• Nuclear Engineering and Technology
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• 제43권2호
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• pp.187-194
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• 2011

Korea Nuclear Fuel is developing the X-GEN fuel which shows high performance and robust reliability for the worldwide supply. However, the simplified code systems such as CESEC-III which were developed in 1970s are still used in the current Non-LOCA safety analysis of OPR1000 and APR1400 plants. Therefore, it is essential to secure an advanced safety analysis methodology to make the best use of the merits of X-GEN fuel. To accomplish this purpose, the $\b{i}$ntegrated $\b{s}$afety $\b{a}$nalysis $\b{m}$ethodology (iSAM), is developed by selecting the best-estimate thermal-hydraulic code RETRAN. iSAM possesses remarkable advantages, such as generality, integrity, and designer-friendly features. That is, iSAM can be applied to both OPR1000 and APR1400 plants and uses only one computer code, RETRAN, in the whole scope of the non-LOCA safety analyses. Also the iSAM adopts the unique and automatic initialization and run tool, $\b{a}$utomatic $\b{s}$teady-$\b{s}$tate $\b{i}$nitialization and $\b{s}$afety analysis too l (ASSIST), to enable unhandy designers to use the new design code RETRAN without difficulty. In this paper, a brief overview of the iSAM is given, and the results of applying the iSAM to typical non-LOCA transients being checked during the reload design are reported. The typical non-LOCA transients selected are the single control element assembly withdrawal (SCEAW) accident, the asymmetric steam generator transients (ASGT), the locked rotor (LR) accident, and bank CEA withdrawal (BCEAW) event. Comparison to current licensing results shows a close resemblance; thus, it reveals that the iSAM can be applied to the non-LOCA safety analysis of OPR1000 and APR1400 plants.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권8호
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• pp.3095-3105
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• 2022

Solid Microencapsulated Fuel (SMF) is a type of solid fuel rod design that disperses TRISO coated fuel particles directly into a kind of matrix. SMF is expected to provide improved performance because of the elimination of cladding tube and associated failure mechanisms. This study focused on the neutronics and some of the fuel cycle characteristics of SMF by using OpenMC. Two kinds of SMFs have been designed and evaluated - fuel particles dispersed into a silicon carbide matrix and fuel particles dispersed into a zirconium matrix. A 7×7 fuel assembly with increased rod diameter transformed from the standard NHR200-II 9×9 array was also introduced to increase the heavy metal inventory. A preliminary study of two kinds of burnable poisons (Erbia & Gadolinia) in two forms (BISO and QUADRISO particles) was also included. This study found that SMF requires about 12% enriched UN TRISO particles to match the cycle length of standard fuel when loaded in NHR200-II, which is about 7% for SMF with increased rod diameter. Feedback coefficients are less negative through the life of SMF than the reference. And it is estimated that the average center temperature of fuel kernel at fuel rod centerline is about 60 K below that of reference in this paper.

• 에너지공학
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• 제29권2호
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• pp.1-9
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• 2020

최근 탄화수소를 에너지원으로 사용하는 엔진을 대체할 동력원으로 연료 전지가 주목을 받게 되면서 수소 생산 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 수소를 생산하는 다양한 방법 중에 고체 산화물 수전해 시스템(SOEC)은 수소를 생산하기 위한 기초적이고, 친환경적인 방법이다. 고체 산화물 수전해 시스템은 고온, 고압 조건에서 운전이 가능하여 낮은 에너지 수요와 높은 열효율을 지니기 때문에 실험적인 연구가 활발하게 진행되고 있다. 하지만 실험적인 연구 성과에 비해 수치모델 연구는 비교적 부진하다. 이에 대한 원인으로 기존의 수치모델이 온도와 압력의 변화에 따른 성능 예측의 유효성이 상당히 낮기 때문으로 판단하였다. 이에 본 연구에서는 고체 산화물 수전해 시스템의 셀 성능 예측의 유효성을 높일 수 있는 방안을 제시하기 위해서 Patterened Ni-YSZ cermet electrode(40 wt%, Ni-60 wt% YSZ)/8-YSZ (TOSOH, TZ8Y)/LSM (La_0.9Sr_0.1MnO₃)로 구성된 상용 막-극 접합체의 기존의 연구 데이터를 활용하였다. 온도에 따른 전기화학적 특성의 영향을 수치적으로 분석한 결과, 유효성에 가장 큰 편차를 가져오는 변수들은 charge transfer coefficient(CTC), exchange current density, diffusion coefficient, electrical conductivity인 것으로 나타났다. 온도와 압력에 따른 해당 변수들의 영향 및 경향성을 분석하여 과전압 모델을 제시하였다. 다양한 모델의 적용과 타당성을 확보하기 위해서 교차-검증이 도입되었다. 그 결과, 체계화된 유효성 검증 과정에 기초한 고체 산화물 수전해 시스템의 수치 모델은 뛰어난 성능의 예측 결과를 보여주었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.77-86
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• 2013

본 연구에서는 지지부재가 설치된 띠형 강보강재에 대한 실내인발시험을 수행하였다. 주문진 표준사를 사용하여 상대밀도 80%인 모형지반을 조성하였고, 지지부재의 개수를 0~2개로 구분하여 실내인발시험을 수행하였다. 상재압은 $50kN/m^2{\sim}200kN/m^2$까지 4단계로 구분하여 적용하였고, 1mm/min 속도로 강보강재를 인발하였다. 표면이 매끄러운 띠형 강보강재의 인발저항력은 보강재 표면과 지반 사이에서 마찰저항만 발현되기 때문에 인발 초기에 급격히 증가하다가 지속적으로 감소하는 경향을 나타낸다. 반면, 지지부재를 설치한 강보강재의 인발저항력은 마찰저항뿐만 아니라 수동저항도 함께 발현되므로 계속적으로 증가하는 것으로 나타났다. 보강재의 형태에 관계없이 최대인발저항은 상재압이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 지지부재를 1개 설치한 경우에 비해 지지부재를 2개 설치했을 때의 최대수동저항은 작게 나타났다. 이는 지지부재의 설치 간격 및 위치에 따라 지지부재에서 발현되는 수동저항의 크기가 다르기 때문에 나타나는 현상으로 판단되며, 지지부재 설치 위치 및 간격에 따른 추가 인발시험을 통해 확인할 필요가 있다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제18권3호
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• pp.291-299
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• 1997

As a microimaging device detecting gamma rays emitted from small lesions or tumors during operation, the intraoperative surgical probe has been proposed and is now under development. We have designed a multipurpose portable gamma prove system and evaluated the performance both for the absolute counting purpose of residual radioactivities and for the localizing capability of gamma events using the NaI(Tl) crystal and two types of photomultiplier tubes(PMTs). Counting efficiencies in the range of routine clinical use of radiation dose were measured using the assembly of single channel PMTs and 0.5 inch thick NaI(Tl) crystal of 1 inch diameter. The positioning of gamma events for imaging purpose requires the multiple channel PMTs with appropriate positioning electronics. We have designed a simple and reliable positioning circuit based on the concept of modified Anger. In preliminary experiments using the multiple channel PMT of 3 inch diameter and the dim lighth source, we were able to trace and localize the correct position with reduced positioning error by the use of two multiplier/divider chipset and simplified peripherals. The energy resolutions for the counting gamma probe measured as full width at half maximum(FWHM) for Cs-137, F-18, Tc-99m were 12%, 13%, and 36%, respectively. The spatial resolution for the imaging gamma probe measured as FWHM for green LED was 2.9 mm. The results indicate that the currently developing probe is very promising and could be very useful for many applications in nuclear medicine. Future studies will include developing collimators, improving interface hardwares, and evaluating the system with clinical data.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.118-124
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• 2005

본 연구에서는 폴리피롤로 개질된 Nafion 막에 직접적으로 백금촉매를 담지하는 방법을 제시하고 PEMFC로의 응용을 검토하였다. 개시제로 $FeCl_3$ 및 $Na_2S_2O_8$을 사용하여 피롤을 Nafion 막에 중합하였다. 제저된 PPy/Nafion 복합체 막의 양이온 전도도와 함수율을 측정한 결과, $Na_2S_2O_8$을 사용하여 제조된 복합체 막은 피롤 중합시간이 증가할수록 양이온 전도도와 함수율은 감소하였고, $FeCl_3$의 경우 함수율은 감소하지만 양이온 전도도는 유지되었다. 폴리피롤로 개질된 Nafion 막에 백금 촉매를 화학적 환원법에 의해 함침한 결과, 폴리피롤의 전자 전도성 특성에 의해 백금 담지가 향상됨을 알 수 있었다. 또한 Pt/PPy/Nafion 전극촉매와 확산 전극으로 구성된 MEA를 단위 연료전지 성능평가를 행한 결과, 0.3 V의 전위에서 $569mA/cm^2$의 전류밀도 값을 갖는 연료전지 성능을 얻을 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.329-334
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• 2017

다양한 산업 분야의 구조물은 여러 부구조의 조합으로 구성되며, 시스템의 자유도 또한 무수히 많다. 높은 복잡성을 가지는 구조물의 해석 및 계산 효율을 향상시키기 위해서 해석 모델의 단순화 및 자유도 축소가 요구된다. 지난 50여 년 동안 규모가 큰 공학적 문제를 단순화하기 위해 다양한 부분구조화 기법들이 개발되어 왔다. 이러한 부분구조화 기법들은 Newton-Raphson 알고리즘 등과 같은 반복계산을 동반하는 비선형 구조해석 문제 해석에 매우 효과적이다. 본 논문에서는 기 개발된 비선형 부분구조화 기법 중의 하나인 모드미분(modal derivatives)을 이용하여 기하비선형 보의 모델 축소에 적용하고자 한다. 모드미분은 모드 기반 축소 기저의 2차항의 형태로, 선형모드의 조합으로 근사 가능한 변위벡터를 미소변위에 대한 Taylor 급수를 통해 확인할 수 있으며, 시스템의 고유치 문제를 모드 좌표로 미분을 함으로써 얻어진다. 모드미분에는 비선형 접선 강성행렬의 미분을 포함하고 있으며, 이는 유한차분법 등의 근사를 통해 계산할 수 있다. 제안된 방법론은 기하학적 비선형 문제에 우수한 성능을 보이는 동시회전 유한요소법에 적용하였다. 수치예제를 통해 보의 경계가 수평으로 움직일 수 있는 문제에서는 기존의 모드축소기법이 매우 비효율적임을 알 수 있었다. 한편 모드미분을 이용한 축소기법은 다양한 경계조건에 대하여 우수한 성능을 보임을 확인하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.906-913
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• 2019

소성 굴 패각의 PO₄-P 및 NH₃-N의 제거성능을 평가하기 위해 100℃(POS100), 600℃(POS600), 800℃(POS800)로 소성시킨 굴 패각을 시료충전층에 채워 인공오수를 통과시키는 실내실험을 통해 PO₄-P 및 NH₃-N의 제거 성능을 확인하였다. 시료충전층을 통과한 유출수는 굴 패각에서 용출된 CaO의 영향으로 pH가 상승한 것으로 조사되었다. PO₄-P 제거량은 최대 약 23.1 mg/kg(POS100), 16.1 mg/kg(POS600), 15.9 mg/kg(POS800)으로, POS100의 PO₄-P 제거량이 높게 나타난 것으로 확인되었다. PO₄-P 제거 요인으로는 굴 패각의 Ca 및 Dolomite가 PO₄-P를 흡착·침전시킨 것으로 판단된다. NH₃-N 제거량은 최대 약 3.56 mg/kg(POS100), 5.72 mg/kg(POS600), 3.97 mg/kg(POS800)으로 나타났다. NH₃-N의 제거율이 낮은 요인으로는 불안정한 질산화 과정, pH의 상승으로 인해 NH₃-N가 NH₄⁺로 변환된 영향 등의 복합적인 원인으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 소성 굴 패각은 화학 반응을 통해 PO₄-P 및 NH₃-N 농도를 감소시킨 것으로 판단되며, 본 연구의 결과는 향후 소성 굴 패각을 활용한 하수처리 기술개발을 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.