• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.21-28
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• 2017

최근 원자력 발전소 및 LNG 탱크의 외벽을 제작하는데 있어 강판 콘크리트(steel-plate concrete, SC)와 같은 합성형 구조모듈(steel-plate concrete panel, SCP)의 사용이 증가하고 있다. SCP는 공장에서 생산 한 후 이송되므로, 이송에 드는 비용을 줄이기 위해 경량화가 필수적이다. 이때 경량골재 콘크리트를 사용해 SCP의 내부를 채워 밀도를 낮출 수 있지만, 현재 콘크리트 배합법은 콘크리트의 품질을 확보하기 위해 경량골재의 사용량이 제한되어 경량화에 한계가 있다. 본 연구에서 제안하는 프리플레이스트 경량 콘크리트 배합법은 거푸집 내 경량골재를 먼저 채운 후(pre-packing) 그라우트를 주입하는 공법으로, 콘크리트의 품질확보 및 밀도를 낮출 수 있다. 다양한 종류의 경량골재 및 그라우트 배합을 사용해 실험을 수행하였고, 밀도 $1,600kg/m^3$, 압축강도 30MPa급 프리플레이스트 경량 콘크리트 배합비를 선정하여 SCP 시편을 제작하였다. 제작된 SCP 시편의 구조성능 시험을 위해 3점 휨 실험을 수행하였다. 고유동 콘크리트를 사용해 SCP의 내부를 채운 시편과 비교해 프리플레이스트 경량 콘크리트를 사용해 제작된 SCP 시편은 비슷한 수준의 휨 저항 성능을 보였으며 밀도가 30% 이상 낮았다. 따라서 프리플레이스트 경량 콘크리트를 사용해한 SCP 제작 시, 기존의 SCP와 비슷한 수준의 구조성능을 가지며 밀도를 낮춰 이송 비용을 감축할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.38-45
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• 2018

건설해체공사와 유사한 특성을 갖는 원전 제염해체공사에서 구조적 리스크 관리는 매우 중요하다(DOE). 하지만 제염해체작업 중 발생할 수 있는 구조적 재난재해 및 위험요소는 크게 고려하지 않고 있다. 이로 인해, 구조적 재난 및 재해에 의해 발생할 수 있는 작업자 리스크 역시 체계적으로 정립되어 있지 않다. 또한, 재난 및 재해 그리고 리스크 분류체계는 작업의 특성(작업프로세스, 활용장비, 작업 위치 등)별로 분류되어 있지 않아 실제 해체공사를 위한 매뉴얼로 활용하기에 무리가 있다. 따라서 차폐 콘크리트 구조물 제염해체공사의 건설해체공사와의 유사성을 기반으로 작업의 특성별로 분류한 리스크를 도출하는 것은 원자력 발전소 해체공사 리스크 관리에 필수적으로 판단한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권1호
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• pp.121-126
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• 2019

원자력발전소 해체과정에서 방사화 재고량에 대한 평가는 방사선 환경에 정보를 제공함으로써 해체 계획을 수립하는데 중요한 정보를 제공한다. 원자로 운전 정지 후 원자로 및 관계시설에서의 축적된 방사능은 노심 구조물, 반사체 및 차폐체 등의 구조재가 중성자 조사에 의해 방사화된것이다. 방사화생성물 중 $^{36}Cl$ 과 $^{41}Ca$ 은 반감기와 화학적 물리학적 특성에 의해 해체 처분 관점에서 매우 중요한 핵종이며 이에 따라 본 연구에서는 차폐 콘크리트 내 생성량을 평가하였다. MCNPX 코드를 사용하여 중성자속과 반응단면적을 계산하였으며 이 결과를 토대로 ORIGEN2 코드를 사용하여 방사화생성물의 양을 평가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.521-526
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• 2005

원전 격납건물의 축대칭 모델은 해석상의 간편성으로 인하여 널리 사용된다. 하지만, 일반적인 돔 텐던의 배치는 축대칭 형상이 아니며 곡률을 가진 돔에 임의로 배치된 관계로 축대칭 근사화시 좀 더 엄밀한 수학적 유도가 요구된다. 본 연구에서는 국내의 CANDU형 및 한국형 격납건물 돔에 비축대칭으로 배치된 텐던을 축대칭 모델에 적용하기 위한 합리적인 변환 절차를 제안하였다. 텐던 강성의 모델링에서는 실제 3차원으로 배치된 돔 텐던의 자오선방향 및 원환방향으로의 강성 기여를 고려할 수 있도록 텐던을 등가의 층으로 근사화하였다. 프리스트레싱의 효과는 등가하중법 및 초기응력법 관점에서 고찰하였으며, 축대칭 모델의 방법론에 적합하도록 등가하중 및 초기응력을 유도하였다. 후속 논문에서는 제안된 모델을 적용한 수치 예제들을 범용구조해석 프로그램으로 해석하고 타당성을 검증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권5호
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• pp.1686-1704
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• 2021

This study addresses the numerical simulation of the shield building of an AP1000 nuclear power plant (NPP) subjected to a large commercial aircraft impact. First, a simplified finite element model (F.E. model) of the large commercial Boeing 737 MAX 8 aircraft is established. The F.E. model of the AP1000 shield building is constructed, which is a reasonably simplified reinforced concrete structure. The effectiveness of both F.E. models is verified by the classical Riera method and the impact test of a 1/7.5 scaled GE-J79 engine model. Then, based on the verified F.E. models, the entire impact process of the aircraft on the shield building is simulated by the missile-target interaction method (coupled method) and by the ANSYS/LS-DYNA software, which is at different initial impact velocities and impact heights. Finally, the laws and characteristics of the aircraft impact force, residual velocity, kinetic energy, concrete damage, axial reinforcement stress, and perforated size are analyzed in detail. The results show that all of them increase with the addition to the initial impact velocity. The first four are not very sensitive to the impact height. The engine impact mainly contributes to the peak impact force, and the peak impact force is six times higher than that in the first stage. With increasing initial impact velocity, the maximum aircraft impact force rises linearly. The range of the tension and pressure of the reinforcement axial stress changes with the impact height. The perforated size increases with increasing impact height. The radial perforation area is almost insensitive to the initial impact velocity and impact height. The research of this study can provide help for engineers in designing AP1000 shield buildings.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.673-683
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• 2016

최근 전 세계적으로 발생하고 있는 각종 사고 및 테러공격 등으로 인한 폭발, 충돌, 화재 사고가 빈번하게 발생하고 있으며, 특히, 2001년 미국 세계무역센터와 펜타곤에 발생한 9.11 테러사건 이후 사회적인 안전 불감증이 더욱 고조되고 있다. 또한, 2011년 일본 후쿠시마 원전사고로 인한 원전 격납건물 손상 시 발생할 수 있는 물리적, 환경적 위험성에 대한 사회적 불안감이 날로 커짐에 따라 원전격납건물, 가스탱크 등에 널리 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 대한 극한하중 연구가 다양하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 2방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널 부재의 폭발저항성능을 분석하기 위하여 $1,400{\times}1,000{\times}300mm$의 철근콘크리트(RC), 프리스트레스 텐던으로만 보강된 콘크리트(PSC), 프리스트레스 텐던과 철근으로 보강된 콘크리트(PSRC) 시편을 제작하였다. 폭발하중은 ANFO 55 lbs 의 장약량을 1.0 m 이격거리로 적용하였으며, 측정하고자 하는 데이터는 초기 압력폭발하중 뿐 아니라, 반사압력, 충격량, 중앙부의 처짐, 가속도, 철근 및 콘크리트, 텐던의 변형률을 측정하여 분석하였다. 본 연구는 향후 국내외 프리스트레스트 콘크리트에 대한 방호설계 및 폭발해석 등 관련 연구분야의 중요한 자료가 될 것이라 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.147-161
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• 2017

일반적으로, 원전구조물은 다량의 철근이 사용되어 시공과정에서 여러 잠재적 문제점이 발생한다. 특히, 구조부재의 연결부위는 수많은 갈고리철근, 매입철물과 주변 철근 등에 의해 심각한 과밀현상이 발생하므로 여타 다른 부위보다 콘크리트 타설에 더 큰 어려움이 야기된다. 원전구조물에 사용되는 일반강도(ASTM A615 Gr.60)의 대구경(43 mm & 57 mm) 표준갈고리 철근을 대신하여 고강도(ASTM A615 Gr.80)의 대구경(43 mm & 57 mm) 확대머리 철근을 사용할 수 있도록 관련 기술기준을 개정하여 철근 과밀배근 문제를 해결하는 데 본 연구의 목적이 있다. 확대머리 철근을 원전구조물에 효과적으로 사용하기 위해서는 기존의 정착성능을 그대로 유지하거나 그 이상으로 증가시키면서 사용 제한요건을 완화는 방안을 찾아야 하므로 철근직경, 철근 항복강도, 측면피복 두께와 같이 확대머리 철근의 사용을 제한하는 변수 영향을 검토할 수 있는 실험결과를 분석하여 정착성능을 평가하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제28권1호
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• pp.129-143
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• 2012

이 논문은 1986년에 발생한 체르노빌 원전 사고 사례연구를 통해 환경 모니터링과 영향 평가를 위한 고급 공간정보 모델링 기술의 유용성을 예시하였다. 사고지점 주변에서 1986년과 1992년에 촬영된 Landsat TM 영상자료를 대상으로 선분류 후비교법을 적용하여 변화가 크게 일어난 지역과 토지피복 변화 양상을 분석하였다. 그리고 이 사고의 가장 큰 피해지역으로 알려진 벨로루시 지역을 대상으로 다양한 크리깅 기법을 포함한 공간 모델링 기법을 적용하여 토양 내 세슘 농도와 갑상선 암 발병률 자료와의 상관성을 분석하였다. 변화 탐지 결과, 농경지 면적의 감소와 황무지 면적의 증가가 가장 뚜렷하게 나타났고, 방사능 오염의 확산을 막기 위한 콘크리트 구조물들이 새롭게 생겨난 것을 확인할 수 있었다. 벨로루시 지역의 영향평가 결과, 세슘 오염이 심한 원전 인근 지역에서 포아송 크리깅에 의해 추정된 위험도가 상대적으로 높게 나타났다. 세슘 농도와 사고지점과의 거리를 독립 변수로 사용하여 이 변수들의 공간 변화 양상을 반영할 수 있는 지리적 가중 회귀분석을 적용하였다. 적용 결과, 갑상선 암 위험도와 상관계수 0.98을 나타내는 갑상선 암 발병 위험도 추정이 가능하였으며, 이는 원전 사고가 갑상선 암 발병 위험도에 영향을 준 것을 의미한다. 결론적으로 이 연구에서 적용한 공간정보 모델링 기법들은 환경 영향 평가 및 환경 보건 분야에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.101-108
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• 2015

급격한 산업화와 삶의 질의 변화로 인해 생산된 고밀도 폐유리의 양은 꾸준히 증가하고 있으나 대부분 재활용되지 못하고 있다. 특히 고밀도 폐유리의 경우 불법적으로 처리되거나 매립되는 실정이다. 한편, 원전구조물의 안전성 확보를 위해 차폐 성능이 우수한 재료가 사회적으로 요구되고 있다. 콘크리트는 가장 많이 사용되고 있는 건설재료이며, 많은 양의 자원들이 콘크리트를 생산하기 위해 사용되고 있다. 따라서 고밀도 폐유리를 차폐 콘크리트 재료로 재활용할 수 있는 방안에 대한 연구가 요구되어진다. 본 연구에서는 고밀도 폐유리를 차폐 콘크리트 잔골재로의 적용가능성을 평가하였다. 결과에 따르면, 폐유리를 혼입한 모르타르의 경우, 일반 모르타르에 비하여 단위용적질량이 증가하여 차폐 성능 개선이 가능할 것으로 판단된다. 폐유리 혼입에 의해 강도는 감소하는 것으로 나타났으며, 세척의 경우보다 비세척의 경우에 강도 발현이 유리한 것으로 나타났다.

• 한국농공학회지
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• 제39권4호
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• pp.106-113
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• 1997

Dynamic loading of structures often causes excursions of stresses well into the inelastic range, and the influence of the geometric changes on the dynamic response is also significant in many cases. Therefore, both material and geometric nonlinearity effects should be considered in case that a dynamic load acts on the structure. A structure in a nuclear power plant is a structure of importance which puts emphasis on safety. A nuclear container is a pressure vessel subject to internal pressure and this structure is constructed by a reinforced concrete or a pre-stressed concrete. In this study, the material nonlinearity effect on the dynamic response is formulated by the elasto-viscoplastic model highly corresponding to the real behavior of the material. Also, the geometrically nonlinear behavior is taken into account using a total Lagrangian coordinate system, and the equilibrium equation of motion is numerically solved by a central difference scheme. The constitutive relation of concrete is modeled according to a Drucker-Prager yield criterion in compression. The reinforcing bars are modeled by a smeared layer at the location of reinforcements, and the steel layer model under Von Mises yield criteria is adopted to represent an elastic-plastic behavior. To investigate the dynamic response of a nuclear reinforced concrete containment structure, the steel-ratios of 0, 3, 5 and 10 percent, are considered. The results obtained from the analysis of an example were summarized as follows 1. As the steel-ratio increases, the amplitude and the period of the vertical displacements in apex of dome decreased. The Dynamic Magnification Factor(DMF) was some larger than that of the structure without steel. However, the regular trend was not found in the values of DMF. 2. The dynamic response of the vertical displacement and the radial displacement in the dome-wall junction were shown that the period of displacement in initial step decreased with the steel-ratio increases. Especially, the effect of the steel on the dynamic response of radial displacement disapeared almost. The values of DMF were 1.94, 2.5, 2.62 and 2.66, and the values increased with the steel-ratio. 3. The characteristics of the dynamic response of radial displacement in the mid-wall were similar to that of dome-wall junction. The values of DMF were 1.91, 2.11, 2.13 and 2.18, and the values increased with the steel-ratio. 4. The amplitude and the period of the hoop-stresses in the dome, the dome-wall junction, and the mid-wall were shown the decreased trend with the steel-ratio. The values of DMF were some larger than those of the structure without steel. However, the regular trend was not found in the values of DMF.