• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권6호
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• pp.2335-2347
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• 2023

As medical facilities are usually built at urban areas, special concrete aggregates and evaluation methods are needed to optimize the design of concrete walls by balancing density, thickness, material composition, cost, and other factors. Carbon treatment rooms require a high radiation shielding requirement, as the neutron yield from carbon therapy is much higher than the neutron yield of protons. In this case study, the maximum carbon energy is 430 MeV/u and the maximum current is 0.27 nA from a hybrid particle therapy system. Hospital or facility construction should consider this requirement to design a special heavy concrete. In this work, magnetite is adopted as the major aggregate. Density is determined mainly by the major aggregate content of magnetite, and a heavy concrete test block was constructed for structural tests. The compressive strength is 35.7 MPa. The density ranges from 3.65 g/cm³ to 4.14 g/cm³, and the iron mass content ranges from 53.78% to 60.38% from the 12 cored sample measurements. It was found that there is a linear relationship between density and iron content, and mixing impurities should be the major reason leading to the nonuniform element and density distribution. The effect of this nonuniformity on radiation shielding properties for a carbon treatment room is investigated by three groups of Monte Carlo simulations. Higher density dominates to reduce shielding thickness. However, a higher content of high-Z elements will weaken the shielding strength, especially at a lower dose rate threshold and vice versa. The weakened side effect of a high iron content on the shielding property is obvious at 2.5 µSv=h. Therefore, we should not blindly pursue high Z content in engineering. If the thickness is constrained to 2 m, then the density can be reduced to 3.3 g/cm³, which will save cost by reducing the magnetite composition with 50.44% iron content. If a higher density of 3.9 g/cm³ with 57.65% iron content is selected for construction, then the thickness of the wall can be reduced to 174.2 cm, which will save space for equipment installation.

• 한국초지조사료학회지
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• 제43권4호
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• pp.225-231
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• 2023

본 실험은 논 토양에서 총체보리 재배시 화학비료와 발효 돈분액비 혼용 시용이 생육특성 및 영양성분에 미치는 영향을 조사하고자 실시하였다. 실험설계는 화학비료 100% 처리구(T1), 화학비료 70% + 돈분액비 30% 처리구(T2), 화학비료 50% + 돈분액비 50% 처리구(T3), 화학비료 30% + 돈분액비 70% 처리구(T4) 그리고 돈분액비 100% 처리구(T5)로 한, 5처리 3반복 난괴법으로 배치하였다. 이때 돈분 액비 시용은 질소량만을 기준으로 하였다. 생육특성은 T1구가 다른 구에 비하여 높게 나타났다(p<0.05). 생초수량, 건물수량 및 TDN 수량은 T1구가 가장 높았던 반면 T5구가 가장 낮게 나타났다(p<0.05). 일반성분(조단백질, 조지방, 조회분, NDF, ADF, 조섬유) 및 TDN 함량에서는 처리구들 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다. 무기물 성분에서는 Ca과 Na 함량은 T1구가 다른 구(T2, T3, T4, T5)에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다(p<0.05). 그러나 Mg와 P의 함량은 T1구가 다른 구에 비하여 유의적으로 높게 나타났다 (p<0.05). K 함량은 처리구들 간에 유의적인 차이가 없었다. 총유리당 함량은 화학비료와 액비 혼용 구(T2, T3, T4)와 전량 액비 구(T5)에 비하여 화학비료 처리구(T5)가 유의적으로 낮게 나타났다 (p<0.05). 위의 결과를 종합해 볼 때, 돈분 액비 시용은 화학비료구에 비하여 건물 및 TDN 수량은 떨어지지만 유리당 함량은 높은 것으로 나타났다. 따라서 총체보리 생산성을 높이기 위해서는 돈분액비의 분해율 및 부족한 성분(P, K) 고려하여 액비를 화학비료와 혼용 시용하는 것이 바람직 할 것으로 생각한다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제15권1호
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• pp.41-50
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• 2010

소형선박에서 운영이 가능한 연안용 benthic chamber(BelcI)를 개발했다. 운영상에 유연성이 큰 BelcI는 연안 저층 경계면 연구에 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 판단된다. BelcI는 몸체, 자동채수기, 교반기 및 전자제어부로 구성된다. 운영상에 유연성을 극대화하기 위해 몸체는 사각 셀 단위의 2단 구조로 설계했다. 센서신호의 증폭, 교반기 및 채수장치 제어회로를 초 전력 소모 회로로 구성하여 외부 전원장치를 제거했다. PIV(particle image velocimetry)기법으로 측정한 chamber 내부의 유체유통은 전형적인 radial-flow impeller의 특성을 나타냈다. chamber내 물의 혼합 시간은 약 30초로 추정되었으며, 바닥면에서 shear velocity($u^*$)는 약 $0.32\;cm\;s^{-1}$였다. 산경계층(DBL) 두께는 약 $180{\sim}230\;{\mu}m$였다. 현장에서 측정한 산소소모율은 약 $84\;mmol\;O_2\;m^{-2}\;d_{-1}$로 선상배양결과 보다 2배 이상 컸다. 저층 영양염 플럭스는 "질산+아질산"이 $0.18\;{\pm}\;0.07\;mmol\;m^{-2}\;d^{-1}$, 암모니움이 $2.3\;{\pm}\;0.5\;mmol\;m^{-2}\;d^{-1}$, 인산인이 $0.09\;{\pm}\;0.02\;mmol\;m^{-2}\;d^{-1}$, 규산규소가 $23\;{\pm}\;1\;mmol\;m^{-2}\;d^{-1}$로 추정되 었다.

• 한국동물위생학회지
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• 제25권1호
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• pp.53-73
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• 2002

It has been reported that degranulation of mast cells in rats, rabbits and dog was observed after dosing xylazine hydrochloride(Xh) which has been widely used as sedative, analgesic and muscular relaxant. Therefore, this experiment was conducted to examine the relations between Xh and histamine release and to identify the action of ${\alpha}$-adrenoceptors which exists on the suface of mast cells. 1. The content of histamine within serum was measured with HPLC by performing the O-phthalaldehyde(OPA) fluorescent derivation. The pretreatment method had a little modification from the conventional method. The pretreament was carried out in the following method. 0.2$m\ell$ of serum and 1$m\ell$ of butanol were added to mixed together and then the liquid was centrifugally separated at 4$^{\circ}C$ and 2,000 rpm for 3 minutes. 0.4$m\ell$ of 0.1N HCl and 1.6$m\ell$ of heptane were added to 0.8$m\ell$ of supernatant taken from the liquid, and they were mixed together. This mixture was also centrifugally separated at 4$^{\circ}C$ and 2,000 rpm for 5 minutes. The supernatant was thrown away and the OPA fluorescent derivation was carried out with 0.2$m\ell$ of the lower liquid then, 5 minutes after mixing 400${\mu}\ell$ of 0.1N HCl, 120${\mu}\ell$ of 1N NaOH and 40${\mu}\ell$ of 0.1% OPA in the 0.2$m\ell$ of the lower liquid,120${\mu}\ell$ of 3.57N H$_3$PO$_4$ was added to the mixed liquid, and the liquid, was mixed again and syringe-filtered. Then, the measurement was done with HPLC in the 30 : 70(ν/ν) ratio of 0.004M KH$_2$PO$_4$: CH$_3$CN, flow rate of 1.0$m\ell$/min., and a wavelength of λex= 350nm and λem=444nm at the column temperature of 27$^{\circ}C$, using the fluorescence detector. 2. The content of histamine in each laboratory animal appeared to be higher in such an order as rabbit, rat, guinea pig, dog, Korean indigenous goat, swine, Korean indigenous cattle, Holstein, and mouse, of which the individual mean values${\pm}$standard deviation were 2.0668 ${\pm}$ 0.6049. 0.4999 ${\pm}$ 0.2278, 0.4241 ${\pm}$ 0.1974, 0.1054 ${\pm}$ 0.0556, 0.1028 ${\pm}$ 0.0276, 0.0972 ${\pm}$ 0.0513, 0.0872 ${\pm}$ 0.0373, 0.0717 ${\pm}$ 0.0379, and 0.0706 ${\pm}$ 0.0366, respectively. 3. The content of histamine was measured at the moments of 15-, 30-, 60-, 120-minutes after inoamuscular injection of 20mg/100kg Xh into two to 4 years old Holstein weighing 600∼700kg. The result showed that there was a significant increase at the times of 30- and 90-minutes after injection(p<0.05). 4. Intramuscular injection of 3mg/10kg Xh was given to crossbred pug dogs weighing 2.5∼4.3kg. The content of histamine was measured at the times of 30-, 60-, 90- and 120-minutes after injection. The result revealed that there was a significant increase at the times of 60-and 90-minutes after injection(p<0.05). 5. Intramuscular injection of 10mg/$m\ell$∼25mg/$m\ell$ Xh in concentration of 0.1$m\ell$ was applied to Korean indigenous goat over 5 months old. Then, the content of histamine was measured at the times of 15-, 30-, 60- and 90-minutes after injection. A significant increase was shown at the times of 30- and 60-minutes after injection(p<0.05). 6. The content of histamine was measured at the moments of 30- and 60-minutes after intramuscular injection of 0.1-0.2$m\ell$ Xh (20mg/$m\ell$) into male rabbits weighting 2.5-4kg. A significant increase was found at the moment of 60 minutes after injection(p<0.001). 7. After administering Xh to the mast cell taken from the abdominal cavity of mouse, the content of histamine was measured. The result showed that the higher the concentration, the more significantly the content of histamine was increased(p<0.05). 8. Compound 48/80 was administered in concentration of 5$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ and 10$\mu\textrm{g}$/$m\ell$ to the mast cell picked from the abdominal cavity of mouse. The result showed that there was a significant increase in the content of histamine in case of the concentration of 10$\mu\textrm{g}$/$m\ell$(p<0.05). It was found to be about 10,000 to 500,000 times stronger than the Xh. 9. After premedication of 1mg/kg of yohimbine hydrochloride as ${\alpha}$$_2$-adrenergic antagonist to rabbits, the Xh was administered to them. The result was that the value of histamine within serum was decreased significantly(p<0.001). 10. After premeditation of 1mg/kg of prazosin hydrochloride as ${\alpha}$$_1$-adrenergic antagonist to rabbits, the Xh was administered to them. It was found that the value of histamine within serum was decreased significantly(p<0.005). 11, Prazosin hydrochloride and yohimbine hydrochloride as ${\alpha}$$_1$-adrenergic antagonist, respectively, and ${\alpha}$$_2$-adrenergic antagonist were administerd. In this case, the value of histamine within serum was decreased significantly(p<0.0001). As the results, when the Xh is administered to various kinds of animals, the amount of histamine release within serum is increased. In view of the results so far achieved, it is concluded that Xh acted on both a$_1$-adrenoreceptor and ${\alpha}$$_2$-adrenoreceptor induces the degranulation of mast cell.

• 대한지하수환경학회지
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• 제7권3호
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• pp.103-115
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• 2000

갈색 침전물의 생성은 우리나라 지하수의 개발 및 공급에 있어 흔히 발생하는 문제 중의 하나인데, 이에 따라 색도, 맛, 탁도 및 용존 철 함량 등의 항목에 있어 먹는 물 수질 기준을 초과하게 되고, 물 공급 시스템에 스케일링의 문제를 야기하게 된다. 경기도 파주 지역 지하수의 경우에도 양수 후 몇 시간 내에 갈색 침전물이 형성되어 수질을 악화시키고 있다. 본 연구에서는 지하수의 탁도를 유발하는 원인과 지화학적 반응 경로를 이해하고자, 평형열역학 및 반응속도론적 접근을 통하여 갈색 침전물의 형성과정을 파악하였다. 본 연구결과는 침전물의 형성을 최소화하기 위한 적정 양수 기법은 물론 수질 향상을 위한 최적 수처리 기법을 설계하는데 있어 중요한 자료로 활용될 것이다. 파주 지역의 암반 지하수는 물/암석(편마암)반응에 의해 Ca-$HCO_3$형의 수질 특성을 보인다. SEM-EDS 및 XRD 분석 결과, 갈색 침전물은 비정질의 함철 산화물 또는 수산화물로 해석된다. 다양한 공극 크기(6, 4, 1, 0.45, 0.2 $\mu\textrm{m}$)를 갖는 여과지를 이용한 다단계 여과 결과, 이들 침전물은 크기에 있어 대부분 1 내지 0.45$\mu\textrm{m}$의 입도를 갖는 콜로이드 형태이지만, 질량 분포로 볼 때는 1 내지 6$\mu\textrm{m}$범위가 우세함(총 질량의 약 81%)을 알 수 있다. 다량의 용존 철(II)은 지하수 유동 중에 철 함량이 높은(최대 3wt.%) 단층 파쇄암 내의 녹니석(clinochore)의 용해로부터 기원하는 것으로 판단된다. PHREEQC 프로그램을 이용한 포화지수 계산 및 pH-Eh 관계도에 대한 검토 결과, 침전물은 함철 수산화물임이 확인되며, 환원 조건에 있던 심부 지하수가 양수에 의해 산소에 노출되면서 화학성 변화(특히, 산화)에 의하여 침전함을 알 수 있다. 양수 이후의 시간 경과와 더불어 양수된 지하수의 pH, DO, 알칼리도는 점차 감소하며. 탁도는 증가하다가 일정 시간 경과 후 감소하는 경향을 보인다. 양수 이후의 경과 시간에 따른 용존 철(II)의 농도 감소율(즉, 반응 속도)은 Fe(II)=10.l exp(-0.0009t)로 표현된다. 따라서 갈색 침전물의 생성 반응은 양수 및 양수 후 저장 과정 중에 산소의 유입에 따른 산화 반응에 기인하며, 그 반응은 시간, 산소분압 및 pH에 의존함을 알 수 있다. 탁도를 제거하여 음용 가능한 수질을 확보하기 위해서는, 충분한 시간 동안 충분한 크기를 갖는 탱크 내에서의 다단계 저장 및 폭기를 거친 이후에 응집된 침전물에 대한 여과가 제안된다. 이때, 비용 절감 차원에서 상이한 입도 조건에서의 다단계 여과가 효과적일 것으로 생각된다. 한편, 개발 관정 내에서의 스케일링을 최소화하기 위해서는 심부 지하수로 산소가 풍부한 천층 지하수가 유입되는 과정을 최소화할 필요가 있다. 이를 위해서는 적정 채수량 범위 내에서의 지속적인 양수가 효과적일 것이다. 아울러, 산소가 풍부한 천층 지하수의 채수를 위한 별도의 관정 설치도 고려할 수 있을 것이다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제31권1호
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• pp.75-81
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• 2019

목 적: 두피 악성종양의 치료에 광자선을 사용할 때 필요한 Bolus 재질들의 단점으로 인하여 3D Printer용 헬멧형 bolus가 제작되고 있다. 하지만 사용되는 재질인 PLA은 조직등가물질에 비해 높은 밀도를 가지고 있으며 환자가 착용할 경우 불편한 점들이 발생한다. 이에 본 연구에서는 3D Printer를 이용한 M3 wax 헬멧을 제작하여 악성 두피종양을 치료하는 방법을 시도해 보고자 한다. 대상 및 방법: 헬멧형 M3 wax의 모델링을 위해 두부인체모형팬텀을 CT로 촬영해 DICOM file로 획득하고, 두피 위에 헬멧이 위치할 부위를 Helmet contour로 제작하였다. M3 Wax 헬멧의 제작은 paraffin wax를 녹이고, 산화마그네슘, 탄산칼슘을 섞어 용해시킨 후 PLA 3D 헬멧의 내부에 넣고 표면의 PLA 3D 헬멧을 제거하였다. 치료계획은 총 10 Portal의 Intensity-Modulated Radiation Therapy(IMRT)로 세웠으며, 치료선량은 200 cGy로 eclipse의 Analytical Anisotropic Algorithm(AAA)를 사용하였다. 그 후 EBT3 film과 Mosfet(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor: USA)를 이용해 선량검증을 실시하였으며, CT 모의치료실과 동일한 조건으로 두부인체모형팬텀을 재현해 IMRT Plan을 측정하였다. 결 과: CT상에서 측정된 Bolus의 Hounsfield unit(HU)는 $52{\pm}37.1$으로 나타났다. M3 wax bolus 측정점 A, B, C에서 TPS의 선량은 186.6 cGy, 193.2 cGy, 190.6 cGy으로 확인되었고, Mostet으로 3회 측정한 선량은 $179.66{\pm}2.62cGy$, $184.33{\pm}1.24cGy$, $195.33{\pm}1.69cGy$, 오차율은 -3.71 %, -4.59 %, +2.48 %였다. EBT3 Film으로 측정된 선량은 $182.00{\pm}1.63cGy$, $193.66{\pm}2.05cGy$, $196{\pm}2.16cGy$이었으며, 오차율은 -2.46%, +0.23 %, +2.83 %로 확인되었다. 결 론: M3 wax bolus는 2 cm의 두께로 제작되어 뇌 부분의 선량을 보다 쉽게 낮추어 치료계획을 수립할 수 있었다. 치료선량 검증에서의 EBT3 Film과 Mosfet의 선량계의 A, B, C 측정값에서도 두피의 표면선량 최대 오차율은 5 % 이내로 측정되었으며, 일반적으로 3 % 이내로 정확하게 측정되었다. M3 wax bolus는 제작과정 기간이 3D Printer보다 빠르고 비용이 저렴하며, 재사용 가능하고, 인체조직 등가물질로서 두피 악성종양 치료에 매우 유용한 Bolus이다. 따라서 3D Printer의 대용량 Bolus, Compensator의 제작시간 및 비용이 비싼 단점을 극복하는 주조형 M3 wax bolus의 사용이 추후 확대될 것으로 사료된다.