• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제48권1호
• /
• pp.148-165
• /
• 2015

철은 한반도 고대국가의 형성과 발전에 큰 영향을 미친 중요한 요소였다. 이러한 철을 대규모로 생산하기 위해서는 원료인 철광석과 연료인 목탄의 공급이 원활하고 생산된 철기의 유통을 위해 교통로가 발달된 곳이 적합한 입지로 알려져 있는데, 중원지역은 제철에 필요한 3가지 조건을 모두 갖춘 지역으로 제철유적이 다수 확인되었다. 제철유적에서 확인된 철 생산공정을 검토한 후 진천 석장리유적 B-23호 제철로를 복원하여 제철실험을 실시하였다. 실험은 향후 지속적으로 이루어질 제철실험에 반영할 수 있는 다양한 변수를 파악하기 위한 목적으로 실시하였다. 실험결과 첫째, 배소작업은 철광석의 파쇄에 도움을 주는 것을 재확인하였다. 둘째, 송풍관의 용융과 노내 생성물이 송풍을 방해하는 환경조성에 영향을 주는 것을 확인하였다. 셋째, 철은 탄소와 결합됨에 따라 녹는점이 낮아지며, 성질도 변하기 때문에 연소되는 목탄과 충분히 결합될 수 있는 환경조성이 제철조업에 가장 중요한 요소임을 확인할 수 있었다. 고대 제철기술을 복원하기 위해서는 제철유적에서 확인되는 정보의 철저한 분석과 다양한 가능성을 상정하여 실험에 임하는 자세가 필요하다. 이밖에 철의 생산과 유통을 파악하기 위하여 원료의 산지를 밝히기 위한 연구도 적극적으로 수행되어야 할 것이다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권2호
• /
• pp.12-19
• /
• 2022

본 연구에서는 국내에 부존된 함바나듐 티탄자철석(Vanadium TitanoMagnetite, VTM)을 대상으로 환원 전처리를 이용한 바나듐 회수 공정 개발 연구를 진행하였다. 연구에 사용된 시료는 경기 포천시 관인광산에서 제공한 시료로 바나듐 품위는 0.54V₂O₅%이며, 자철석과 티탄철석이 대부분 차지하고 있는 것을 확인하였다. 단일자력선별 실험결과, 자력선별만으로는 바나듐 품위 1.10V₂O₅%대가 한계임을 확인하였다. 이를 해결하기 위하여 탄소(C)를 이용, 자철석 내에 존재하는 철을 환원시켜 철 내부에 존재하는 바나듐을 농축, 품위를 향상시키고자 하였다. 실험결과를 바탕으로 환원 전처리를 적용한 자력선별 공정을 개발하였으며 최종적으로 V₂O₅기준으로 품위 1.31%, 회수율 79.68%인 바나듐 정광을 회수할 수 있었다. 또한 환원 전과 후, 최종 바나듐 정광에 대한 XRD 분석을 실시하여 환원 전처리에 의한 바나듐의 거동을 확인하였다.

• 청정기술
• /
• 제28권2호
• /
• pp.174-181
• /
• 2022

바이오매스는 현재 석유, 천연가스, 석탄 등 화석 연료에서 얻을 수 있는 액체 연료와 유기 화합물을 생산할 수 있는 지속 가능한 대체 자원이다. 화석 연료를 사용하면 온실가스를 배출하기 때문에 바이오매스와 같은 탄소중립적 원료를 사용하는 것은 기후 변화 대응에 기여할 수 있다. 바이오매스 원료로부터 석유 대체 화학 제품과 연료를 생산하기 위한 생물학적 및 화학적 공정이 제안되었지만, 바이오매스에 포함된 높은 산소 함량때문에 화석 연료를 완전히 대체하기 어렵다. 석유와 유사한 연료와 화학 물질을 생산하려면 바이오매스 파생물에 존재하는 산소 원자를 제거하거나 산소 기능기를 전환해야 하며, 이는 촉매 화학적 수첨탈산소화에 의해 달성될 수 있다. 바이오매스 열분해 오일, 리그노셀룰로오스 유래 화학물질, 지질과 같은 원료를 탈산소 연료 및 화학물질로 전환하기 위해 수첨탈산소화가 진행되었다. 높은 표면적의 금속 산화물 또는 탄소에 지지된 귀금속 및 전이 금속으로 구성된 다기능성 촉매는 효율적인 수첨탈산소 촉매로 사용되었다. 본 총설에서는 문헌에서 제안된 촉매를 확인하고 이러한 촉매를 이용한 수첨탈산소 반응 시스템이 논의하였다. 문헌에 보고된 수첨탈산소화 방법을 기반으로, 실현 가능한 수첨탈산소화 공정 개발 방향이 제시하였다.

• 대한지구과학교육학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.276-290
• /
• 2023

이 연구의 목적은 초등 예비교사들이 생각하는 성공적인 과학수업의 특징과 구체적인 요소에 대해 분석하는 것이다. 연구를 위해 초등예비교사 61명(여 47명, 남 14명)을 연구참여자로 모집하였다. 연구에 사용한 자료는 그룹별 및 개인별 수업실연 중 작성한 상호평가지이다. 자료의 양은 총 150페이지의 방대한 질적 자료였으며 이 자료를 질적 분석을 통해 귀납적 범주화하여 연구 결과를 도출하였다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 성공적인 과학수업을 구성하는 요소는 7개 범주(14개의 하위 범주, 33개의 하위 요소)로 분석되었다. 구체적인 성공적인 과학수업을 구성하는 요소는 과학교과 내용, 수업운영, 교수학습방법 선정 및 수업내용 조직, 교수학습자료, 학생이해, 교수상황 이해, 수업관련 노력으로 분석되었다. 둘째, 예비교사들이 인식하는 성공적인 과학수업을 구성하는 요소의 구체적인 내용을 수집하여 예비교사들의 실제적인 수업의 모습을 기술할 수 있었다. 이상의 연구 결과에서 보듯이, 예비교사가 인식하는 성공적인 과학수업의 특징과 구체적인 요소를 파악할 수 있었으며, 이를 바탕으로 예비교사가 효과적인 과학수업운영을 위한 지원을 개발할 수 있을 것이며 이에 대한 지속적인 분석이 이루어져야 할 것으로 생각된다.

• Composites Research
• /
• 제37권1호
• /
• pp.7-14
• /
• 2024

이중 롤러는 Gap block 설계에 따라 동일한 크기와 하중 조건에서도 다양한 변형 양상을 가질 수 있다. 이러한 특성을 활용하여, 본 연구에서는 제품 이송 과정에서 발생되는 주름과 같은 결함을 최소화하기 위한 Carbonfiber reinforced plastic (CFRP) 이중 롤러의 Gap block 설계 방법을 제안한다. 가장 먼저, Gap block에 대한 주요 설계 변수와 공정 정밀도를 고려한 분석 case들을 선정하고, 유한 요소 해석을 활용하여 CFRP 이중 롤러의 변형 양상을 추출한다. 여기서, 본 연구의 목적을 만족하는 최적의 Gap block 설계를 수행하기 위해, 제품과 롤러가 접촉하는 지점들 간의 변형 편차에 기반하여 CFRP 이중 롤러의 변형 양상들을 비교 분석한다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 Gap block 설계 방법을 통해, 롤러의 직경 또는 길이와 같은 전체적인 크기 변화없이 제품 이송 시 결함을 크게 감소시킬 수 있는 최적화된 CFRP 이중 롤러를 구축할 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제37권3호
• /
• pp.170-178
• /
• 2024

본 연구에서는 탄소섬유 강화 플라스틱(CFRP)에 얇은 구리 필름(Cu film)이 배치된 hybrid composite이 제안되었으며, 두께방향 열전도도가 최대가 될 수 있는 Cu film 배치조합을 도출하는데 양자 어닐링(Quantum Annealing)이 적용되었다. CFRP의 각 ply와 Cu film간의 상관관계 분석이 유한요소 해석을 통해 수행되었으며, 수행된 결과를 바탕으로 조합 최적화 문제가 정의되었다. 정의된 문제를 양자 어닐링에 임베딩하기 위한 공식화 과정이 진행되었으며 이를 통해 CFRP의 각 ply에 투입될 수 있는 Cu film 수량에 관한 목적함수와 제약조건이 수식으로 구현되었다. 공식화된 수식은 D-Wave 양자 어닐러에 임베딩되기 위해 Ocean SDK(software development kit)와 Leap을 통해 프로그래밍 되었으며, 양자 어닐링 과정을 통해 두께 방향 열전도도가 최대를 만족하는 최적의 Cu film 배치 조합이 도출되었다. 도출된 배치 조합은 투입될 수 있는 Cu film의 수량이 적어질수록 단순한 배치 형태를 나타내었으며, 수량이 많아질수록 세밀한 배치를 보였다. Cu film의 배치 수량에 따라 생성된 최적 조합들은 두께 방향으로의 고유 열전도 경로를 나타내었으며, Cu film의 횡방향 배치 자유도가 두께 방향 열전도도 결과에 민감하게 나타날 수 있음을 보였다.

• Composites Research
• /
• 제37권3호
• /
• pp.219-225
• /
• 2024

정찰위성의 탑재체인 위성용 전개형 반사판 안테나는 발사 환경에 대한 구조안정성 및 궤도 환경에 대한 운용 성능을 고려하여 경량화, 고성능의 구조 개발이 필수적이다. 그 중, 복합재 주반사판은 전개형 반사판 안테나를 구성하는 핵심 구성품이며, 발사체 탑재 성능을 고려한 경량 설계 뿐만 아니라 위성체 임무 수행 중 민첩한 자세제어 기동 이후 높은 품질의 위성 영상을 획득하기 위해서는 높은 전개 시 강성을 갖는 고성능의 주반사판 개발이 요구된다. 주반사판 개발을 위해 전개형 반사판 안테나를 구성하는 복합재 주반사판의 적층 설계 및 재료 물성에 따른 구조적 성능을 분석하여 주반사판의 초기 설계안을 도출하였으며, 도출된 초기 설계안을 기준으로 제작 공정을 변수로 4가지 타입의 복합재 주반사판을 제작하였다. 공정 변수로는 복합재 구조의 성형 공정, 탄소 섬유 복합재 시트와 허니콤 코어 간 접착 필름의 적용 유/무, 샌드위치 복합재 내부의 벤팅 경로를 선정하였다. 제작된 4가지 종류의 주반사판에 대해 무게 측정, 비파괴 검사, 표면오차 측정 및 모드 시험을 통한 전개 시 강성 측정을 수행하였으며, 경량 및 구조적 성능을 향상시킬 수 있도록 접착 필름을 미적용하며 벤팅 경로를 포함하는 주반사판 제작 공정을 선정하여 SAR(합성 개구 안테나)를 포함한 위성체에 실 적용이 가능한 복합재 주반사판을 개발하였다.

• Composites Research
• /
• 제37권2호
• /
• pp.86-93
• /
• 2024

내부 폼 코어는 자동차에 사용되는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP) 리어 스포일러의 성능에 중요한 역할을 한다. 하지만, 고속 주행 상황 (200 [km/h])에 대한 내부 폼 코어에 따른 CFRP 리어 스포일러에 관한 연구는 여전히 부족한 실정이다. 이러한 동기를 바탕으로, 본 연구에서는 고속주행 조건에서 다양한 폼 코어 종류에 대한 CFRP 자동차 리어 스포일러의 성능 분석을 수행하였다. 이번 연구에서 사용한 폼 코어의 종류는 Polymethacrylimide (PMI), Polyvinyl chloride (PVC), 그리고 Styrene acrylonitrile (SAN) resin이며, 선정된 폼 코어를 활용하여 진동 특성 및 고속주행상황에서의 거동 양상을 분석하였다. 추가적으로, 고속주행 상황에서 리어 스포일러의 내부 폼 코어의 중요성을 파악하기 위해 내부 폼 코어가 존재하지 않는 중공인 경우 또한 분석하였다. 그 결과, 변형 양상에서는 PMI 폼코어가 가장 좋은 성능을 보였고, 진동 특성에서는 PVC 폼 코어가 가장 좋은 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 또한, 중공의 경우에는 변형양상 및 진동 특성 모두에서 가장 낮은 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 결과적으로, 본 연구를 통해 고속 주행상황에서 내부 폼 코어 구조가 CFRP 리어 스포일러의 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었으며, 또한 내부 폼 코어의 선택에 따라 강점을 보이는 특성이 다르게 나타남을 확인할 수 있었다.

• 대한방사선치료학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.77-86
• /
• 2016

목 적 : 방사선 치료 시 Carbon Fiber Couch에 의한 감약이 일어난다. 본 연구에서는 치료계획 시스템(Treatment Planning System: TPS)을 이용해 Varian사의 Varian Standard Couch(VSC)를 모델링 하여 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 선형가속기(Clinac IX, VARIAN, USA)의 CBCT(Cone Beam Computed Tomography)를 이용하여 VSC의3가지 조건Side Rail Out Grid(SROG), Side Rail InGrid(SRIG), Side Rail In OutSpine Down Bar(SRIOS)로 스캔 한 후 TPS(Pinnacle9.8, Philips, USA)로 전송하여 Side Rail, Side Bar Upper, Side Bar Lower, Spine Down Bar를 Automatic Contouring하여 모델링 하였다. 전산화 단층촬영(Light Speed RT 16, GE, USA)으로 스캔 한 Cheese Phantom(Middelton, USA) 을 TPS로 전송하여 모델링 한 VSC를 적용하였다. 측정 점은 Cheese Phantom내의 Ion Chamber(A1SL, Standard imaging, USA)이며 Isocenter에 위치시켜 Energy(4, 10MV), Gantry Angle($5^{\circ}$간격으로 측정), Field Size($3{\times}3cm^2$, $10{\times}10cm^2$)에 변화를 주어 각 100MU의 동일한 조건에서 얻은 계산 값과 측정값을 비교하였으며 Side Bar Upper에 의한 감약을 비교하기 위해 SRIG조건에서 $127^{\circ}$를 포함하였다. 결 과 : CBCT를 이용해 얻은 VSC의 Density를 TPS에서 확인한 결과 $0.9g/cm^3$였으며 Spine Down Bar의 경우 $0.7g/cm^3$로 나타났다.Side Rail, Side Bar Upper, Side Bar Lower, Spine Down Bar에서 각 17.49%, 16.49%, 8.54%, 7.59%의 감약이 일어났으며모델링의 정확성을 평가하기 위해 계산 값과 측정값을 비교한 결과 평균 1.13%의 오차가 보였으며 Spine Down Bar를 지나는 $170^{\circ}beam$에서 1.98%로 가장 많은오차를 보였다. 결 론 : TPS이용해 모델링 한 VSC의 유용성을 평가하기 위해계산 값과 측정값을 비교한 결과 최대1.98%의 오차를 보였다. 방사선 치료계획 시 VSC를 모델링 하여 적용한다면선량에 대한 예측이 가능해 더욱 정확한 치료를 하는데 도움이 될 것으로 사료된다.

• Radiation Oncology Journal
• /
• 제23권4호
• /
• pp.243-252
• /
• 2005

목적: 지하에 위치한 방사선치료 관련시설 내의 실내공기 질은 근무자뿐만 아니라 장기간 치료받는 환자들의 건강에도 중요하다. 저자들은 근무자들의 빌딩증후군 증상유무의 확인과 함께 실내공기 질과 관련된 여러 인자들을 측정, 분석하여 그 원인을 찾고 해결책을 제시하고자 하였다. 대상 및 방법: 근무자들을 대상으로 자각증상 및 근무환경 인식과 관련된 설문조사를 하였고, 예비조사를 바탕으로 실내공기 질과 관련된 항목들(온 습도, 미세먼지, 이산화탄소, 일산화탄소, 포름알데히드, 총휘발성유기화합물, 라돈)에 대해 근무자들이 주로 머무르는 지역들을 중심으로 일정기간 측정하였다. 아울러 환기(공조) 시스템의 효율 및 주변 환경에 대한 평가를 동시에 진행하였으며, 실외공기와의 비교평가를 위해 1층(실외)에서도 같은 항목들을 측정하였고, 측정 자료들은 국내외 환경관련 기관들의 권고 수치를 기준으로 각각 평가하였다. 결과: 설문조사에서 근무자들은 악취, 습도, 먼지 등에 대해 불만족을 보였으며, 근골격계 증상, 신경계 증상, 점막 자극 증상 등을 주로 호소하였다. 대부분의 실내공기 질 관련 항목들은 기준치를 넘지 않았으나 총휘발성유기화합물 수치가 기존 미국 사무실 측정 수치에 비해 $3{\sim}4$배 높게 나왔다. 환기 횟수나 환기량에서는 문제가 없었으나 실외공기 유입구와 실내공기 배출구의 위치 문제로 인해 오염된 공기의 유입 가능성이 있었다. 총휘발성유기화합물을 배출할 수 있는 현상액과 같은 화학물질의 관리에 주의가 필요했으며, 오염된 공기의 재유입 문제를 해결하기 위해 환기 시스템의 위치조정이 시급한 상황이었다. 결론: 저자들은 실내공기 질에 대한 평가에서 일부 화학물질 및 부적절한 환기 시스템으로 인해 근무자들이 주관적인 증상을 호소할 수 있음을 확인하였다. 지하 공간에서 장시간 거주하는 근무자들의 근무여건 개선과 함께 면역저하를 동반한 환자들의 건강관리를 위해 실내공기 질에 대한 평가는 반드시 필요하며, 그 자료를 바탕으로 향후 방사선종양학과의 설계나 기존 시설의 환경개선 등에 적극적으로 이용해야 하겠다.