Ni-CNT nanocomposites were synthesized via the electrical explosion of wire (EEW) in acetone and deionized (DI) water liquid conditions with different CNT compositions. The change in the shape and properties of the Ni-CNT nanopowders were determined based on the type of fluids and CNT compositions. In every case, the Ni nanopowder had a spherical shape and the CNT powder had a tube shape. However, the Ni-CNT nanopowders obtained in DI water exhibited irregular shapes due to the oxidation of Ni. Phase analysis also revealed the existence of nickel oxide when using DI water, as well as some unknown peaks with acetone, which may form due to the metastable phase of Ni. Magnetic properties were investigated using a Vibrating Sample Magnetometer (VSM) for all cases. Nanopowders prepared in DI water conditions had better magnetic properties than those in acetone, as evidenced by the simultaneous formation of super paramagnetic NiO peaks and ferromagnetic Ni peaks. The DI water (Ni:CNT = 1:0.3) sample revealed better magnetic results than the DI water (Ni-CNT = 1:0.5) because it had less CNT contents.

Mental distress has been consistently reported to be highly prevalent after collective traumas, alongside physical and personal damages. When left untreated, these will worsen survivors’ ability to function. Research also points to unmet needs, related to job security and a sense of belonging. Our study aims to identify a clustered-dimensional approach to people’s experiences after a massive urban violence apart from traditional categorical psychopathological assessments. This cross-sectional internet-based study included 1305 Lebanese adults, 4 months after the apocalyptic Beirut Port explosion. Emotions, attitudes and needs were assessed using iCode software, measuring explicit answers and implicit reaction time. First and foremost, explicit responses revealed alarming levels of distress (75-80%). Latent class analysis further differentiated three groups on seven different dimensions derived from principal component analysis. People who experienced the most intense emotional distress and intrusive thoughts had higher country dissatisfaction and job worries. Faith and community resilience buffered the negative emotionality of those affected in spite of avoidance and intrusion. The last group was less distressed by the trauma with a marked sense of community and an overall reduced country and job dissatisfactions. These findings suggest that integrating implicit responses helps cluster people’s experiences after a collective trauma above and beyond single demographic criteria as vulnerability to mass violence is quite variable within seemingly homogenous samples. They also provide insight onto hard-wired attitudes and needs post-trauma. It mostly taps into multi-factorial individual vulnerabilities and protective factors to better refine targeted interventions for at-risk subpopulation outreach and foster resilience in unstable environments.

Determination of explosion reference pressure is important in designing and testing flameproof enclosures (Ex d). Although relative humidity affects to explosion pressure, its effect is not well investigated for the gas group IIB, IIA, and I. This study tested explosion pressure for Ethylene (8 vol.%), Propane (4.6 vol.%), and Methane (9.8 vol.%), which are the representative gas of the gas group IIB, IIA, and I, at ambient temperature and atmospheric pressure (1 atm) under different relative humidity (0% ~ 80%). Ethylene- and Propane-air mixed gases generally tended to decrease as the relative humidity increased; however, explosion pressure was largely dropped at 20% of relative humidity compared to 0% and 10% of relative humidity. On the other hand, Methane-air mixture gas showed similar pressures at 0% and 10% of relative humidity; but no explosion occurred at more than 20%. The results of this study can be used in setting a testing protocol of explosion reference pressure for designing and testing a flameproof enclosure.

To test a flameproof enclosure for the safety certificate, a reference pressure of explosion needs to be determined. However, the explosion pressure may be changed according to relative humidity of explosive gases. Therefore, the guideline on relative humidity should be recommended for measuring the explosion pressure for accurate and reproducible testings. This study examined the relationship of explosion pressure with relative humidity of hydrogen (31 vol %)-air and acetylene (14 vol %)-air mixture gases. The explosion pressures were measured by increasing the relative humidity of the gases by 10 % from dry state to 80 % in a cylindrical explosion enclosure of 2.3 L. on ambient temperature and atmospheric pressure (1 atm). The maximum explosive pressures were remained almost constant until the relative humidity reached 10 % for the hydrogen-air mixture and 20 % for the acetylene-air mixture. However, the maximum explosive pressures linearly decreased as the relative humidity increased. Based on the results of the study, it would be recommended to use 10 % relative humidity for the hydrogen-air mixture and 20 % for the acetylene-air mixture as the critical value in testing a flameproof enclosure.

In response to the increase in international terrorism threats and demands for terrorism prevention and response activities, the Act on Counter-Terrorism for the Protection of Citizens and Public Security was enacted in 2016, and the need for research to strengthen protection against explosive threats was raised. In the same manner, the Design Basis Threats, which become the standard for the design and evaluation of physical protection systems for nuclear facilities, have been developed and it includes explosive threats. However, the regulatory standards for physical barriers against explosive threats are still not established. Therefore, it is first required to set up a performance database of physical barriers subject to blast loading in order to prepare the regulatory standards. In this study, the pressure with the trinitrotoluene (TNT) charge weights of 0.5-2 kg as a function of time was calculated using Ansys Autodyn software by assuming that the TNT is used for malicious purposes and is attached to a reinforced concrete (RC) corridor wall. The shape of the corridor was the 3×3×6 m cuboid with a rectangular hole of 1.78×1.78×6 m. The RC walls, which make up the corridor, contained the reinforcing bars with a spacing of 0.229 m and a diameter of 0.036 m. The spherical charge of a TNT was placed 0.2 m away from a RC wall in the middle of the corridor. To measure the reflected pressure after the internal explosion with a TNT, three pressure gauges were installed on the three sides of the RC walls in the middle of the corridor, respectively. The results showed that the peak reflected pressure on a RC wall with the standoff distance of 0.2 m was about ten times higher than the opposite RC wall with the standoff distance of 1.58 m in the same condition of TNT charge weight. Thus, it was verified that blast loads are highly affected by standoff distance. It seems that preventing the explosive detonation close to a physical barrier is strategically important to maintain the integrity of the physical barrier.

Nuclear power plants, which are important national facilities, require special attention against the threat of terrorism using various methods. Among the terrorist threats, as structural damage and human casualties due to explosions continue to occur, interest in the blast load is increasing. However, domestic nuclear power plants do not have sufficient design requirements for protection against the threat of explosives. To prepare for the threat of terrorism using explosives, it is necessary to evaluate the physical protection performance of nuclear power plants against blast load, and to use this to improve protection performance and establish regulatory standards. Most of the explosion-proof designs used abroad use the empirical chart presented by UFC 3-340- 02 (DoD 2008), which does not take into account the effect of near-field explosions. When explosions occur inside nuclear power plants, near-field explosions occur in most cases. In this study, it was assumed that explosives were installed in the corridor inside nuclear power plants. A spherical TNT was placed in the middle of the corridor floor to simulate near-field explosions, and the structure response according to the weight of the TNT was evaluated. The corridor was modeled with a reinforced concrete material and the LS-DYNA program was used for analysis. For the explosion model, the Arbitrary-Lagrangian-Eulerian (ALE) analysis technique applying the advantages of the Lagrangian and Eulerian methods were used. By analyzing the pressure history and the degree of deformation of the structure according to the explosion, the degree of threat caused by the explosion was analyzed. Based on the analysis of this study, physical barriers performance database (DB) using Modeling & Simulation (M&S) will be constructed by performing sensitive analysis such as representative structure shape setting, boundary conditions, material of structures, etc. The constructed DB is expected to be used to establish regulatory standards for the physical barriers of nuclear power plants related to explosives.

본 연구에서는 유한요소해석 D/B를 기반으로 보간식을 산출하여 개활지 폭발현상에 의해 기둥에 작용하는 폭압이력을 예측하는 모델을 개발했다. D/B 구성을 위해 7종류 기둥 너비에 대해 총 70회의 유한요소해석을 수행했다. 제안하는 방법의 성능확인을 위해, 기존에 제시된 경험식 기반의 예측식과의 비교연구를 수행했다. 또한, D/B를 구성하는 point 외의 영역에서의 예측 정확도 확인을 위 해 유한요소해석 결과와의 비교/검증 연구를 추가로 수행했다. 제안하는 방법은 기존의 경험식 기반 예측식에 비해 유한요소해석 결 과와 유사한 결과를 산출함을 확인했다.

증기운 폭발의 폭압을 예측하거나 위험성 분석을 위하여 다양한 폭압 산정법이 존재하지만 대표적으로 경험적 방법인 TNT 등가량 환산법과 멀티에너지법을 주로 사용한다. 멀티에너지법은 환경적 요인을 고려한 폭발강도계수를 사용한다. 본 연구에서는 문헌 분석 을 통하여 점화원 강도를 세분하고 강도분류를 확장하여 개선한 폭발강도계수 가이드라인을 제안하였다. 개선한 폭발강도계수 가이 드라인의 합리성 검증과 기존 Kinsella 가이드라인과의 비교를 위하여 실제 추정 폭압과 대조가 가능한 4가지의 증기운 폭발 사례를 적용하였다. 결과적으로 기존 Kinsella 가이드라인은 실제 추정 폭압에 비하여 광범위하거나 부정확한 폭압 산정 결과를 나타내는 것 으로 확인하였다. 반면, 개선한 폭발강도계수 가이드라인은 명확한 점화원의 강도 선정이 가능하고 분류의 확장을 통하여 더욱 세분 화된 계수 값의 선정이 가능함에 따라 실제 사례와 비교적 유사한 폭압 산정이 가능하다.

2020년 9월 23일 새벽 1시 39분경 전국 여러 곳에서 목격된 서천 화구는 대기권에 진입 후 두 차례 폭발했음 이 전천 카메라 영상에 확인되었으며, 충격파는 한반도 서남부 지역 지진 및 인프라사운드 관측소에 기록되었다. 17개 관측소에서 측정된 화구 지진파 및 음파의 도달 시간 정보와 베이지안에 기초한 격자탐색법으로 화구 발생 위치를 추정하였다. 위치결정에는 대기권 바람 분포에 따른 음파 속도 변화를 반영하여 계산 결과의 신뢰도를 높였다. 화구 발생 위치는 36.050°N, 126.855°E, 고도 35 km로 전천 카메라 영상에서 관측된 두번째 화구 위치와 유사하였다. 서해 상공에서 한반도 내륙으로 입사하며 발생한 두 차례의 폭발이 근거리 인프라사운드 관측소에서 확인되었다. 또한 서천 화구 폭발 충격음은 장거리를 전파하여 최대 ~266 km에 위치하는 관측소에서도 기록되었으며 파형 모델링이 관측 결과를 뒷받침하였다. 인프라사운드 5개 관측소에서 측정된 두번째 화구 폭발 신호의 평균 주기는 ~0.4 s이며, 주기-폭발 에너 지 관계식을 적용했을 때 서천 화구의 폭발 에너지는 약 0.3 ton TNT 폭발에 상응한다.

플랜트 증기운 폭발은 TNT 폭발물에 의한 폭발과는 다른 특징이 있으며 압력파 양상과 비슷하다. 대표적인 유형의 폭압 산정법은 TNT 등가량 환산법과 멀티에너지법이 있다. TNT 등가량 환산법은 폭굉과 같은 충격파를 전제로 하며, 멀티에너지법은 폭연과 같은 압력파를 전제로 한다. 본 연구는 세 가지 플랜트 폭발 사례를 적용하여 플랜트 증기운 폭발의 적절한 폭압을 도출하기 위한 연구를 수행하였다. 폭발 사례에 대하여 피해를 입은 부재를 선정한 후, 단자유도 해석과 비선형 동적 해석을 수행하여 변형과 손상 정도를 비교 분석하였다. 구조물의 피해 정도는 TNT 등가량 환산법보다는 멀티에너지법에 의한 폭압을 사용한 경우가 실제 상황에 더욱 근접한 것으로 나타났다. 또한, 멀티에너지법의 폭발강도계수를 7 또는 8로 가정할 경우 증기운 폭발의 폭압 모델을 비교적 정확하게 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

Iron and copper are practically immiscible in the equilibrium state, even though their atomic radii are similar. As non-equilibrium solid solutions, the metastable Fe-Cu alloys can be synthesized using special methods, such as rapid quenching, vapor deposition, sputtering, ion-beam mixing, and mechanical alloying. The complexity of these methods (multiple steps, low productivity, high cost, and non-eco-friendliness) is a hinderance for their industrial applications. Electrical explosion of wire (EEW) is a well-known and effective method for the synthesis of metallic and alloy nanoparticles, and fabrication using the EEW is a simple and economic process. Therefore, it can be potentially employed to circumvent this problem. In this work, we propose the synthesis of Fe-Cu nanoparticles using EEW in a suitable solution. The powder shape, size distribution, and alloying state are analyzed and discussed according to the conditions of the EEW.

대기 압력 변동을 측정하는 인프라사운드 관측 기술을 통하여 원거리 지표폭발 사고를 분석하였다. 2019년 12월 24일 전남 광양시에서 발생한 2차례 폭발 사고에서 발생한 인프라사운드 신호가 151-435 km 거리에 위치하는 12개 음파 관측소에 기록되었다. 당시 인프라사운드는 북북서 방향의 성층권 바람에 의해 약 40 km 고도에서 굴절되어 같은 방향에 분포하는 관측소에 도달하였다. 반면, 약 10 km 고도에서는 강한 서풍의 영향으로 대류권 굴절 신호가 북동 및 동쪽 방향에 위치하는 관측소에 도달하는 등 방향에 따라 상이한 전파 경로를 보였다. 대기 유효음파속도구조와 포물선 방정식 모델링을 통해 전파 경로상의 투과손실을 계산하고 폭발 지점으로부터 기준거리에서의 초과압력을 추정하였다. 추정된 초과압력은 초과압력-폭발량 관계식에 적용함으로써, 두 차례의 폭발은 각각 14, 65 kg TNT 폭발 에너지에 상응하는 것으로 계산되었다. 1차 폭발 당시에 폭발 충격으로 부속물이 대기 중으로 비산하는 현상이 관측되었고, 폭발 충격에 의한 파편 운동과 초과압력 간의 관계식으로 1차 폭발의 에너지는 약 49 kg 이하 TNT 폭발에 상응하는 것으로 계산되었다. 본 연구에서 제안한 폭발 에너지 추정 방법은 향후 다양한 원거리 폭발 에너지 계산에 활용이 가능하리라 본다. 향후 계산 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 대기 속도구조 불확실성에 대한 연구와 다양한 발파 자료를 통한 검증 연구가 필요하다.

In this study, the explosion processes of the battery according to by heating was identified using complex sensors including temperature, infrared (IR), visible, and ultraviolet (UV) sensors. A safe chamber was prepared for the explosion of the batteries according to heating. In order to detect signals from the battery during heating, complex sensors including temperature, IR, visible, and UV sensors were used inside the safe chamber. The heating was increased from room temperature to 165℃ at 10℃/min and then, kept 165℃. During the heating was kept at 165℃, the battery was exploded and a temperature was increased up to 380℃ abruptly due to explosion of the battery. Before the battery was exploded, the signals of the sensors were not detected. However, during explosion of the battery, the signals of IR, visible, and UV sensors were strongly detected. By analyzing various signals of the these sensors, the explosion of the battery according to heating was investigated.

In this work, the electrical explosion of wire in liquid and subsequent spark plasma sintering (SPS) was introduced for the fabrication of Ni-graphite nanocomposites. The fabricated composite exhibited good enhancements in mechanical properties, such as yield strength and hardness, but reduced the ductility in comparison with that of nickel. The as-synthesized Ni-graphite (5 vol.% graphite) nanocomposite exhibited a compressive yield strength of 275 MPa (about 1.6 times of SPS-processed monolithic nickel ~170 MPa) and elongation to failure ~22%. The hardness of Nigraphite composite had a value of 135.46 HV, which is about 1.3 times higher than that of pure SPS-processed Ni (105.675 HV). In terms of processing, this work demonstrated that this processing route is a novel, simple, and low-cost method for the synthesis of nickel-graphite composites.

본 연구에서는 LNG 공급계통시스템의 재기화 공정에서 배관 손상으로 인한 누출사고 발생시 LNG 성분 및 누출공의 크기에 따른 연소특성에 대한 피해범위를 산출하고, 피해영향을 해석하였다. LNG 성분에 따른 연소특성을 확인하기 위하여 7곳의 LNG 산지별 위험도를 확인한 결과 산지별 큰 차이를 보이지 않았으나, LNG 구성성분 중 메탄의 함유량이 많을수록 플래시화재 발생범위 및 증기운 폭발에 의한 과압이 발생하는 위험범위 그리고 제트화재 발생에 의한 열 복사량 피해영향이 다른 산지에 비해 비교적 낮음을 알 수 있었다. 또한 배관 누출공의 크기에 따라 누설, 파공, 파괴 3단계에 나누어 위험 범위 및 폭발에 미치는 영향에 대한 연구를 수행하였으며, 플래시화재로 인한 피해영향범위를 계산하고, 이에 따라 LNG 누출시 화재가능 위험범위를 확인했으며, 과압의 영향 및 복사열로 부터의 피해범위를 예측할 수 있었다. 이를 통해 LNG 조성 및 배관 누출공의 크기가 화재 및 폭발에 미치는 영향을 예측할 수 있었다.

본 논문에서는 수중폭발(UE: underwater explosion)에 의한 해중터널(SFT: submerged floating tunnel)의 동적거동을 양 해법(explicit)를 이용하는 LS-DYNA에 의한 유한요소해석을 통하여 분석하였다. SFT의 유한요소모델은 원형단면의 강재 라이너에 콘크리트가 채워진 복합재 원형단면으로 고려되었다. 해중터널 시스템의 중앙부 100m 구간은 탄소성재료를 고려 한 솔리드(solid)요소로 상세하게 모델링하였으며, 양측 방향으로 각각 1km 구간에 대해서는 탄성재료를 고려하여 빔(beam) 요소로 이상화하여 모델링하였다. 사선계류시스템은 케이블(cable)요소를 적용하였으며, 수중폭발에 의한 동적거동시 수리동 적질량의 영향을 고려하기 위하여 원형단면에 대한 추가질량을 고려하였다. 또한 부력과 같은 상시하중을 초기조건으로 고려하기 위하여 동적완화해석(dynamic relaxation analysis)를 수행하였다. UE는 부력비(B/W)와 폭발지점으로부터 거리의 변화에 대해서 고려하였으며, 폭발의 규모는 천안함 합동조사보고서(2010)를 참조하여 TNT 360kg로 결정하였다. 수중폭발 해석결과, 폭발지점으로부터 SFT까지 거리는 관입량, 충격압력의 크기와 반비례 관계에 있고, 부력비(B/W)가 커질수록 계류장력도 커짐을 확인하였다. 그러나 사선계류라인의 계류각 변화는 SFT의 수평거동, 관입량, 계류력, 충격압력과의 연관성 을 찾을 수가 없었다.