Recently, as carbon-neutral energy sources become increasingly important worldwide, SMRs (Small Modular Reactors), which offer significantly enhanced safety, versatility, and mobility compared to conventional nuclear reactors, are gaining attention as a viable alternative. SMR generally refers to small modular reactors with a power output of 300 MWe or less. Unlike conventional reactors, SMRs are characterized by an all-in-one design where peripheral systems and equipment are all integrated into the reactor itself, leading to enhanced reliability and durability. Additionally, the nuclear fuel reloading cycle is significantly extended compared to traditional reactors, resulting in a substantial reduction in maintenance difficulty and costs. Researchers have taken note of these characteristics of SMRs, particularly the extended fuel reloading cycle. Therefore, we have initiated the initial design of an ultra-small Micro Modular Reactor with an electricity generation capacity of 10 MWe and a fuel cycle of up to 55 years, with the goal of using it as a propulsion power source for various transportation modes, especially ships. Our design of MMR, called ‘ARA,’ is primarily distinguished by its use of U233 and Th232 fuels instead of conventional UO2 fuel. Due to various features of ‘ARA,’ including different fuel compositions, ARA is predicted to exhibit several characteristic features compared to conventional PWRs. In this study, among these characteristics, we focused on predicting changes in material composition within the fuel rod during the extended cycle operation of high-enriched fuel, rather than short-cycle operation using low-enriched fuel, unlike conventional reactors. The primary goal of this research is to observe the behavior of the composition of the materials used in the fuel cycle of the MMR, which utilizes U233 and Th232 fuels instead of UO2. Considering the difficulties in the spent nuclear fuel disposal process, many different trials were made to minimize the fission products of ARA, which differs from conventional reactors in terms of fuel type, size, and fuel cycle, in relation to waste generation.

Recently, the construction of tall buildings utilized by high strength-concrete in the whole world is tending to be on the rise. The application of high-rise structural system in buildings results in the excellent cut-down effect in construction materials due to section reduction. Therefore, in order to investigate the CO2 and resource reduction effect for the high-rise structural system, comparisons of GWP and ADP in embodied energy of structural materlais between 4 type of high-rise structural system have been performed. As a result, GWP emission increased in the order of steel structure outrigger system, RC shear wall system, and RC outrigger system. On the other hand, ADP emissions increased in the order of RC shear wall system, RC outrigger system, and steel structure outrigger system.

Additively manufactured metallic components contain high surface roughness values, which lead to unsatisfactory high cycle fatigue resistance. In this study, high cycle fatigue properties of selective laser melted Ti-6Al- 4V alloy are investigated and the effect of dry-electropolishing, which does not cause weight loss, on the fatigue resistance is also examined. To reduce the internal defect in the as-built Ti-6Al-4V, first, hot isostatic pressing (HIP) is conducted. Then, to improve the mechanical properties, solution treatment and aging are also implemented. Selective laser melting (SLM)-built Ti64 shows a primary α and secondary α+β lamellar structure. The sizes of secondary α and β are approximately 2 μm and 100 nm, respectively. On the other hand, surface roughness Ra values of before and after dry-electropolishing are 6.21 μm and 3.15 μm, respectively. This means that dry-electropolishing is effective in decreasing the surface roughness of selective laser melted Ti-6Al-4V alloy. The comparison of high cycle fatigue properties between before and after dry-electropolished samples shows that reduced surface roughness improves the fatigue limit from 150 MPa to 170 MPa. Correlations between surface roughness and high cycle fatigue properties are also discussed based on these findings.

In order to investigate the low-cycle fatigue behavior of Inconel 718 alloy used for pressure vessels, the strain-controlled fatigue test was performed in the room and high temperatures of 550°C. High temperature test was done using an electric furnace attached on the hydraulic fatigue test system. Tensile strength and elastic modulus of the Inconel 718 alloy at the temperature of 550°C decreased by 8% and 10%, respectively, compared to those at the room temperature. Subjected to the repeated cyclic loading under the strain-control, the material exhibited cyclic softening behavior with decreasing yield strength at both room and high temperatures. The low-cycle fatigue properties determined in this research could be effectively used for the fatigue life estimation of high temperature components made of Inconel 718 alloy.

이 연구의 목적은 탄소 순환 관련 탄소 배출 시나리오를 통해 고등학교 학생들의 질량 보존의 개념을 확인하는 것이다. 이 연구를 위해 총 76명의 고등학교 2학년 학생들이 참여하였다. 연구 참여자들에게 2013년의 대기 중 이산화탄소 값이 2110년까지 ±15%의 변화로 450 ppm와 340 ppm으로 점진적으로 증가 또는 감소되는 두 개의 시나리오를 제시하였다. 시나리오에 따라 연구 참여자들에게 이산화탄소의 배출량 궤적을 그리게 한 후, 이를 설명하게 하였다. 그 결과는 다음과 같다. 대부분의 연구 참여자들은 탄소 배출 시나리오에 따른 이산화탄소 배출량과 자연적 순수 제거량에 대한 질량 보존의 추론보다는 이산화탄소 배출량은 앞으로도 계속해서 증가할 것이라는 결과를 나타내었다. 이는 연구 참여자들이 고등학교 지구과학 교과서의 탄소 배출과 관련된 그래프들 즉, 산업혁명 이후 최근까지의 인위적 이산화탄소 배출량 그래프, 대기 중 이산화탄소 농도 그래프, 평균 지구의 온도에 대한 그래프를 통해 이산화탄소 배출량이 계속해서 증가할 것이라는 패턴 매칭(pattern matching)을 생각하게 되었다는 것을 의미한다.

The present work studies the influence of high-energy milling (HEM) and sintering cycle of Ti and Al powders on the obtainment of TiAl. This study shows that HEM modifies the diffusion processes during the sintering stage. The samples were obtained by cold uniaxial and isostatic pressing, pre-sintered at different temperatures, and heated up to the sintering temperature. This study also shows the effect of powder additions processed by HEM on the sintering behavior of elemental Ti and Al powders.

본 연구의 목적은 고등학생을 대상으로 대기와 물의 순환 개념에 대해 과제 상황(과학적 상황과 일상적 상황)에 따른 지식의 출처와 응답에 상황 의존성이 나타나는지 알아보는 것이다. 또한 이러한 상황 의존성과 학습자의 인지 양식과의 관계를 밝히는 것이다. 이를 위해 고등학생 115명을 대상으로 본 연구에서 개발된 과제 상황에 따른 지구과학적 문제 해결 검사지와 인지 양식 검사지(GEFT)가 사용되었다. 지구과학적 문제해결 검사 문항은 동일한 개념에 대해 과학적 상황 10문항, 일상적 상황 10문항으로 총 10쌍의 문항으로 구성되어 있으며 모든 검사 문항은 지식의 출처를 선택하는 하위문항을 포함하고 있다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 과제 상황에 따른 학생들의 지식의 출처는 상황에 따라 달라짐을 알 수 있었다. 즉, 과학적 상황과 관련된 문항에서는 ‘학교에서 과학수업시간’을 그리고 일상적 상황과 관련된 문항에서는 ‘일상생활에서의 경험이 주된 지식의 출처였다. 둘째, 과제 상황에 따른 응답의 일관성을 알아보기 위해 각 상황에서 일치하는 응답 수를 일치 점수로 나타내어 비교한 결과, 불일치 점수가 일치 점수에 비해 유의미하게 높았다(p〈.01). 따라서 과제 상황에 따른 응답은 일관성 없으며 상황 의존적임을 알 수 있었다. 셋째, 장의존형 학생은 장독립형 학생에 비해 일치 점수가 낮음을 보였는데 이는 인지 양식에 따라 상황의존성에 차이가 있음을 시사한다.

The thermal properties of high temperature cementitious thermal storage material were investigated in this paper. Ordinary portland cement was used as basic binder and the effect of the replacement of slag was investigated.

구조 형식이나 공법의 선정, 유지보수 시기, 보수방법의 결정 등의 의사 결정에서 수명주기비용(life cycle cost, LCC)의 평가가 중요 하다. 철도 궤도구조의 경우 초기시공비 뿐 아니라 유지보수비가 총 비용의 상당 부분을 차지하고, 특히 자갈궤도일수록 그 비율은 더욱 높으 므로 수명주기비용 평가의 필요성이 더욱 높다. 이 연구에서는 궤도 구조 형식, 연간 통행량, 축중, 열차 속도, 곡선 비율, 구조물(교량, 터널) 비 율 등 다양한 설계변수를 고려할 수 있는 LCC 산정 모델을 개발하고, 각 비용의 산정에 필요한 기초 자료를 제시하였으며 구축된 모델과 자료 를 바탕으로 주요 설계변수에 따른 고속철도 자갈궤도와 콘크리트궤도 LCC의 변화 경향을 분석하고, 이로부터 궤도 LCC 분석에 있어서의 고 려해야 할 주요 변수를 검토하였다. 검토 결과 자갈궤도는 교체 및 운영 비용의 비중이 콘크리트궤도에 비해 현저히 높았으며, 연간 통행량과 자갈 탬핑 주기가 자갈궤도의 LCC에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 반면 콘크리트궤도는 초기 시공비의 비중이 현저히 높았고, 연 간 통행량이나 열차속도, 축중 등에 상대적으로 영향을 적게 받는 것으로 나타났다.

신뢰성평가는 고속철도교량에 포함된 불확실성의 영향을 고려하여 정량적 구조안전성을 검토하기 위한 효율적인 방안이며, 신뢰성평가에 기초한 기대생애주기비용은 고속철도교량의 합리적인 안전수준 및 설계기준을 제공할 것이다. 따라서 이 연구에서는 수치해석과 신뢰성평가 결과를 바탕으로 고속철도교량의 기대생애주기비용 및 최적설계 방안을 결정하고자 한다. 이를 위해, 고속철도교량의 표준설계를 기준으로 다양한 설계방안을 설정한 후, 각각의 설계방안에 대해 수치해석을 수행하였으며, 설계강도 한계상태방정식에 따른 신뢰성평가는 수치해석결과를 토대로 외적 불확실성의 영향을 고려하여 수행하였다. 고속철도교량의 기대생애주기비용은 각각의 설계방안에 따른 신뢰성평가 결과를 바탕으로 산정하였다. 또한 최적설계 방안은 산정된 기대생애주기비용을 이용하여 결정하였다. 아울러, 최적설계 방안의 신뢰성평가 결과 및 기대생애주기비용에 대해 내적 불확실성의 영향을 고려하여 검토하였다. 이 연구결과는 고속철도교량의 체계적인 안전성 평가 및 최적 구조설계를 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.