Far-infrared rays (FIR) are known to have various effects on atoms and molecular structures within cells owing to their radiation and vibration frequencies. The present study examined the effects of FIR on gene expression related to glucose transport through microarray analysis in rat skeletal muscle cells, as well as on mitochondrial biogenesis, at high and low glucose conditions. FIR were emitted from a bio-active material coated fabric (BMCF). L6 cells were treated with 30% BMCF for 24 h in medium containing 25 or 5.5 mM glucose, and changes in the expression of glucose transporter genes were determined. The expression of GLUT3 (Slc2a3) increased 2.0-fold (p < 0.05) under 5.5 mM glucose and 30% BMCF. In addition, mitochondrial oxygen consumption and membrane potential (ΔΨm) increased 1.5- and 3.4-fold (p < 0.05 and p < 0.001), respectively, but no significant change in expression of Pgc-1a, a regulator of mitochondrial biogenesis, was observed in 24 h. To analyze the relationship between GLUT3 expression and mitochondrial biogenesis under FIR, GLUT3 was down-modulated by siRNA for 72 h. As a result, the ΔΨm of the GLUT3 siRNA-treated cells increased 3.0-fold (p < 0.001), whereas that of the control group increased 4.6-fold (p < 0.001). Moreover, Pgc-1a expression increased upon 30% BMCF treatment for 72 h; an effect that was more pronounced in the presence of GLUT3. These results suggest that FIR may hold therapeutic potential for improving glucose metabolism and mitochondrial function in metabolic diseases associated with insufficient glucose supply, such as type 2 diabetes.
Purpose: A full-energy-peak (FEP) efficiency correction is required through a Monte Carlo simulation for accurate radioactivity measurement, considering the geometrical characteristics of the detector and the sample. However, a relative deviation (RD) occurs between the measurement and calculation efficiencies when modeling using the data provided by the manufacturers due to the randomly generated dead layer. This study aims to optimize the structure of the detector by determining the dead layer thickness based on Monte Carlo simulation. Methods: The high-purity germanium (HPGe) detector used in this study was a coaxial p-type GC2518 model, and a certified reference material (CRM) was used to measure the FEP efficiency. Using the MC N-Particle Transport Code (MCNP) code, the FEP efficiency was calculated by increasing the thickness of the outer and inner dead layer in proportion to the thickness of the electrode. Results: As the thickness of the outer and inner dead layer increased by 0.1 mm and 0.1 ㎛, the efficiency difference decreased by 2.43% on average up to 1.0 mm and 1.0 ㎛ and increased by 1.86% thereafter. Therefore, the structure of the detector was optimized by determining 1.0 mm and 1.0 ㎛ as thickness of the dead layer. Conclusions: The effect of the dead layer on the FEP efficiency was evaluated, and an excellent agreement between the measured and calculated efficiencies was confirmed with RDs of less than 4%. It suggests that the optimized HPGe detector can be used to measure the accurate radioactivity using in dismantling and disposing medical linear accelerators.
Currently, there are no interim storage facilities and permanent disposal facilities in Korea, so all spent nuclear fuels are temporarily stored. However, the temporary storage facility is approaching saturation, and as a measure to this, the 2nd Basic Plan for the Management of High-Level Radioactive Waste presented an operation plan for dry interim storage facilities and dry temporary storage facilities on the NPP on-site. The dry storage can be operated in various ways, and to select the optimal dry storage method, the reduction of exposure for workers must be considered. Accordingly, it is necessary to develop a worker exposure scenario according to the dry storage method and evaluate and compare the radiological impact for each method. The purpose of this study is to develop an exposure scenario for workers transporting spent nuclear fuel by dry storage method. To this end, first, the operation procedure of the foreign commercial spent nuclear fuel dry storage system was analyzed based on the Final Safety Analysis Report (FSAR). 1) the concrete overpack-based system, 2) the metal overpack-based system, and 3) the vertical storage module-based system were selected for analysis. Factors were assumed that could affect the type of work (working distance, working hours, number of workers, etc.) during transportation work. Finally, the work type of the processes involved in transporting spent nuclear fuel by dry storage method was set, and an exposure scenario was developed accordingly. The concrete overpack method, the metal overpack method, and the vertical storage module method were classified into a total of 31, 9, and 23 processes, respectively. The work distance, work time, and number of workers for each process were set. The product of working hours and number of workers (Man-hour) was set high in the order of concrete overpack method, vertical storage module method, and metal overpack method, and short-range work (10 cm) was most often applied to the concrete overpack method. The results of this study are expected to be used as basic data for performing radiological comparisons of transport workers by dry storage method of spent nuclear fuel.
Recent advances in radiation transport algorithms, computer hardware performance, and parallel computing make the clinical use of Monte Carlo based dose calculations possible. To compare the speed and accuracies of dose calculations between different developed codes, a benchmark tests were proposed at the XIIth ICCR (International Conference on the use of Computers in Radiation Therapy, Heidelberg, Germany 2000). A Monte Carlo treatment planning comprised of 28 various Intel Pentium CPUs was implemented for routine clinical use. The purpose of this study was to evaluate the performance of our system using the above benchmark tests. The benchmark procedures are comprised of three parts. a) speed of photon beams dose calculation inside a given phantom of 30.5 cm$\times$39.5 cm $\times$ 30 cm deep and filled with 5 ㎣ voxels within 2% statistical uncertainty. b) speed of electron beams dose calculation inside the same phantom as that of the photon beams. c) accuracy of photon and electron beam calculation inside heterogeneous slab phantom compared with the reference results of EGS4/PRESTA calculation. As results of the speed benchmark tests, it took 5.5 minutes to achieve less than 2% statistical uncertainty for 18 MV photon beams. Though the net calculation for electron beams was an order of faster than the photon beam, the overall calculation time was similar to that of photon beam case due to the overhead time to maintain parallel processing. Since our Monte Carlo code is EGSnrc, which is an improved version of EGS4, the accuracy tests of our system showed, as expected, very good agreement with the reference data. In conclusion, our Monte Carlo treatment planning system shows clinically meaningful results. Though other more efficient codes are developed such like MCDOSE and VMC++, BEAMnrc based on EGSnrc code system may be used for routine clinical Monte Carlo treatment planning in conjunction with clustering technique.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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v.29
no.6
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pp.350-362
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2017
The Eulerian nearshore current model is more advantageous than the Lagrangian model in the way that numerical results from the Eulerian model can be directly compared with the measurements by the stationary equipment. It is because the wave mass flux is not included in the computed mass flux of Euleran nearshore current model. In addition, the Eulerian model can simulate the longshore currents with depth varying parabolic profile. However, the numerical models proposed by different researcher have different forms of the wave stress terms. For example, wave stresses in Newberger and Allen's (2007) model is constant over the depth, while those of Chun (2012) are vertically distributed. In the present study, these wave stress terms were compared against Hamilton et al.'s (2001) laboratory experiments to see the effects of different wave stress terms performed on the computation of nearshore currents.
Evaportranspiration is an important factor in hydrology cycle. Traditionally, it is measured by using basin or empirical formula with meteorology data, while it does not represent the evaportranspiration over a regional area. With the advent of improved remote sensing technology, it becomes a surface parameter of research interest in the field of remote sensing. Airborne and satellite imagery are utilized in this study. The high resolution airborne images include visible, near infrared, and thermal infrared bands and the satellite images are acquired by MODIS. Surface heat fluxes such as latent heat flux and sensible heat flux are estimate by using airborne and satellite images with surface meteorological measurements. We develop a new method to estimate the evaportranspiration over the rice paddy. The surface heat fluxes are initialized with a surface energy balance concept and iterated for convergent solution with atmospheric correct functions associated with aerodynamic resistance of heat transport. Furthermore, we redistribute the total net energy into sensible heat and latent heat fluxes. The result reveals that radiation and evaporation controlled extremes can be properly decided with both airborne and satellite images. The correlation coefficient of latent heat flux and sensible heat flux with corresponding in situ observations are 0.66 and 0.76, respectively. The relative root mean squared errors (RMSEs) for latent heat flux and sensible heat flux are 97.81 $(W/m^2)$ and 124.33 $(W/m^2)$, respectively. It is also shown that the newly developed retrieval scheme performs well when it is tested by using MODIS date.
Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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2015.05a
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pp.622-624
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2015
Tumor hypoxia caused by the unique characteristics of solid tumor sites such as lowered vascular density, irregular vasculature, longitudinal oxygen gradient, and unbalanced oxygen consumption has decreased therapeutic efficacy in several clinical trials such as radiation, chemotherapy, and surgery. Hence, tumor oxygenation studies at microvascular levels are important to provide better understanding of the complexity of microvasculature oxygen transport and exchange with tissue. However, polarographic microelectodes, was employed to measure $pO_2$ at the microvasculature level, but it is difficult to perform and does not provide significant spatial and temporal information of oxygen delivery. In this research, we introduce the hyperspectral imaging system able to provide a wide range of vascular characteristics by spatial maps on hemoglobin saturation information for better understanding of the relationship between blood oxygen delivery, hypervascularity, aberrant angiogenesis at microvasculature levels during tumor growth.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.35
no.12
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pp.1257-1264
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2011
This paper presents 3D simulation by STAR-CCM+ for lean premixed combustion in a stationary gas turbine combustor with separate pilot and main nozzles. The constant for the source term in the flame area density transport equation was modified to account for a low global equivalence ratio and validated against measurement data. A Partially-premixed Coherent Flame Model(PCFM) involves propagation of a laminar premixed flame with the predicted flame surface density and equilibrium assumption in the burned gas with spatial inhomogeneity. The conditions for cooling by radiation and convection are considered for accurate determination of the heat flux on the wall. A parametric study is of the pilot-fuel-to-total-fuel-ratio is carried out. A chemical reactor network (CRN) was constructed on the basis of the 3D simulation results and compared against measurements of NOx.
Park, Jeong;Kwon, Oh Boong;Kim, Sewon;Lee, Changyeop;Keel, Sang-In;Yun, Jin-Han;Lim, In Gweon
Journal of the Korean Society of Combustion
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v.21
no.1
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pp.38-45
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2016
Flame characteristics and NO emission behavior in $CH_4$/air-air premixed counterflow flames with applying FIR and FGR with $CO_2$ and $H_2O$ were investigated numerically by varying the ratios of FIR and FGR as well as global strain rate. Chemical effects of added $CO_2$ and $H_2O$ via FIR and FGR were analyzed through comparing flame characteristics and NO behaviors from real species($CO_2$ and $H_2O$) with those from their artificial species($XCO_2$ and $XH_2O$) which have the same thermochemical, radiative, and transport properties to those for the real species. The results showed that flame temperature and NO emission with FIR varied much more sensitively than that with FGR. Those varied little irrespective of adding $CO_2$, $H_2O$, and their artificial species to the fuel stream via FIR. However, Those were varied complicatedly by chemical effects of added $CO_2$ and $H_2O$ via FGR. Detailed analyses for them were made and discussed.
A lot of research has been made over the recent decade to develop testing packages with antimicrobial properties to improve food safety. In this study, a new method, experimental device and technology for environmental corresponding packages of polypropylene (PP) film has been developed to provide effective temperature buffering during the transport/long-term storage of grains or foodstuffs from the supplier to the market. This quantitatively optimized mixing system enabled to produce PP films with the 700$\sim$1,400d (width;1.5$\sim$3mm, thickness;0.01$\sim$0.5mm). In the whole mixing systems, the finely-granulated inorganic illite and PP virgin chip for master batch (M/B) chip was calculated by digital measurement methods, and then the M/B chip for PP film was adapted through a air jet and PP grinding method. The prepared PP film was characterized with tensile strength and elongation, far infrared radiation (FIR) emissivity, antimicrobial activity and deodorization properties. The results revealed that the two differently grain-sized illite could be show homogeneously dispersed on PP chip surface, and as the increasing of illite content, the FIR emissivity and the anion emission rate of film was increasingly improved. In both of 325 and 1,500 mesh-sized illite contained PP chip, of course the antimicrobial activity was good. But the ultimate deodorization rate for ammonia gas of PP film were found to be approximately the same.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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