• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권7호
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• pp.875-884
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• 2009

We present three nuclear/hydrogen-related R&D activities being performed at KAIST: air-ingressed LOCA analysis code development, gas turbine analysis tool development, and hydrogen-production system analysis model development. The ICE numerical technique widely used for the safety analysis of water-reactors is successfully implemented into GAMMA, with which we solve the basic equations for continuity, momentum conservation, energy conservation of the gas mixture, and mass conservation of 6 species (He, N2, O2, CO, CO2, and H2O). GAMMA has been extensively validated using data from 14 test facilities. We developed a tool to predict the characteristics of HTGR helium turbines based on the throughflow calculation with a Newton-Raphson method that overcomes the weakness of the conventional method based on the successive iteration scheme. It is found that the current method reaches stable and quick convergence even under the off-normal condition with the same degree of accuracy. The dynamic equations for the distillation column of HI process are described with 4 material components involved in the HI process: H2O, HI, I2, H2. For the HI process we improved the Neumann model based on the NRTL (Non-Random Two-Liquid) model. The improved Neumann model predicted a total pressure with 8.6% maximum relative deviation from the data and 2.5% mean relative deviation, and liquid-liquid-separation with 9.52% maximum relative deviation from the data.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권1호
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• pp.43-53
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• 2018

It is important to clarify the characteristics of flow regimes underlying the debris bed formation behavior that might be encountered in core disruptive accidents of sodium-cooled fast reactors. Although in our previous publications, by applying dimensional analysis technique, an empirical model, with its reasonability confirmed over a variety of parametric conditions, has been successfully developed to predict the regime transition and final bed geometry formed, so far this model is restricted to predictions of debris mixtures composed of spherical particles. Focusing on this aspect, in this study a new series of experiments using nonspherical particles have been conducted. Based on the knowledge and data obtained, an extension scheme is suggested with the purpose of extending the base model to cover the particle-shape influence. Through detailed analyses and given our current range of experimental conditions, it is found that, by coupling the base model with this scheme, respectable agreement between experiments and model predictions for the regime transition can be achieved for both spherical and nonspherical particles. Knowledge and evidence from our work might be utilized for the future improvement of design of an in-vessel core catcher as well as the development and verification of sodium-cooled fast reactor severe accident analysis codes in China.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권3호
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• pp.344-357
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• 1995

핵연료 소결체와 피복관 사이의 간극 크기에 크게 좌우되는 간극 열전도도는 연료봉내 초기 저장에너지 양에 중요한 영향을 끼친다. 정상상태 계산용 ELESTRES 코드에서 사용 중인 수정된 Ross-Stoute 의 간극 열전도도 모델은 단순한 열적 변형 모델에 기초한다. 최근의 실험에서 핵연료 소결체가 연소됨에 따라서 균열, 소결체 재배열 등이 발생되고, 피복관 내부의 편심에 위치하게 된다는 것이 알려졌다. 본 논문에서는, 최근에 제안된 편심형 간극 모델과 소결체 재배열형 간극 모델 등이 기술되었고, 실험 조건과 중수로 핵연료봉의 운전조건 하에서의 소결체와 피복관 사이의 간극 열전도도를 계산하는데 이용되었다. 실험 치와 계산치가 잘 일치됨으로써, 수정된 Ross-Stoute 모델이 ELESTRES 코드 내에서 사용된 열전달 관련 가정들과 잘 부합됨을 보여 주었다. 출력 경계곡선을 따라서 수정된 Ross-Stoute 모델로 계산된 간극내 열전달과 핵연료 표면 온도 등이 편심형 간극 모델과 소결체 재배열형 간극모델에 의한 예측치보다 보수적이었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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• pp.488-493
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• 1996

보장조치 대상 원자력 시선에 대한 사찰 목적은 평화적 목적으로 사용되기 위한 시설 및 핵물질이 핵무기 생산 등의 비평화적 목적으로 전용되지 않았음을 확인하는 것이다. 이를 위하여 국제원자력기구에서는 보장조치 기준(IAEA Safeguards Criteria : 1991 - 1995)에 따라 적절한 검증 수단을 사용하여 핵물질의 형태 및 양, 시설의 운전기록 등에 대하여 보고된 내용과 실제 상황과의 일치성을 확인하고, 미신고된 핵활동이 없음을 확인하고 있다. 보장조치 측면에서 보면, 중수형원자로(CANDU)는 핵연료의 크기가 작고 운전중에 핵연료를 교체하는 방식(On Load Reactors)을 채택하고 있기 때문에 시설 내에서의 핵물질 이동이 매우 빈번하며, 사용후핵연료의 양 역시 경수형원자로에 비해 매우 많다. 따라서 중수형원자로에 대한 보장조치 사찰은 경수형원자로에 비해 사찰일수(최대허용사찰량 : 중수형원자로 45 인-일/년, 경수형원자로 15 인-일/년)가 훨씬 많고 보장조치 관련 장비 또한 매우 다양하다. 현재 운전 중인 월성 1호기에 이어 건설 중인 월성 2, 3, 4호기의 운전이 시작되면 중수형원자로에 대한 국제원자력기구 및 국가사찰 양이 급격히 늘어날 전망이다. 또한 월성 1호기의 경우 사용후핵연료 저장조의 용량 초과로 인한 건식저장고(Dry Canister)로의 이송이 1992년도부터 매년 실시되고 있으며, 이 기간 중에 이송 대상 핵연료의 검증 및 운반 중 전용을 방지하기 위한 추가적인 사찰이 수행됨으로써 많은 인력과 시간이 투입되고 있다. 또한 국제원자력기구에서 추진하고 있는 보장조치 강화 방안의 일환으로 현재 건설 중인 월성 2, 3, 4호기에 대해서는 월성 1호기에는 적용되지 않은 추가적인 보장조치 관련 장비의 설치가 고려되고 있다. 이에 따라 우리나라에서는 중수형원자로에 대한 국제 원자력기구의 사찰 기준 및 사찰 내용을 분석, 중수형원자로 보장조치 사찰에 대한 개선점을 도출하고, 후속기에 대해서 보다 효율적이고 효과적인 보장조치 방안을 적용토록 하여야 할 것이다.

• 한국물환경학회지
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• 제22권1호
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• pp.74-82
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• 2006

In this study, development of M2-Dephanox and M3-Dephanox process has been tried to enhance the nitrogen removal of M-Dephanox process on the basis of previous study about M-Dephanox. The results showed that T-N removal efficiency of M3-Dephanox process was 8.9% or 11.3% higher than M-Dephanox or M2-Dephanox processes, respectively. This result is due to the lower $NO_3{^-}-N$ concentration in the effluent of M3-Dephanox than of M-Dephanox and M2-Dephanox processes. This results were recurrenced by PASS simulator. As result of simulation by PASS program, effluent $NO_3{^-}-N$ concentration of M3-Dephanox process was 1.4 mg/L and 3.6 mg/L lower than M-Dephanox and M2-Dephanox processes. In the study about optimization of M3-Dephanox processes by PASS program, SRT greatly affected T-N removal of M3-Dephanox process, whereas, the recycle rate and recirculation rate did little affect T-N removal efficiency of M3-Dephanox. In the study about optimization of reactors following the nitrification reactor of M3-Dephanox process, it was shown that the best optimum volume ratio of denitrification reactor, intermittently aerated reactor and anoxic reactor for the T-N removal were 29.1(%) : 32.7(%) : 38.2(%). T-N removal efficiency at this volume ratio was similar to T-N removal efficiency at the volume ratio of 36.3(%) : 36.3(%) : 27.4(%) designed for the lab-scale M3-Dephanox.

• 상하수도학회지
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• 제30권5호
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• pp.605-612
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• 2016

Membrane bioreactors (MBRs) employ a process of biological treatment that is based on a membrane that has the advantages of producing high-quality treated water and possessing a compact footprint. However, despite these advantages, the occurrence of "fouling" during the operation of these reactors causes the difficulty of maintenance. Hence, in this study, three physical cleaning methods, namely, backwashing, air scrubbing, and mechanical cleaning ball was performed to identify optimum operating conditions through laboratory scale experiments, and apply them in a pilot plant. Further, the existing MBR process was compared with these methods, and the field applicability of a combination of these physical cleaning methods was investigated. Consequently, MCB, direct control of cake fouling on the membrane surface was found to be the most effective. Moreover, as a result of operating with combination of the physical cleaning process in a pilot plant, the TMP increasing rate was found to be - 0.00007 MPa/day, which was 185% higher than that obtained using the existing MBR process. Therefore, assuming fouling only by cake filtration, about one year of operation without chemical cleaning is considered to be feasible through the optimization of the physical cleaning methods.

• 한국습지학회지
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• 제22권4호
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• pp.321-327
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• 2020

산업발전과 인구증가, 생활수준의 향상으로 하·폐수 발생량 및 하수처리장 연계처리수가 매년증가 하고 있다. 연계처리수는 저유량 고농도의 특징을 가지고 있다. 따라서 하수처리장 운영에 큰 영향을 미치고 연계처리수를 처리하기 위해 많은 비용도 사용되는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 연계처리수의 유입 유량을 개별 반응조로 전량 유입시킬 경우 방류수 수질이 적게 상승한 시나리오를 도출했고, 모델링 결과 유입하수, 무산소조에 유입시킬 경우 방류수 수질이 가장 적게 상승하는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 연계처리수의 유입 유량을 유입하수와 무산소조로 분배하여 유입시킬 경우에 대하여 분배 비율에 대한 다양한 시나리오를 생성했다. 다양한 시나리오를 통해 모델링을 진행한 결과 유입하수(80%), 무산소조(20%)의 비율로 연계처리수의 유입유량을 분배 유입 시킬 경우 TN, TP의 수질이 가장 적게 상승하는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제22권2호
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• pp.57-66
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• 2014

침출수 순환형 음식물류 폐기물 혐기성 소화 공법은 기존의 일상 혐기성 소화 공법에 비해 투입되는 유기물 부하량 대비 발생하는 메탄가스 수율이 높다는 장점이 있다. 본 연구는 분리 수거된 교내 기숙사 식당 음식물류 폐기물과 하수처리장 혐기성 소화조의 혐기성 미생물을 이용하여 신재생 에너지인 메탄가스를 더욱 효율적으로 얻기 위해 음식물류 폐기물/혐기성 슬러지 비를 달리하여 실험을 실시하였다. 음식물류 폐기물/혐기성 슬러지 비가 2:8이고 유기물 부하율이 9 gVS/L인 침출수 순환형 음식물류 혐기성 소화 반응조의 바이오 가스 발생이 가장 높았다. 또한 이 혐기성 반응조에서 발생하는 바이오가스 내부의 $H_2S$와 $NH_3$가 지속적으로 감소하였고 바이오 가스의 수율은 평균 $1.395m^3$ Biogas/kg VS added로 나타났다. 이에 비해 나머지 음식물류 폐기물/혐기성 슬러지 비가 3:7, 8:2인 실험의 반응조에서는 바이오 가스 발생이 멈추었다.

• Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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• 제17권E3호
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• pp.91-99
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• 2001

Plasma reactor was used to generate a high potential difference between two surfaces of concentric pyrex tubes by electrical current. The annular gap of the reactor was calculated by trial and error from the breakdown voltage equation and set at 0.45 cm. The overall objective of this research was to know the effects of the frequency, humidity, and residence time on the formation of nitrogen oxides in a plasma reactor. The primary voltage varied from 50 to 90 volts and the frequency was varied in increments of 10 Hz from 60 to 650 Hz at the primary voltage of 90. The increase in the secondary voltage was not linear but exponential at high frequencies. At a maximum concentration of about 745 ppm, the frequency and secondary voltage was 600 Hz and 4,200 volts, respectively. All tests for the effects of humidity on NO$_{x}$ production were performed at the optimal setting of 90 colts and 600 Hz frequency. Since the NO$_{x}$ production was not an one dimensional phenomenon, competing reactions were assumed to occur in the discharge chamber. The sharp peak concentration of 1,810 ppm was observed at 38% of relative humidity, The enhanced production was choked off, and the production rate rapidly dropped to 3 ppm at above 40% of relative humidity. It is assumed that the corona attacks the most vulnerable molecules in the reaction chamber before attacking other more lightly bonded molecules, possibly at humidities above 38% and the optimized 90 volt setting. Thus, there was not enough energy left after attacking all water molecules to decompose an appreciable amount of $N_2$. If nitrogen breakdown does not occur, then oxides of nitrogen are not likely to be produced.ced.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권4호
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• pp.285-291
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• 1986

효모Candida lipolytica 세포를 calcium alginate gel로 포괄 고정화시켜서. 유동층 반응기에서 반응을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1 고정화 효모 세포를 활성화 용액에서 회분식 유동층 반응기 방식과 연속식 유동층 반응기 방식으로 활성화시켰을 때, 세포는 고정화된 상태로 증식하였으며, 또한 세포당 시트르산 생성활성 이 증가하여서, 활성화되지 않은 bead보다 최대 시트르산 생성활성이 약 10배정도 증가되었다. 2 연속식 유동층 반응기 방식으로 활성화시킬 때가 회분식 유동층 반응기 방식으로 활성화시킬 때보다 늦은 시간에 최대의 시트르산 생성활성을 나타내었는데, 이것은 연속식으로 활성화시킬 때는 bead가 계속 새로운 환경에 놓이게 되어 bead내의 세포에 필요한 효소 및 보효소가 bead밖으로 계속 유출됨으로 인하여 bead내의 효소와 보효소의 축적에 많은 시간이 걸린데 기인한 것으로 사료된다. 3. 회분식 유동층 반응기내에서 세포수를 동일하게 하여 반응을 수행할 때, 고정화 bead의 크기가 작을수록 시트르산의 생산성이 증가하였다. 이것은 bead의 크기가 작을수록 부피에 비해 높은 표면적을 가지므로 세포의 많은 수가 반응에 참여하게 되며 bead내로의 화산저항이 작아서 물질전달이 잘되어 시트르산이 많이 생성된 것으로 사료된다.