• Tribology and Lubricants
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• 제38권3호
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• pp.73-83
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• 2022

This paper is concerned with an analysis of a surface edge crack emanated from a sharp contact edge. For a geometrical model, a square wedge is in contact with a half plane whose materials are identical, and a surface perpendicular crack initiated from the contact edge exists in the half plane. To analyze this crack problem, it is necessary to evaluate the stress field on the crack line which are induced by the contact tractions and pseudo-dislocations that simulate the crack, using the Bueckner principle. In this Part I, the stress filed in the half plane due to the contact is re-summarized using an asymptotic analysis method, which has been published before by the author. Further focus is given to the stress field in the half plane due to a pseudo-edge dislocation, which will provide a stress solution due to a crack (i.e. a continuous distribution of edge dislocations) later, using the Burgers vector. Essential result of the present work is the corrective functions which modify the stress field of an infinite domain to apply for the present one which has free surfaces, and thus the infiniteness is no longer preserved. Numerical methods and coordinate normalization are used, which was developed for an edge crack problem, using the Gauss-Jacobi integration formula. The convergence of the corrective functions are investigated here. Features of the corrective functions and their application to a crack problem will be given in Part II.

• 자원환경지질
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• 제56권1호
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• pp.75-85
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• 2023

The potential sources and spatial distribution of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were investigated in the leaf plants of Al-Zubair city. A total of 14 samples of conocarpus lancifolius plant leaf were collected and analyzed for their heavy metals and PAHs content using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and a 7890 Agilent capillary gas chromatograph (GC) respectively. Bioaccumulation factor calculation revealed the highest pollution of heavy metals , due to the activity of a petrochemical in the area. The diagnostic ratio of Ant/(Phe+Ant), BaA/BaA+Chr), In/(In+BghiP), Flu/Pyr, FlA/FlA+Pyr), FlA/FlA+Pyr), ∑LMW/∑HMW are commonly used for determining the origin and source of PAHs in various environmental media. The diagnostic ratio indicated the anthropogenic origin. PAHs with five-to-six membered rings were dominant in the plant leaf, which likely results from anthropogenic activities. The leaves of C. lancifolius have a preponderance of high molecular weight PAHs compared to low molecular weight PAHs, indicating a combustion origin (car exhaust, petroleum emissions, and fossil fuel). C. lancifolius leaves are a reliable indication of atmospheric PAHs absorption. The background level of heavy metals in the city (or the near environment) is in the order of Fe > Cu > Ni > Cr. On the other hand, the bioaccumulation in plant leaves showed greater tendencies as follows: Co>Cd>Zn=As>Cu>Mn>Ni>Pb>Cr>Fe. Cobalt showed high bioaccumulation, indicating strong uptake of Co by plant leaves. These findings point to human activity and car emissions as the primary sources of roadside vegetation pollution in Al-Zubair city.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권3호
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• pp.221-229
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• 2023

Urbanization and industrialization have significantly increased the amount of solid waste produced in recent decades, posing considerable disposal problems and environmental burdens. The practice of waste utilization in concrete has gained popularity among construction practitioners and researchers for the efficient use of resources and the transition to the circular economy in construction. This study employed Lytag aggregate, an environmentally friendly pulverized fuel ash-based lightweight aggregate, as a substitute for natural coarse aggregate. At the same time, fly ash, an industrial by-product, was used as a partial substitute for cement. Concrete mix M20 was experimented with using fly ash and Lytag lightweight aggregate. The percentages of fly ash that make up the replacements were 5%, 10%, 15%, 20%, and 25%. The Compressive Strength (CS), Split Tensile Strength (STS), and deflection were discovered at these percentages after 56 days of testing. The concrete cube, cylinder, and beam specimens were examined in the explorations, as mentioned earlier. The results indicate that a 10% substitution of cement with fly ash and a replacement of coarse aggregate with Lytag lightweight aggregate produced concrete that performed well in terms of mechanical properties and deflection. The cementitious composites have varying characteristics as the environment changes. Therefore, understanding their mechanical properties are crucial for safety reasons. CS, STS, and deflection are the essential property of concrete. Machine learning (ML) approaches have been necessary to predict the CS of concrete. The Artificial Fish Swarm Optimization (AFSO), Particle Swarm Optimization (PSO), and Harmony Search (HS) algorithms were investigated for the prediction of outcomes. This work deftly explains the tremendous AFSO technique, which achieves the precise ideal values of the weights in the model to crown the mathematical modeling technique. This has been proved by the minimum, maximum, and sample median, and the first and third quartiles were used as the basis for a boxplot through the standardized method of showing the dataset. It graphically displays the quantitative value distribution of a field. The correlation matrix and confidence interval were represented graphically using the corrupt method.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제47권3호
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• pp.146-156
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• 2023

Background: Endemic species are important components in the flora of most world regions. Most of these species have become threatened and exposed to extinction within the last few years. The present study aims to evaluate the ecosystem services offered by the endemic plant taxa in Egypt and the threats that affect them. Twenty-five field visits were conducted during summer 2018 to spring 2022 to several locations all over Egypt. In each location, the main habitats, national distribution, abundance, goods and threats were recorded. Results: Egypt has 41 endemic taxa belonging to 36 genera and 20 families inhabiting 10 main habitats. Rocky surfaces and sandy formations have the highest number of endemic species. The relation between the number of endemic taxa and the abundance categories indicated that 2 taxa are rare (4.9% of the total taxa), while the remaining were very rare (95%). The most represented offered good was the medicinal uses (32 taxa = 78%), while fuel plants were only represented by 2 taxa (2 taxa = 4.9%). Besides, 14 taxa (34.1% of the total studied taxa) have at least 1 environmental service. Soil fertility (7 taxa = 50%) was the most represented, followed by sand accumulations (6 taxa out of 14 taxa = 43%), while shading plant was the least (1 taxon = 7.1%) (Rosa arabica). The most represented threat is over-cutting and over-collecting (38 taxa = 92.7%), while mining and quarrying is the least represented (4 taxa = 9.8%). Conclusions: The potential and actual goods, services and threats of the endemic taxa were assessed as follows; field observation, information collected from local inhabitants and herbalists, and a literature review. The present study recommended planning a strategy about the importance, threats and conservation of endemic taxa in Egypt that would help in the protection and rescue of these plants and increase awareness about the importance of these plants.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권7호
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• pp.2756-2766
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• 2024

Small rod-controlled pressurized water reactors (PWR) are the ideal energy source for vessel propulsion, benefiting from their high reactivity control efficiency. Since the control rods (CRs) increase the complexity of reactivity control, this paper seeks to study the performance of CRs in small rod-controlled PWRs to extend the lifetime and reduce power offset due to CRs. This study investigates CR grouping, move-in/out strategies, and axially non-uniform design effects on core neutron physics metrics. These metrics include axial offset (AO), core lifetime (CL), fuel utilization (FU), and radial power peaking factor (R-PPF). To simulate the movement of the CRs, a "Critical-CR-burnup" function was developed in OpenMC. In CR designs, the CRs are grouped into three banks to study the simultaneous and prioritized move-in/out strategies. The results show CL extension from 590 effective full power days (EFPDs) to 638-698 EFPDs. A lower-worth prioritized strategy minimizes AO and the extremum values decrease from -0.69 and + 0.81 to -0.28 and + 0.51. Although an axially non-uniform CR design can improve AO at the beginning of cycle (BOC), considering the overall CR worth change is crucial, as a significant decrease can adversely impact axial power distribution during the middle of cycle (MOC).

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권3호
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• pp.235-243
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• 2006

본 연구에서는 현재 국내에서 고준위 방사성폐기물 처분장의 잠재적인 완충재 물질로 고려되고 있는 경주벤토나이트에서 발생 가능한 벤토나이트 콜로이드로의 우라늄(VI) 수착특성에 대한 실험적 연구를 pH 및 이온강도의 함수로 수행하였다. 경주벤토나이트로부터 분리된 콜로이드는 주로 몬모릴로나이트로 구성되어 있다. 중력여과법을 사용하여 측정한 결과 농도 및 크기는 약 5100 ppm 및 200-450 nm 이었다 우라늄 수착실험에 대한 공시험을 수행하여 수착 반응용기 벽면에 흡착, 침전, 한외여과에 의해 손실된 우라늄 양을 평가하였다. 이러한 과정에 의해 제거된 우라늄의 양은 미량이었다. 그러나 한외여과에 의한 우라늄 손실의 경우 이온강도가 낮은 경우 즉, 0.001 M $NaClO_4$의 경우 한외여과 필터의 표면전하 역전에 의한 양이온 수착 영향으로 인해 매우 높은 핵종 손실을 유발하였다. 벤토나이트 콜로이드에 대한 우라늄(VI)의 수착 분배계수 $K_d$ (또는 의사콜로이드 형성상수)는 PH 및 이온강도에 따라 $10^4{\sim}10^7 mL/g$ 값을 가지며 pH 중성영역인 6.5 근처에서 최대값을 가지는 것으로 나타났다. 벤토나이트에 대한 우라늄(VI)의 수착은 pH, 이온강도, 탄산농도 등과 같은 지화학적 변수들에 의존하는 수용액에서 우라늄화학종과 매우 밀접한 관련이 있다 따라서 벤토나이트 완충재로부터 발생된 벤토나이트 콜로이드는 높은 수착능으로 인해 우라늄(VI)을 의사콜로이드(pseudo-colloid)의 형태로 지질학적 매질을 통해 이동시킬 수 있을 것이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권1호
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• pp.1-10
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• 2015

방사성폐기물 심지층 처분시스템의 안전성평가에서는 일반적으로 정상 시나리오 이외에 심지층 처분시스템이 외부요인에 의해서 영향을 받는 비정상 시나리오를 추가적으로 고려하게 된다. 본 연구에서는 방사성폐기물 심지층 처분시스템의 비정상 시나리오를 포함하는 복합 시나리오에 대한 안전성평가를 위하여 비정상 시나리오를 구성하는 비정상 사건으로 국내 우물침입 발생 특성을 조사하였다. 이를 위하여, 국내의 우물 개발 자료에 대한 통계·확률적인 접근법으로 우물 개발 특성을 조사하고, 이를 통해 미래의 우물침입 발생 특성을 예측하는 방법론과 함께 계산 예를 소개하였다. 그 결과 국내 단위 면적 당 연간 우물 개발율은 보수성을 고려하여 최근 기록의 최대치인 0.8 공/년/km²로 설정되었다. 처분시스템 영향권 면적인 1.5 km²을 고려하면, 처분시스템 전체에 연간 우물 개발이 발생할 확률은 1.2 공/년으로 계산된다. 즉, 처분시스템의 제도적 관리기간 이후에는 매년 1 공 이상의 우물이 처분시스템 영향권 내에 설치가 될 것으로 예측된다는 것이다. 여기서, 설치된 우물은 정호 심도를 고려하지 않은 것이다. 설치된 우물의 정호 심도는 기존 자료들의 분포 특성을 분석한 결과, 평균 = 3.0363 m와 표준편차 = 1.1467 m의 로그정규분포로 예측될 수 있었다. 본 연구는 앞으로 우물침입이 처분시스템에 미치는 영향에 대한 추가 연구와 함께 향후 복합 시나리오를 고려한 심지층 처분시스템의 안전성평가 신뢰도 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권3호
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• pp.161-170
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• 2012

국내 심부지질환경조건을 반영한 처분안전성 평가에 필요한 입력자료를 제공하기위해, 그 동안 국내 지하시험시설(KURT)환경조건에서 많은 실험을 수행해 왔다. 안전성평가코드에 사용되는 많은 입력변수들 중 중요성이 부각되는 입력변수들을 선정하여, 각 변수별로 수집한 자료를 통계처리를 하여 값 분포 특성을 기술하고, 외국자료 값과 비교평가를 통해 값의 타당성을 검토하였다. 다룬 입력변수로서 용기물성분야에서 용기수명, 초기파손률을, 완충재물성분야에서는 핵종용해도, 완충재의 공극률, 밀도, 확산계수, 핵종분배계수를, 암반 및 원계영역에서는 수리전도도, 지하수유속, 핵종분배계수, 확산깊이, 암반균열폭, 주지하수유동통로까지 거리, 핵종이동오염운의 너비 등이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권2호
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• pp.113-122
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• 2007

본 연구에서는 타당한 지하조건을 모사하기 위한 실험장치를 글로버박스(Glove-box) 내에 설치하고 천연지하수 및 자연균열을 가진 화강암 시추코어를 이용하여 핵종이동 실험을 수행하였다. 암반코어의 균열을 통한 지하수 유동을 해석하기 위하여 비수착성 음이온 핵종인 Br로 지하수 유동실험을 수행하였다. 암반 균열을 통한 우라늄 이동 실험결과에서 유출된 우라늄의 파과곡선이 비수착성 핵종인 Br와 유사한 거동을 보여주었는데, 이는 주어진 지하수 조건에서 우라늄이 주로 탄산염과 결합된 음이온 복합체로 이동하기 때문인 것으로 추정된다. 아울러 균열충전광물에 대한 우라늄의 회분식 수착실험을 수행한 결과, 균열충전광물에 대한 우라늄의 분배계수 $K_d$는 약 2.7 mL/g로 낮게 나타났다. 이러한 우라늄 수착실험 결과는 빠른 유출을 보인 우라늄 이동실험 결과와 일치한다. 균열암반을 통한 우라늄 이동의 지 연 특성을 보다 자세히 분석하기 위하여 회분식 수착실험으로 부터 구한 $K_d$값을 이용해 지연인자 $R_d$값 $({\sim}16.2)$를 구하고 이동실험 결과로부터 구한 $R_d$값 $({\sim}14.3)$과 비교한 결과, 서로 매우 유사한 지연인자 값을 가진다는 것을 알 수 있었다. 이는 화강암 코어의 균열을 통한 우라늄의 이동 지연이 주로 균열충전광물에 의해 이루어지고 있음을 의미하는 것이라고 하겠다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권2호
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• pp.179-194
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• 2020

기존의 확률론적 안전성 평가의 신뢰도 제고를 위하여 잘 알려진 입력 파라미터의 일반적인 분포에 새롭게 측정된 신뢰도 있는 데이터를 결합하여 사후분포를 구할 수 있는 베이지안 업데이팅 방법론을 제안하였다. 마코프체인 몬테 칼로 샘플링 기법의 알고리듬을 통한 GoldSim 모듈도 개발하였다. 복수의 입력 파라미터의 사전분포에 대해 연속적으로 사후분포를 구해낼 수 있는 베이지안 업데이팅이 가능하도록 개발된 이 모듈을 GoldSim 템플릿 형태의 기존의 GSTSPA 프로그램으로 이행하여 보다 신뢰도 있는 확률론적 방사성폐기물 처분 시스템 안전성 평가가 가능하도록 하였다. 이는 기존에 존재하는 사전분포의 일반적인 형태는 취하되 새롭게 얻어지는 실제 측정치나 전문가들의 의견을 기존의 분포에 적용하여 보다 더 높은 믿음을 갖는 입력 파라미터의 사후분포를 얻을 수 있게 한다. 균열암반 내 핵종 이동에 관련된 몇 개의 입력 파라미터의 사전분포의 세차례의 연속적 업데이팅을 통해 프로그램의 유용성도 예시하였다. 이 연구를 통하여 처분시스템과 같이 장기적 평가가 필요하고 넓은 모델링 지역을 가지며 측정된 입력자료가 부족한 경우 보다 더 믿음직한 방법으로 안전성 평가를 수행할 수 있는 것을 보였다.