• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1783-1790
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• 2023

Barium Bismuth Oxide Borate (BBOB) has been synthesized for the first time using solution combustion technique. SEM analysis reveal flower shape of the nanoparticles. The formation of the nanoparticles has been confirmed through XRD & FTIR studies which gives the physical and chemical structure of the novel material. The UV light absorption is observed in the range 200-300 nm. The present study highlights the radiation shielding ability of BBOB for different radiations like X/Gamma rays, Bremsstrauhlung and neutrons. The gamma shielding efficiency is comparable to that of lead in lower energy range and lesser than lead in the higher energy range. The bremsstrauhlung exposure constant is comparably larger for BBOB NPs than that of concrete and steel however it is lesser than that of lead. The beauty of BBOB nanoparticles lies in, high absorption of radiations and low emission of secondary radiations when compared to lead. In addition, the neutron shielding parameters like scattering length, absorption and scattering cross sections of BBOB are found to be much better than lead, steel and concrete. Thus, BBOB nanoparticles are highly efficient in absorbing X/Gamma rays, neutrons and bremsstrauhlung radiations.

• Advances in nano research
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• 제14권6호
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• pp.557-573
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• 2023

The rapid growth of zinc-oxide (ZnO) nanostructures (NSs) on woven carbon fiber (WCF) is reported in this study employing a microwave-aided chemical bath deposition process. The effects of different process parameters such as molar concentration, microwave duration and microwave power on morphologies and growth rate of the ZnO on WCF were studied. Furthermore, an attempt has been taken to study influence of different type of growth solutions on ZnO morphologies and growth rates. The surface functionalization of WCF fabrics is achieved by successful growth of crystalline ZnO on fiber surface in a very short duration through one-step microwave synthesis. The morphological, structural and compositional studies of ZnO-modified WCF are evaluated using field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction and energy dispersive X-ray spectroscopy respectively. Good amount of zinc and oxygen has been seen in the surface of WCF. The presence of the wurtzite phase of ZnO having crystallite size 30-40 nm calculated using the Debye Scherrer method enhances the surface characteristics of WCF fabrics. The UV-VIS spectroscopy is used to investigate optical properties of ZnO-modified WCF samples by absorbance, transmittance and reflectance spectra. The variation of different parameters such as dielectric constants, optical conductivity, refractive index and extinction coefficient are examined that revealed the enhancement of optical characteristics of carbon fiber for wide applications in optoelectronic devices, carbon fiber composites and photonics.

• Computers and Concrete
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• 제33권1호
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• pp.1-11
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• 2024

Aggressive environmental conditions, and especially the acidic effects of sulfate ion penetration, have reduced the lifetime of concrete structures in some areas, especially coastal and marine areas. In this research, at first, samples made of type II and V cement were kept in a solution of magnesium sulfate (MgSO₄) for a period of 90 and 180 days, the change of appearance. Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM) and X-Ray Diffraction (XRD), were used to analyze the microstructure and the complex mineral composition of the concrete after exposure to corrosive environments. Then solving the differential equation governing the sulfate ion penetration, which is based on the second Fick law, it has been tried to determine the concentration of sulfate ions inside the concrete. In the following, an attempt has been made to improve the prediction of sulfate ion concentration in concrete by using Crank's penetration equation. At the same time, the coefficient in the Crank's solution have been optimized by using the Particle Swarm Optimization (PSO algorithm). The comparison between the results shows that the values obtained from Crank's relation are closer to the experimental results than the equation obtained from Fick's second law and shows a more accurate prediction.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제47권6호
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• pp.732-750
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• 2019

천연건조 중 목재의 함수율 변화 예측모형을 제시하기 위하여 15본의 소나무 원목에 대한 천연건조를 수행하였다. 초기함수율이 68.7%인 6본의 소나무 원목에 대하여 여름철에 천연건조를 시작한 후 약 880일이 경과한 후의 최종함수율은 17.4%이었다. 초기함수율이 35.8%인 9본의 소나무 원목에 대하여 겨울철에 천연건조를 시작한 후 약 760일이 경과한 후의 최종함수율은 16.0%이었다. 소나무 원목의 말구지름, 온도, 상대습도, 풍속을 독립변수로 결정하고, 천연건조 중 감소한 함수율을 종속변수로 다중회귀분석을 진행한 결과, 결정계수 0.925의 회귀모형을 얻을 수 있었다. 소나무 원목의 특성인 초기함수율과 말구지름이 기상조건인 온도, 상대습도, 풍속에 비하여 천연건조 중 함수율 감소에 미치는 영향이 더 크게 나타났다. 천연건조 중 내부함수율의 분포 및 함수율 변화를 예측하기 위하여 2차원 물질전달 해석을 수행하였다. 건조일수를 서로 다르게 적용하고, 수분확산계수 및 표면방사계수를 결정하는 기상조건을 다르게 적용한 2가지의 예측모형을 제시하였다. 2가지 적용 방법의 오차는 0.1 - 0.8%의 범위였으며, 측정값과의 차이는 2.2 - 3.6%의 범위였다. 다양한 초기함수율과 말구지름의 소나무 원목에 대한 천연건조 중 내부함수율을 측정하고, 각각의 기상조건에 대한 목재 내 수분이동계수를 산출하면 예측모형의 오차를 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국진공학회지
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• 제21권6호
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• pp.333-341
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• 2012

본 연구는 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 산소유량 변화에 따라 증착된 ITO 박막 구조적, 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. ITO (Indium Tin Oxide) 박막은 $1.0{\times}10^{-3}$ Torr의 공정 압력과 2 kW 및 13.56 MHz의 RF 전력, 1,000 sccm의 Ar 가스 조건하에 0~12 sccm의 $O_2$ 가스 유량을 변경하면서 증착하였다. 광투과율 측정은 적분구를 이용하였으며, 측정 파장 범위는 300~1,100 nm이다. 4-point probe를 이용하여 면저항을 측정하였으며, Hall Measurement System을 이용하여 비저항, 캐리어 농도 및 전자이동도를 측정하였다. Scanning electron microscope 장비를 이용하여 ITO 박막 표면을 분석하였고, 박막의 거칠기는 Atomic force microscope을 이용하여 측정하였다. ${\gamma}$-Focused ion beam system을 이용하여 ITO 박막의 이차전자방출계수를 측정하였으며, 이차전자방출계수 값으로 Auger neutralization mechanism 분석법을 이용해 ITO 박막의 일함수를 결정하였다. 3 sccm의 산소 유량에서 증착된 ITO 박막의 비저항은 약 $2.4{\times}10^{-4}{\Omega}{\cdot}cm$로 가장 좋았으며, 광학적 특성 또한 84.93% (Weighted average)로 가장 좋은 것을 확인할 수 있었다. 이 조건에서 이차전자방출 계수가 가장 높았고 일함수는 가장 낮은 경향의 일치함을 확인하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권2호
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• pp.169-181
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• 2023

최근 지구온난화의 주원인인 이산화탄소(carbon dioxide, CO₂)의 배출량을 줄이기 위하여 한국은 탄소 배출량 감축목표와 탄소 중립을 선언하였으며, 이에 따른 지역별 배출량과 대기 중 CO₂ 농도의 정확한 평가가 중요해지고 있다. 본 연구에서는 Orbiting Carbon Observatory-2 위성자료와 CO₂ 배출량 자료를 활용하여 위성기반 대기 중 CO₂ 농도와 배출량의 시공간적 차이를 확인하고, 이러한 차이를 식생 성장에 따른 광합성 반응지수인 태양유도 엽록소 형광(solar-induced fluorescence, SIF)을 이용하여 설명하고자 하였다. 2014년부터 2018년까지 한국 지역에서 환경부 온실가스종합정보센터(Greenhouse Gas Inventory and Research Center, GIR) 및 Emissions Database for Global Atmospheric Research (EDGAR) 배출량은 지속적으로 증가하였지만, 위성에서 관측된 CO₂ 농도는 2018년에 전년 대비 감소하는 것으로 나타났다. 지역적으로 살펴보면 경기도, 충청북도는 2018년에 GIR, EDGAR 배출량이 증가하였지만 CO₂ 농도는 감소하였다. 또한, 배출량과 위성관측 CO₂ 농도의 상관성분석에서 서울과 강원도 지역에서 각각 0.22 (GIR), 0.16 (EDGAR)으로 낮은 상관성을 보였다. 대기 중 CO₂ 농도는 SIF와 지역별로 상이한 상관관계를 보였는데, 5~9월의 CO₂-SIF 상관성분석에서 서울과 경기지역은 -0.26의 음의 상관계수를, 충청북도와 강원도는 0.46의 양의 상관계수를 보이며 CO₂ 흡수와 대기 중 농도의 관계성이 지역별로 차이가 있음을 밝혔다. 따라서 대기 중 CO₂ 농도와 배출량 사이의 관계성을 분석함에 있어 CO₂ 흡수 과정에 대한 고려가 필요하다는 것을 시사한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권5호
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• pp.887-894
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• 2011

영남지역에서 자연적 입지조건이 논토양 온실가스 배출에 미치는 영향을 살펴보고자, 2004년, 2005 및 2007년의 3년간 경남 밀양에 위치한 국립식량과학원 기능성작물부 시험포장과 인근 포장에서 연구를 수행하였다. 논토양에서 온실가스 배출과 관련 깊은 자연적 요인인 논토양 유기물 함량, 논 유형 (보통답, 미숙답, 습답 및 사질답) 및 농업기후대별 (영남내륙지대, 영남내륙산간지대 평지 및 산지, 동해안중부지대) 로 $CH_4$ 배출량을 조사하였다. 논토양 유기물 함량에 따른 $CH_4$ 배출량은 동일비료의 장기연용에 의하여 인접한 토양임에도 토양유기물 함량이 서로 다른 시험구에서 벼 표준재배법에 따라 동일하게 시비관리하면서 조사하였다. 논토양 $CH_4$ 배출량은 GWP 기준으로 3요소+퇴비 장기시용에 의하여 유기물 함량이 가장 높았던 처리구에서 $CH_4$ 배출량이 $3,597kg\;CO_2\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ (100%)으로 가장 많았고, 다음으로 퇴비 72.1%, 3요소 70.5%, 3요소+규산 49.9% 및 무비 41.1%의 순으로 나타났다. 이는 토양 유기물 함량의 순서와 일치하였으며, 논토양 온실가스 배출량과 토양 유기물 함량 사이에는 r = $0.963^{**}$의 고도로 유의한 정의 상관관계가 있었다 (y = $4.3096x^{1.81314}$, 단 x는 토양 유기물함량, g $kg^{-1}$).논 유형별 $CH_4$ 배출량 (GWP) 은 토양 투수속도가 느리고, 유기물 함량이 높아 토양의 혐기상태가 강하게 유지되는 습답에서 $14,160kg\;CO_2\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ (100%)로 가장 많았고, 미숙답은 64.0%, 보통답 46.8%, 사질답 23.8%의 순으로 나타났다. 농업기후대에 따른 논토양 $CH_4$ 배출량 (GWP)은 벼 재배기간 중 평균기온이 가장 높았던 영남내륙지대 (밀양)에서 $4,967kg\;CO_2\;ha^{-1}\;yr^{-1}$ (100%)로 가장 배출량이 많았 고, 동해안중부지대 (영덕) 94.6%, 영남내륙산간 평지 (상주 신봉) 91.7% 및 영남내륙산간 산지 (상주 화서) 78.9%의 순이었다. 기후대별 온도인자 중 7-9월 평균기온과 논토양 온실가스 배출량 사이의 회귀식은 y = 389.7x-4,287(단 x는 농업기후대별 7-9월 평균기온, $R^2=0.906^*$)이었다. 이와 같은 자연적 입지조건이 논토양 $CH_4$ 배출에 미치는 영향에 대한 이해를 높임으로써 논토양 입지조건을 고려한 온실가스 저감방법 구명 및 개발에 기초연구로 이용될 수 있을 것이다.

• 대한핵의학회지
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• 제32권1호
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• pp.32-49
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• 1998

O-15 표지 물 동적 PET을 이용하여 비균일 심근조직의 혈류를 정확히 추정하기 위하여 일차구획 모델을 변형한 두 개의 혈류 모델을 고안하였다. 첫 모델에서는 혈류, PTI, 조직회수 분획($F_{MM}$)을 추정하였고, 두 번째 모델에서는 혈류, PTI, 그리고 분배계수를 추정하였다. 비균일 심근조직의 비균일성을 나타낼 지표를 도입하여 여러 종류의 비균일 조직을 모사하고 이 지표로 비균일성을 표현하였다. 우리 모델을 적용하여 PTI가 혈류분포의 비균일성과 상관이 적음을 확인하고 분배계수를 변수로 취급한 두 번째 모델에서 추정한 분배계수가 비균일성을 나타냄을 알았다. 분배계수는 비균일성에 따라 굽은 선형(curvilinear)으로 감소하였다. 분배계수와 함께 추정된 혈류도 비균일성이 커지면 참값보다 작게 추정되었다. 추정된 분배계수로 혈류 추정값의 과소평가플 보정하여 추정값의 바이어스를 바로잡을 수 있었다. O-15 표지 물 동적 PET으로 심근혈류를 측정할 때 분배계수를 변수로서 혈류와 함께 추정하여 비균일성을 나타내는 지표로 쓰고 동시에 혈류 추정값을 참값에 가까운 값을 얻는데 쓸 수 있다고 본다. 혈류분포의 비균일성 정도를 수치적으로 표시할 수 있는 지표를 임상에 적용하면 허혈성 심근 질환의 혈류 비균일성을 해석할 수 있을 것으로 생각한다.

• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.55-66
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• 2012

$CO_2$ 감축은 최근 문제되고 있는 온실가스를 감축시킬 수 있는 직접적인 수단이 되고 있으며, 이러한 방법으로는 CCS 기술이 현실적인 대안기술로 부상하고 있다. 특히 전 세계적으로 널리 분포되어 있고 많은 양의 $CO_2$ 를 격리할 수 있는 심부 대염수층을 대상으로 활발한 연구가 진행 중이다. 이에 본 연구에서는 심부 대염수층에 대한 $CO_2$ 지중격리시 예비 타당성 평가 수행을 위하여 인공신경망을 이용한 효율성 평가 모델을 개발하였다. 모델 개발에 앞서 심부 대염수층을 대표할 수 있는 기본 모델을 선정하고 상용시뮬레이터 GEM을 활용하여 민감도 분석을 수행하였으며, 분석 결과를 바탕으로 심부 대염수층에 영향을 미치는 주요 인자 및 영향범위를 선정하였다. 인공신경망 학습을 위한 격리 시나리오 구성 결과 용해트랩과 잔류트랩에 의한 $CO_2$ 격리를 확인할 수 있었으며, 인공신경망 모델 자체 검증 결과 0.99이상의 높은 상관계수를 나타내어 심부 대염수층에서의 $CO_2$ 지중격리 효율성 평가에 활용 가능함을 확인하였다.

• Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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• 제15권11호
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• pp.4629-4635
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• 2014

Background: Diffusion-weighted imaging (DWI) makes it possible to detect malignant tumors based on the diffusion of water molecules. However, it is uncertain whether DWI has advantages over FDG-PET for distinguishing malignant from benign pulmonary nodules and masses. Materials and Methods: One hundred-forty-three lung cancers, 17 metastatic lung tumors, and 29 benign pulmonary nodules and masses were assessed in this study. DWI and FDG-PET were performed. Results: The apparent diffusion coefficient (ADC) value ($1.27{\pm}0.35{\times}10^{-3}mm^2/sec$) of malignant pulmonary nodules and masses was significantly lower than that ($1.66{\pm}0.58{\times}10^{-3}mm^2/sec$) of benign pulmonary nodules and masses. The maximum standardized uptake value (SUVmax: $7.47{\pm}6.10$) of malignant pulmonary nodules and masses were also significantly higher than that ($3.89{\pm}4.04$) of benign nodules and masses. By using optimal cutoff values for ADC ($1.44{\times}10^{-3}mm^2/sec$) and for SUVmax (3.43), which were determined with receiver operating characteristics curves (ROC curves), the sensitivity (80.0%) of DWI was significantly higher than that (70.0%) of FDG-PET. The specificity (65.5%) of DWI was equal to that (65.5%) of FDG-PET. The accuracy (77.8%) of DWI was not significantly higher than that (69.3%) of FDG-PET for pulmonary nodules and masses. As the percentage of bronchioloalveolar carcinoma (BAC) component in adenocarcinoma increased, the sensitivity of FDG-PET decreased. DWI could not help in the diagnosis of mucinous adenocarcinomas as malignant, and FDG-PET could help in the correct diagnosis of 5 out of 6 mucinous adenocarcinomas as malignant. Conclusions: DWI has higher potential than PET in assessing pulmonary nodules and masses. Both diagnostic approaches have their specific strengths and weaknesses which are determined by the underlying pathology of pulmonary nodules and masses.