물체가 생성되는 것으로 생각되고 있다. 또한 이때 생긴 원시지구가 화성 크기의 물체와 충돌하면서 그 잔해가 달을 만들었다고 생각되고 있다. 이 일련의 과정에서 지구가 생성된 시기를 꼭 집어 말하기 힘들긴 하나, 현재 지구는 이 충돌의 직접적인 결과로 생각할 수 있기 때문에 이 충돌시기를 지구의 나이로 정할 것을 제안한다. 기존 연구를 고려하면 충돌시기는 태양계에서 가장 먼저 만들어진 운석물질의 나이(즉, 태양계의 나이) $4567.30{\pm}0.16Ma$와 지구와 달 암석에서 가장 오래된 나이 $4,456{\pm}40Ma$ 사이로 개략적으로 제한될 수 있다. 이 충돌시기는 태양계 초기 행성 크기의 물체가 만들어지는 시간간격을 밝히고, 충돌 이후 생성된 지구와 달의 마그마 바다의 열 역사를 규명하는데 매우 중요하기 때문에, 앞으로 보다 정확한 충돌시기를 측정하려는 노력이 요구된다.