여학생 공학경험을 위한 STEAM 교육 프로그램 틀 설계

최정원, 이영준 | 한국컴퓨터정보학회 2013년도 제48차 하계학술발표논문집 21권2호 (v.2013 / no.7 / pp.209-210 / 2013)

본 연구의 목적은 공학에 대한 흥미, 태도, 성취가 낮은 여학생에게 공학 경험을 제공함으로써 공학 분야의 여성 인재를 양성할 수 있는 계기를 마련하기 위한 공학 중심 STEAM 프로그램의 틀을 설계하는 데 있다. 이를 위하여 여학생의 특성을 분석하고 여학생 친화적인 환경을 구축하였으며 여학생 친화적 환경

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본 연구의 목적은 공학에 대한 흥미, 태도, 성취가 낮은 여학생에게 공학 경험을 제공함으로써 공학 분야의 여성 인재를 양성할 수 있는 계기를 마련하기 위한 공학 중심 STEAM 프로그램의 틀을 설계하는 데 있다. 이를 위하여 여학생의 특성을 분석하고 여학생 친화적인 환경을 구축하였으며 여학생 친화적 환경에 부합하는 e-textile이라는 도구를 활용하여 STEAM 교육 프로그램을 설계하였다. 교육 프로그램은 학습자가 직접 참여할 수 있도록 Learning by Doing, Learning by Design의 전략을 사용하도록 하였으며 교육 프로그램 전 과정을 학습자 스스로 창의적인 사고를 바탕으로 문제를 해결해나가도록 하고 교사는 조력자, 안내자 역할을 할 수 있도록 하였다.

릴리패드 아두이노를 활용한 STEAM 교육 프로그램 개발

박영선, 안상진, 이영준 | 한국컴퓨터정보학회 2013도 제47차 동계학술대회 논문집 21권1호 (v.2013 / no.1 / pp.157-160 / 2013)

현대 사회는 과학 기술적 지식뿐만 아니라 창의성과 예술적 감성을 겸비한 융합 인재를 필요로 하고 있다. 이에 교육과학기술부는 STEAM 교육 강화를 발표하였고, 대학과 각급 학교에서 STEAM 교육 실행방향에 대한 논의와 다양한 프로그램 개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 초등학교에서의 STEAM 교육

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현대 사회는 과학 기술적 지식뿐만 아니라 창의성과 예술적 감성을 겸비한 융합 인재를 필요로 하고 있다. 이에 교육과학기술부는 STEAM 교육 강화를 발표하였고, 대학과 각급 학교에서 STEAM 교육 실행방향에 대한 논의와 다양한 프로그램 개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 초등학교에서의 STEAM 교육 방안으로 릴리패드 아두이노의 활용 가능성을 검토하여 STEAM 교육 프로그램을 설계하고, 이에 대한 교육적 효과를 논의하고자 한다.

저진공 주사전자현미경의 개발

설인호, 박인용, 안상정, 김광일, 강근원, 조복래 | 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집 (v.2015 / no.8 / pp.94.2-94.2 / 2015)

주사전자현미경은 나노 크기의 재료 및 바이오 물질의 이미지를 관찰하는 가장 일반적인 분석 장비이다. 주사전자현미경을 이용한 시료 관찰은 주로 10-5 Torr 이하의 고진공에서 이루어진다. 부도체 재료는 전자빔에 의해 대전(charging)이 발생하여 이미지가 왜곡되며, 이를 방지하기 위해 금 등의 금속

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주사전자현미경은 나노 크기의 재료 및 바이오 물질의 이미지를 관찰하는 가장 일반적인 분석 장비이다. 주사전자현미경을 이용한 시료 관찰은 주로 10-5 Torr 이하의 고진공에서 이루어진다. 부도체 재료는 전자빔에 의해 대전(charging)이 발생하여 이미지가 왜곡되며, 이를 방지하기 위해 금 등의 금속을 코팅한다. 한편 10-1 Torr 이상 압력의 저진공에서는 부도체 재료도 charging이 발생하지 않아 생물시료등의 부도체 표면을 코팅없이 관찰할 수 있다. 본 발표에서는 현재 개발중인 저진공 관찰 주사전자현미경의 차동배기구조를 보여준다. 또한 차동배기에 의해 가동 압력 10-1 Torr 이상의 시료실과 10-5 Torr이하의 전자총실의 진공 배기특성을 보고하며, 저진공에서의 주사전자현미경 이미지를 보여준다.

GSMBE 방법으로 Si(110) 기판 위에 성장된 GaN 박막의 미세구조 연구

이종훈, 김영헌, 안상정, 노영균, 오재응 | 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집 (v.2015 / no.8 / pp.193.1-193.1 / 2015)

실리콘 (Si) 기판 위에 고품질의 갈륨질화물 (GaN) 박막을 성장시키기 위한 노력이 계속되고 있다. 실리콘 기판은 사파이어 기판 보다 경제적인 측면에서 유리하고, 실리콘 직접화 공정에 GaN 소자를 쉽게 접목 가능하다는 장점이 있다. GaN 박막은 2차원 전자 가스형성을 통한 고속소자, 직접 천이형

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실리콘 (Si) 기판 위에 고품질의 갈륨질화물 (GaN) 박막을 성장시키기 위한 노력이 계속되고 있다. 실리콘 기판은 사파이어 기판 보다 경제적인 측면에서 유리하고, 실리콘 직접화 공정에 GaN 소자를 쉽게 접목 가능하다는 장점이 있다. GaN 박막은 2차원 전자 가스형성을 통한 고속소자, 직접 천이형 밴드갭을 이용한 발광소자 및 고전압 소자로써 활용 가능한 물질이다. 종래에는 Si(100) 및 Si(111) 기판 위에 GaN 박막 성장에 대한 연구가 주로 진행되었다. 하지만 대칭성과 격자 불일치도 등 결정학적 특성을 고려할 때 Si(100) 기판 위에 고품질의 GaN 박막을 성장시키는 것은 쉽지 않다. Si(111) 기판은 실리콘 소자 직접화 공정에 적합하지 못한 단점을 가지고 있다. 반면, 최근 Si(110) 기판 위에서 비등방적 변형 제어를 통한 고품질 GaN 박막 성장이 보고 되어 실리콘 집적 소자와 결합한 고전압 소자 및 고속소자 구현에 관한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 투과전자현미경 연구를 바탕으로 Si(110) 기판 위에 성장된 GaN의 미세구조에 관한 연구를 소개한다. 열팽창계수의 차이에 의한 GaN 박막 내 결함 생성을 줄이기 위하여 AlN 완충층이 사용되었다. GaN 박막을 암모니아 ( $NH_3$ ) 유량이 다른 조건에서 성장시킴으로써 GaN 박막 미세구조의 암모니아 유량 의존성에 관한 연구를 진행하였다. GaN 박막에서 투과전자현미경 연구와 X-ray 회절 연구를 통하여 결함 거동 및 결정성을 확인하였다. $NH_3$ 유랑이 증가함에 따라 GaN의 성장 거동이 3차원에서 2차원으로 변화됨을 관찰하였다. 또한, 전위밀도의 증가도 확인되었다. $NH_3$ 유량이 낮은 경우 GaN 전위는 AlN와 GaN 경계에 주로 위치하고 GaN 표면 근처에는 전위밀도가 감소하였으나, $NH_3$ 유량이 높을 경우 GaN 박막 표면까지 전위가 관통됨을 확인하였다.

폐목재 재활용 분진의 화재폭발위험성

이수희, 한우섭, 한인수 | 한국화재소방학회 2013년도 춘계학술대회 초록집 (v.2013 / no.4 / pp.115-115 / 2013)

최근의 분진폭발은 플라스틱, 의약품, 목재, 곡물 저장고, 고체연료, 화학제품 제조공정 등을 포함하여 성형 및 가공 공정 등에서 화재폭발사고가 발생되고 있다. 폐목재를 재활용하여 PB(Particle board)를 생산하는 국내 제조사업장에서는 화재폭발 사고가 빈번히 발생하고 있어 예방대책이 요구되고 있

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최근의 분진폭발은 플라스틱, 의약품, 목재, 곡물 저장고, 고체연료, 화학제품 제조공정 등을 포함하여 성형 및 가공 공정 등에서 화재폭발사고가 발생되고 있다. 폐목재를 재활용하여 PB(Particle board)를 생산하는 국내 제조사업장에서는 화재폭발 사고가 빈번히 발생하고 있어 예방대책이 요구되고 있다. 본 연구에서는 폐목재 제조공정의 사고예방과 목재분진 취급공정에 대한 안전대책 등을 제시하기 위하여 사고원인 물질인 폐목재 부유분진의 폭발특성실험을 실시하고 실험결과를 검토하였다. 또한 폐목재 분진의 화재폭발위험성을 상세히 평가하기 위하여 해당 물질의 자연발화점, 축열저장시험, 및 최소점화에너지 등의 화재폭발위험특성값을 실험적으로 조사하였다. 본 연구에서 사용한 폐목재 시료의 비구형 입자형태를 가지는데 입도분석기의 측정 결과 평균 입경은 $15.96{ mu}m$ 로 조사되었다. 또한 목재 분진의 함수율은 3.88%이며 중금속함유량은 1.73%이다. 자연발화점 측정결과 $225.5^{ circ}C$ 로서 비교적 낮게 측정되었고 퇴적분진에 대한 화재의 위험성은 높게 나타났다. 반면에 축열저장시험 결과를 통하여 공정관리 온도 및 보관온도를 $150^{ circ}C$ 이하로 관리하면 축열에 의한 자기분해 위험성은 낮은 것으로 판단되었다. 그러므로 축열에 의한 화재폭발 등의 위험성은 낮은 것으로 사료 된다. 최대폭발압력( $P_{max}$ )은 8.7 bar이며 폭발하한농도 (LEL)는 $60g/m^3$ 으로 나타났다. 부유분진의 폭발특성실험 결과 분진폭발지수(Kst)는 폭발등급 St 1 (0 $bar{ cdot}m/s$ )으로 나타났으며 폭발에 의한 위험성이 약한 분진으로 판정되었다. 최소점화에너지(MIE)는 10mJ $100^{ circ}C$ 초과 시에 급격히 낮아질 수 있으므로 운전 온도 설정에 있어서 주의가 필요하다.

하이브리드 방송전송매체 관리시스템 구현

이형 | 한국컴퓨터정보학회 2013년도 제48차 하계학술발표논문집 21권2호 (v.2013 / no.7 / pp.299-300 / 2013)

본 논문에서는 한정된 지역 내의 시청자들이 다양한 전달매체로 전송되는 방송콘텐츠를 기존의 TV로 시청하는 도중에 특정 시간 동안 긴급, 재난, 알림, 관심 정보 등에 관련된 콘텐츠를 수신하여 TV에 보여 주는 시스템을 제안한다. 한정된 지역에 네트워크가 가설되어 있다는 전재 하에서, 제안하는 시스템은 방

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본 논문에서는 한정된 지역 내의 시청자들이 다양한 전달매체로 전송되는 방송콘텐츠를 기존의 TV로 시청하는 도중에 특정 시간 동안 긴급, 재난, 알림, 관심 정보 등에 관련된 콘텐츠를 수신하여 TV에 보여 주는 시스템을 제안한다. 한정된 지역에 네트워크가 가설되어 있다는 전재 하에서, 제안하는 시스템은 방송콘텐츠 저작 및 송출 시스템과 기존의 방송콘텐츠 제공자들이 제공하는 콘텐츠와 자체 제작해 전송되는 콘텐츠를 제어하여 시청 중인 TV에 전송하는 수신제어기로 구성된다. 제안하는 시스템으로 기존의 TV를 다양한 매체로 전송되는 방송콘텐츠를 시청함과 동시에 한정된 지역 내에서 자체 정보를 공유할 수 있는 장비로 활용할 수 있다.

가속도센서와 자이로센서를 이용한 스마트폰 실시간 모션 분석 시스템에 관한 연구

박주만, 박구락 | 한국컴퓨터정보학회 2013도 제47차 동계학술대회 논문집 21권1호 (v.2013 / no.1 / pp.63-65 / 2013)

본 논문에서는 가속도센서와 자이로센서를 통해 측정된 값을 무선 통신을 이용하여 스마트폰으로 전달하여 실시간으로 모션을 분석하는 스마트폰 실시간 모션 분석 알고리즘을 제안한다. 3축 가속도 센서의 실시간 모션 분석과 중력가속도를 사용한 모션 분석의 경우에는 장소나 높이 또는 주변의 자력에 따라 정확한 값을

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본 논문에서는 가속도센서와 자이로센서를 통해 측정된 값을 무선 통신을 이용하여 스마트폰으로 전달하여 실시간으로 모션을 분석하는 스마트폰 실시간 모션 분석 알고리즘을 제안한다. 3축 가속도 센서의 실시간 모션 분석과 중력가속도를 사용한 모션 분석의 경우에는 장소나 높이 또는 주변의 자력에 따라 정확한 값을 획득하여 분석하기 어려운 점이 있다. 이에 본 논문에서는 가속도 센서와 자이로 센서를 통하여 보다 정밀한 모션 분석을 하였으며, 이를 이용하여 모션을 실시간으로 분석하여 활용하면 스포츠와 의학 등 다양한 분야에서 활용할 수 있을 것이다.

형광체기반 Application에서 페를린 증착 유무에 따른 광학적 농도 변화에 대한 연구

김교태, 홍주연, 김진선, 허예지, 신정욱, 허승욱, 박지군, 남상희 | 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집 (v.2014 / no.2 / pp.397.1-397.1 / 2014)

최근 방사선 진단 영역에 이용되고 있는 증감지는 입사된 방사선의 감도를 증가시키기 위해 형광체를 사용하고 있으며, 외부의 에너지를 흡수하여 빛으로 방출하는 역할을 한다. 이는 방사선 검출기, 디스플레이, 의료기기 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 필름에 X선을 노출 할 경우 형광체의 사용 유무에 따라 방

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최근 방사선 진단 영역에 이용되고 있는 증감지는 입사된 방사선의 감도를 증가시키기 위해 형광체를 사용하고 있으며, 외부의 에너지를 흡수하여 빛으로 방출하는 역할을 한다. 이는 방사선 검출기, 디스플레이, 의료기기 등 다양한 분야에 활용되고 있다. 필름에 X선을 노출 할 경우 형광체의 사용 유무에 따라 방사선 흡수 효율에 영향을 미치며, 이는 발광 효율 및 감도에 주요한 인자로 작용한다. 현재 상용화되어 있는 형광체는 낮은 발광 효율로 인한 한계를 가지므로, 발광 효율 향상을 위하여 제작 구조에 대한 연구가 진행되고 있다. 이 중 반사막을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 일반적으로 형광체의 제조를 위하여 보편적으로 이용하고 있는 스크린프린팅 방법에서 건조 공정을 수행 시 균일도가 감소하는 현상이 발생한다. 이러한 현상은 반사막의 증착을 불균일하게 만드는 원인으로 작용하고 빛의 산란을 초래하는 현상을 초래한다. 이에 본 연구에서는 증착 시 투명도 저하에 따라 반사율이 증가되는 반사막 성질을 가지며, 방수성 및 절연성과 같은 보호층 특성을 지닌 유기성 투명 박막 페를린에 대하여 연구하고자 한다. 본 연구에서는 화학적 증기 증착법(Chemical Vapor Deposition, CVD)을 이용하여 투명 필름의 상단에 페를린을 코팅한 시편과 코팅하지 않은 시편으로 구분하여 제작하였고, 상단에 스크핀프린팅 방법을 활용하여 형광체를 도포 하였다. 시편 제작 후 실험은 시편을 필름 상단에 위치시키고, 일반진단에너지 대역(Model-SF 80)의 X선을 조사하였다. 이 후 현상기(model-pro14)를 통해 현상된 필름에 나타난 광학적 농도(Optical Density, O.D)를 농도계(Fluke Biomedical Nuclear Associates Densitometer)로 측정하였는데, 불확실성을 줄이기 위하여 총 5회를 측정하여 그 중 2번째로 높은 값을 도출하였다. 측정 결과, 페를린을 코팅한 형광체에서는 1.71의 O.D 값이 측정되었고, 페를린을 코팅하지 않은 형광체에서는 1.43의 O.D 값이 측정되었다. 이를 이용하여 투명도를 산출한 결과 상대적으로 약 1.76% 차이가 나타났다. 이러한 결과는 페를린 활용 시 환자의 피폭 선량 저감화 및 해상력 개선을 도모할 수 있을 것으로 사료된다.

일지역 2012년 출생아에 대한 각차수별 예방접종력 분석

김정희, 임청환 | 한국콘텐츠학회 2014년도 추계 종합학술대회 논문집 (v.2014 / no.11 / pp.185-186 / 2014)

본 연구는 2012년에 시작된 국가예방접종사업의 지원 확대로 지역사회 예방접종 대상 감염병 퇴치 기반이 강화됨에 따라, 일지역 보건소의 2012년 예방접종 등록 출생아를 대상으로 정기예방접종에 대한 각 차수별 예방접종등록관리 보건정보시스템에 전산등록 된 영유아 예방접종의 기록을 근거로 만3세의 기본 예방

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본 연구는 2012년에 시작된 국가예방접종사업의 지원 확대로 지역사회 예방접종 대상 감염병 퇴치 기반이 강화됨에 따라, 일지역 보건소의 2012년 예방접종 등록 출생아를 대상으로 정기예방접종에 대한 각 차수별 예방접종등록관리 보건정보시스템에 전산등록 된 영유아 예방접종의 기록을 근거로 만3세의 기본 예방접종력에 대한 각출생월별, 각백신별, 미접종률과 미접종에 대한 각각의 사유를 분석하고 미접종자에 대한 접종안내 및 접종실시를 하여 만3세의 기본접종에 대해 완전접종과 높은 예방접종률로 감염병을 예방하고 일지역 보건소의 예방접종사업에 기초 자료로 활용하기 위한 것이다.

목조문화재 안전관리 표준화 방안에 대한 의식조사 연구(II)

구원회, 정원형, 신호준, 백민호 | 한국방재학회 2013년도 정기 학술발표대회 (v.2013 / no.2 / pp.259-259 / 2013)

본 연구에서는 목조문화재 안전관리 표준화 방안을 위해 소방공무원을 대상으로 의식조사를 실시하였다. 그 내용은 인적요소, 시설적요소, 주변환경적요소로 나누어 실시하였다. 소방공무원의 안전의식조사를 토대로 향후 안전관리 표준화 방안에 대한 기초 결과를 제시했다.

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본 연구에서는 목조문화재 안전관리 표준화 방안을 위해 소방공무원을 대상으로 의식조사를 실시하였다. 그 내용은 인적요소, 시설적요소, 주변환경적요소로 나누어 실시하였다. 소방공무원의 안전의식조사를 토대로 향후 안전관리 표준화 방안에 대한 기초 결과를 제시했다.

울산신항 남항지구 동북아오일허브 남방파제 선박 통항안전성 분석

김세원, 이윤석, 윤귀호, 박영수, 조익순 | 한국항해항만학회 2013년도 춘계학술대회 (v.2013 / no.6 / pp.493-495 / 2013)

이 연구에서는 울산신항 오일허브 1-2단계 20부두 계획안 중에서 대상선박 20만 DWT급, 30만 DWT급 유조선의 제4항로와 신항 북쪽과 남방파제 사이에서의 교행통항 등에 대하여 최악의 자연환경조건을 설정하여 선박조종 시뮬레이션을 수행하여 선박통항 안전성 평가의 결과에 따른 대상선박 및 항행여건의 개

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이 연구에서는 울산신항 오일허브 1-2단계 20부두 계획안 중에서 대상선박 20만 DWT급, 30만 DWT급 유조선의 제4항로와 신항 북쪽과 남방파제 사이에서의 교행통항 등에 대하여 최악의 자연환경조건을 설정하여 선박조종 시뮬레이션을 수행하여 선박통항 안전성 평가의 결과에 따른 대상선박 및 항행여건의 개선방안 등에 대하여 제안한 내용을 소개하고자 한다.

글로벌 리스크에 대한 국내 사회의 주요 이슈 도출

김대곤, 원진영 | 한국방재학회 2014년도 정기 학술발표대회 (v.2014 / no.2 / pp.71-71 / 2014)

인구의 고령화, 기후변화의 심화 및 적응실패, 자원 에너지의 고갈, 정치 경제적 전략에 따른 국제 정세 변화 등의 재난을 둘러싼 거시환경 즉, 정치, 경제, 사회, 기술, 환경 분야의 다양한 메가트렌드들은 재난에 직 간접적 영향을 주면서 변화를 초래한다. 따라서 본 연구에서는 미래재난의 다양한 모습을 예

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인구의 고령화, 기후변화의 심화 및 적응실패, 자원 에너지의 고갈, 정치 경제적 전략에 따른 국제 정세 변화 등의 재난을 둘러싼 거시환경 즉, 정치, 경제, 사회, 기술, 환경 분야의 다양한 메가트렌드들은 재난에 직 간접적 영향을 주면서 변화를 초래한다. 따라서 본 연구에서는 미래재난의 다양한 모습을 예측하기 위하여, 글로벌 리스크에 대한 최근 국내 사회의 주요 이슈를 도출하고 이에 대한 함의를 도출하였다. 세계경제포럼(World Economic Forum, WEF)은 시대에 따라 전 세계가 직면하는 리스크의 변화를 파악하기 위해 경제 환경 지정학 사회 기술 분야의 리스크 조사 결과를 고찰 및 분석하여 매년 '글로벌 리스크 보고서'를 발표하고 있다. 본 연구에서는 '2012 글로벌 리스크 보고서'에서 제시된 50개의 리스크 중 발생가능성과 파급효과가 높은 핵심 리스크를 선별하였고, 전문가 면담을 통하여 국내 영향력이 가장 큰 '기후변화 적응실패'와 '수자원 공급위기'를 분석 대상 리스크로 선정하였다. 이슈 도출을 위한 분석에 사용된 자료는 2012년 5월 1일~2013년 10월 20일의 연합뉴스 기사로, 두 리스크에 대한 국내 사회의 이슈를 파악하기 위하여 리스크와 관련된 문서들을 추출하고 주요 토픽을 분석하였다. 기후변화 적응실패'를 주제로 추출된 3,093건의 문서들은 '곡물가격 급등', '홍수 태풍 거대화', '이상기후와 폭염', '전력수급 계획', '기후변화로 인한 작물 피해', '생태계 환경변화' 등 총 6개의 토픽으로 분류되었고, '수자원 공급위기'를 주제로 추출된 6,160건의 문서에서는 '폭염으로 인한 수자원 위기'와 '4대강과 녹조현상', '농산물 공급위기', '수온 상승과 적조현상', '전력수급 위기', '상하수도 공급', '가축폐사 피해', '수질오염과 식중독'과 같은 총 8가지 유의미한 토픽이 추출되었다. 본 연구에서는 각 토픽을 구성하고 있는 주요 키워드에 대한 빈도, 문서 수, 토픽 가중치 등의 정보와 기사 원문 검토를 통하여 토픽이 의미하고 있는 사회적 이슈를 파악하였으며, 재난과 연계될 가능성에 대해 검토하였다. 또한 본 연구에서는 환경부에서 2010년에 발표한 저탄소 녹색성장 기본법 시행에 따른 국가 기후변화 적응대책과 본 연구를 통해 추출된 토픽을 비교하여, 수립된 대책이 현재 국내 상황을 적절하게 고려하였는지에 대하여 검토하였고 그에 대한 시사점을 도출하였다. 이와 같이 주요 위험 주제에 대한 실제 국내 사회 이슈를 검토하여 정책 수립에 반영하는 과정은 더욱 현실적이고 체계적인 정책 수립에 기여할 수 있을 것이라 사료된다.

수목식재 방법을 활용한 토석류 저감 공법 도입을 위한 기초연구

김동현, 전계원, 전병희, 장창덕 | 한국방재학회 2013년도 정기 학술발표대회 (v.2013 / no.2 / pp.225-225 / 2013)

토석류는 토사나 돌, 자갈이 물과 혼합하여 하류로 흐르는 현상으로 최근 발생한 우면산 토석류 재해와 춘천시 펜션의 토석류 재해로 이에 대한 국민적 관심이 높아졌다. 토석류 재해에 대한 피해를 줄이기 위한 저감 공법으로 현재 가장 많이 계획 및 시공되고 있는 것이 사방댐 이다. 하지만, 사방댐은 토석류 발

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토석류는 토사나 돌, 자갈이 물과 혼합하여 하류로 흐르는 현상으로 최근 발생한 우면산 토석류 재해와 춘천시 펜션의 토석류 재해로 이에 대한 국민적 관심이 높아졌다. 토석류 재해에 대한 피해를 줄이기 위한 저감 공법으로 현재 가장 많이 계획 및 시공되고 있는 것이 사방댐 이다. 하지만, 사방댐은 토석류 발생 위치와 규모를 예상하기 어려워 도입 결정이 힘들고 산림에서의 사방댐건설로 인해 자연환경의 훼손 및 생태의 단절이 뒤따를 수 있다는 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 국내 외 토석류 저감공법 관련 문헌을 조사하여 사방댐 건설의 문제점을 보완할 수 있는 식생 및 수목을 활용한 토석류 저감공법의 연구사례와 국내 도입 및 활용방법을 제시하였다. 본 연구를 통해 수목식재에 의한 토석류 재해 저감공법의 국내 도입이 보다 활발히 진행될 수 있기를 기대한다.

저온 대기압 플라즈마 제트를 이용한 우치 미백효과

심건보, 김용희, 박대훈, 권재성, 최혜숙, 이채복, 엄환섭, 김경남, 최은하 | 한국진공학회 2013년도 제 45회 하계 정기학술대회 초록집 (v.2013 / no.8 / pp.175-175 / 2013)

현재 치과에서 상용되는 치아미백법은 과산화수소와 레이저를 사용하여 의사가 직접 치료를 하고 있다 [1]. 단기간에 높은 미백효과를 얻기 위해, 고농도의 과산화수소를 이용하게 되는데, 이는 암 또는 심장병 등을 유발시키는 원인이 될수 있음으로 인체에 매우 유해하다 [3,4]. 우리는 식품의약품안정청에서 규

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현재 치과에서 상용되는 치아미백법은 과산화수소와 레이저를 사용하여 의사가 직접 치료를 하고 있다 [1]. 단기간에 높은 미백효과를 얻기 위해, 고농도의 과산화수소를 이용하게 되는데, 이는 암 또는 심장병 등을 유발시키는 원인이 될수 있음으로 인체에 매우 유해하다 [3,4]. 우리는 식품의약품안정청에서 규제하고 있는, 카바마이드 퍼옥사이드(15%)를 사용하였다. 카마바이드 퍼옥사이드(15%), 수증기, 저온 대기압 플라즈마 제트를 사용하여 미백효과를 관찰하였다. 기체 유량은 1,000 sccm 이며, 공기와 질소를 사용하였다. 미백효과를 보기 위한 대상으로는 우치(牛齒)를 사용하였으며, 플라즈마를 처리하여 미백효과를 관찰하였다. 실험 대조시료군으로는 카바마이드 퍼옥사이드(15%)와 수증기(0.4%)를 첨가한 다음, 공기 플라즈마와 질소 플라즈마를 조사하여 비교해보았다. 수증기를 첨가한 이유는 활성산소의 농도를 높이기 위함이며, 탁월한 미백효과를 얻을 수 있다. 실험을 통하여 우치에 카바마이드 퍼옥사이드(15%)와 수증기(0.4%)를 처리한 경우 플라즈마의 미백효과가 탁월함을 보였다. 이때 CIE색좌표 ( $L^*a^*b^*$ )에서 명도도가 높아짐을 보았다. 미백효과에 대한 측정은 측색분광기(cm-3500d)를 이용하였다. 라만은 빛이 어떤 매질을 통과할 때 빛의 파장을 변화시켜 빛의 일부는 진행방향에서 이탈해 다른방향으로지행하는 현상을 산란이라고 한다. 이를 이용하여 빛의 파장을 변화시키는 현상을 라만산란이라고 한다. 이것을 이용하여 같은 우치의 표면을 플라즈마 처리 전 후를 라만을 통해 측정하였다. 대기압 저온 플라즈마에서 발생되는 ROS는 미백효과에 큰 영향을 미친다. 모든 실험의 플라즈마 처리시간은 최대 20분까지로 하였다.

EXB 하전입자빔 에너지 필터의 광학 특성

조복래, 허인혜, 박인용 | 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집 (v.2013 / no.2 / pp.608-608 / 2013)

직선운동하는 하전입자의 진행방향에 수직한 평면상에 서로 직교하는 전기장과 자기장을 걸어주면, 하전입자에는 전기장에 의한 힘 $F_E$ 와 자기장과 속도 v에 의한 로렌츠력 $F_B=q(v{ times}B)$ 가 동시에 작용하게 된다. 이때 Wien 조건 $F_B=-F_E$ 를 만족하는 질량

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직선운동하는 하전입자의 진행방향에 수직한 평면상에 서로 직교하는 전기장과 자기장을 걸어주면, 하전입자에는 전기장에 의한 힘 $F_E$ 와 자기장과 속도 v에 의한 로렌츠력 $F_B=q(v{ times}B)$ 가 동시에 작용하게 된다. 이때 Wien 조건 $F_B=-F_E$ 를 만족하는 질량 $m_A$ 과, 에너지 $E_A$ 를 가지는 하전입자 A는 휘지 않고 직선운동을 계속하나, 하전입자 A와 다른 에너지 $E_B(=E_A+{ delta}E)$ 나 질량 $m_B$ $(=m_A+{ delta}m)$ 을 가지는 하전입자는 휘게 되며, 그 휘는 정도는 ${ delta}E$ 나 ${ delta}m$ 에 비례하게 된다. 이 현상을 이용하여 다양한 종류의 에너지 또는 질량 분석기가 독일, 미국, 일본 등의 분석기기 선진국에서 개발되어 왔고, 전자현미경의 이미지 필터로도 활용되고 있으며, 통상 EXB 필터 또는 발명자의 이름을 딴 Wien 필터로 불리어지고 있다. $E{ times}B$ 필터는 일반적인 하전입자빔 렌즈와 다른 광학특성을 가진다. 예를 들면 3차 이상의 기하 수차만 가지는 일반 렌즈와는 달리 $F_B$ , $F_E$ 전자기력에 의해 다양한 2차 기하 수차를 가지게 되며, 초점거리 등의 1차 광학 특성도 일반 렌즈와는 다른 경향을 보여준다. 본 발표에서는 $E{ times}B$ 필터의 전후로 각각 6극자+4극자를 조합시킨 보정기를 배치시켜 필터의 에너지 분해능의 성능을 향상시킬 수 있음을 빔 궤도 방정식을 분석적으로 계산하여 보여준다. 위 에너지 필터 구성에서 4극자는 1차 광학 특성을 조정하는 역할을 하며 6극자는 2차 수차를 줄여주는 역할을 한다. 수치해석을 통해서는 6극자+4극자를 조합시킨 보정기와 $E{ times}B$ 필터의 좀더 정확한 전극 전압 등의 제어 수치를 추출하고, 빔 궤도 방정식 분석을 통한 수차 보정 알고리즘이 유효함을 보여준다.

V-NAND Flash Memory 제조를 위한 PECVD 박막 두께 가상 계측 알고리즘

장동범, 유현성, 홍상진 | 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집 (v.2014 / no.2 / pp.236.2-236.2 / 2014)

세계 반도체 시장은 컴퓨터 기능이 더해진 모바일 기기의 수요가 증가함에 따라 메모리반도체의 시장규모가 최근 빠른 속도로 증가했다. 특히 모바일 기기에서 저장장치 역할을 하는 비휘발성 반도체인 NAND Flash Memory는 스마트폰 및 태블릿PC 등 휴대용 기기의 수요 증가, SSD (Solid Sta

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세계 반도체 시장은 컴퓨터 기능이 더해진 모바일 기기의 수요가 증가함에 따라 메모리반도체의 시장규모가 최근 빠른 속도로 증가했다. 특히 모바일 기기에서 저장장치 역할을 하는 비휘발성 반도체인 NAND Flash Memory는 스마트폰 및 태블릿PC 등 휴대용 기기의 수요 증가, SSD (Solid State Drive)를 탑재한 PC의 수요 확대, 서버용 SSD시장의 활성화 등으로 연평균 18.9%의 성장을 보이고 있다. 이러한 경제적인 배경 속에서 NAND Flash 미세공정 기술의 마지막 단계로 여겨지는 1Xnm 공정이 개발되었다. 그러나 1Xnm Flash Memory의 생산은 새로운 제조설비 구축과 차세대 공정 기술의 적용으로 제조비용이 상승하는 단점이 있다. 이에 따라 제조공정기술을 미세화하지 않고 기존의 수평적 셀구조에서 수직적 셀구조로 설계 구조를 다양화하는 기술이 대두되고 있는데 이 중 Flash Memory의 대용량화와 수명 향상을 동시에 추구할 수 있는 3D NAND 기술이 주목을 받게 되면서 공정기술의 변화도 함께 대두되고 있다. 3D NAND 기술은 기존라인에서 전환하는데 드는 비용이 크지 않으며, 노광장비의 중요도가 축소되는 반면, 증착(Chemical Vapor Deposition) 및 식각공정(Etching)의 기술적 난이도와 스텝수가 증가한다. 이 중 V-NAND 3D 기술에서 사용하는 박막증착 공정의 경우 산화막과 질화막을 번갈아 증착하여 30layer 이상을 하나의 챔버 내에서 연속으로 증착한다. 다층막 증착 공정이 비정상적으로 진행되었을 경우, V-NAND Flash Memory를 제조하기 위한 후속공정에 영향을 미쳐 웨이퍼를 폐기해야 하는 손실을 초래할 수 있다. 본 연구에서는 V-NAND 다층막 증착공정 중에 다층막의 두께를 가상 계측하는 알고리즘을 개발하고자 하였다. 증착공정이 진행될수록 박막의 두께는 증가하여 커패시터 관점에서 변화가 생겨 RF 신호의 진폭과 위상의 변화가 생긴다는 점을 착안하여 증착 공정 중 PECVD 장비 RF matcher와 heater에서 RF 신호의 진폭과 위상을 실시간으로 측정하여 데이터를 수집하고, 박막의 두께와의 상관성을 분석하였다. 이 연구 결과를 토대로 V-NAND Flash memory 제조 품질향상 및 웨이퍼 손실 최소화를 실현하여 제조 시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

가동보의 새로운 Paradigm 연구

이재혁, 김필식, 박현준, 권형중, 최범준 | 한국방재학회 2014년도 정기 학술발표대회 (v.2014 / no.2 / pp.446-446 / 2014)

우리나라 농업용수의 주수원공인 저수지는 2004년 말 현재 총 17,732개소에 달하지만 1972년 이후 설치된 저수지는 11%인 2,051개소 정도로서 나머지 89%의 저수지는 노후화 되거나 기능이 저하되어 현재의 설계기준을 충족시키기 못하고 있다. 총 3,328개소의 저수지 중에서 홍수조절용 게이트가

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우리나라 농업용수의 주수원공인 저수지는 2004년 말 현재 총 17,732개소에 달하지만 1972년 이후 설치된 저수지는 11%인 2,051개소 정도로서 나머지 89%의 저수지는 노후화 되거나 기능이 저하되어 현재의 설계기준을 충족시키기 못하고 있다. 총 3,328개소의 저수지 중에서 홍수조절용 게이트가 설치된 저수지는 28개소에 불과하여 거의 모든 농업용 저수지는 자연유하식 물넘이를 통하여 홍수량을 배제할 수밖에 없으므로 최근 발생하고 있는 집중호우나 폭우를 감당하기에는 구조적으로 취약한 실정이다. 또한 우리나라 저수지 유역의 특성상 많은 토사가 퇴적되어 저류량이 감소하고 있으며 새로운 수원공의 설치는 어려운 실정으로 한발과 홍수에 대처하기 위한 유지보수 방안들이 연구 중이다. 본 연구에서는 농업용 저수지의 자연유하식 물넘이에 가동보를 설치하므로 자연재해를 최소화 할 수 있는 방안을 구조적 경제적 측면에서 연구하였다. 국내 저수지 대부분이 80년대 이전에 완공되어 노후화 되어있으며 총 3,328개의 저수지 중 홍수조절용 게이트가 설치된 저수지는 28개소에 불과하다. 대부분 자연유하식 물넘이로 홍수량을 배제하므로 홍수피해가 빈번히 발생하는 실정이다. 2007년 기준 용수공급능력이 부족한 저수지는 1,213개소이며, 그 부족량은 61백만 $m^3$ 이다. 토사 퇴적으로 저수량이 감소된 저수지 1,349개소이며, 퇴적량은 약 41백만 $m^3$ 으로 나타났다. 저수지의 재해방지를 위해 물넘이 시설의 구조적 방안이 요구되고 있으며 이에 Rubber dem은 구조적 문제없이 홍수조절용량을 확보하고 가뭄시 용수확보에 도움이 될 것으로 분석되었다. Labyrinth weir, 전도게이트와 Rubber Dam의 경제성을 분석한 결과 Labyrinth weir과 전도게이트의 공사비는 유사하고 Rubber Dam의 공사비용이 가장 적은 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 국내 저수지 대부분이 홍수조절기능이 없어 빈번하게 홍수 피해가 발생하고 있으며, 또한 많은 퇴적량으로 인해 용수공급능력에도 문제가 발생하고 있다. 따라서 여수로 개축모형으로 가동보의 새로운 활용방안을 제시하고자 한다.

MD-FDA 기반 치수경제성분석 시스템 개발

김길호, 이상원, 심명필 | 한국방재학회 2014년도 정기 학술발표대회 (v.2014 / no.2 / pp.495-495 / 2014)

상당한 국가예산이 투입되는 공공목적의 치수사업은 그 성공여부가 국가경제 전반에 걸쳐 큰 영향을 미치는 만큼 보다 정확하고 합리적인 경제성분석 결과를 바탕으로 타당성을 판단해야 한다. 그 동안 국내에서는 치수경제성분석 시 2004년의 치수사업 경제성분석 방법 연구에서 수행되어 개발된 다차원 홍수피해산정법(

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상당한 국가예산이 투입되는 공공목적의 치수사업은 그 성공여부가 국가경제 전반에 걸쳐 큰 영향을 미치는 만큼 보다 정확하고 합리적인 경제성분석 결과를 바탕으로 타당성을 판단해야 한다. 그 동안 국내에서는 치수경제성분석 시 2004년의 치수사업 경제성분석 방법 연구에서 수행되어 개발된 다차원 홍수피해산정법(Multi-Dimension Flood Damage Assessment; MD-FDA)을 바탕으로 치수사업의 경제성 및 타당성을 계량적으로 평가하는데 실무에서 널리 사용되고 있으며, 이는 현재 KDI에서 수행하는 예비타당성조사에서도 채택되어 국내 대표적인 홍수피해산정법이라 할 수 있다. 이러한 MD-FDA를 적용하기 위해서는 각종 통계자료뿐만 아니라 토지피복도, 행정구역도, 침수구역도와 같은 GIS 공간자료의 수집 및 구축, 그리고 Spatial Analyst, 3D Analyst 기능 등의 공간분석 과정을 필요로 하며, 이와 더불어 자산분석, 홍수피해액 산정, 경제성분석 등에서 수자원 분야 지식뿐만 아니라 경제학적 지식이 다소 요구된다. 이러한 측면에서 치수경제성분석은 수자원 분야에서 다소 낯선 학문으로 취급되어 왔으며, 적용과정 또한 높은 이해도를 바탕으로 수행하기에는 한계가 있었다. 이에 본 연구는 통일된 분석체계를 바탕으로 자동화 실용 목적의 치수경제성분석 시스템(EAF)을 개발하였다. 본 시스템은 치수경제성분석 과정에서 요구되는 정확한 위치정보 탐색을 위하여 GIS 기반으로 설계(stand alone)하였으며, 시스템에서 지원하는 주요 기능은 치수경제성분석 시 필요한 공간데이터의 처리(침수구역도 생성 모듈 포함), 자산분석, 침수편입률 산정, 피해액 산정, 경제성분석이다. 본 연구에서 개발한 MD-FDA 기반의 치수경제성분석 시스템은 향후 치수사업의 경제성 및 타당성을 확인하는 의사결정 단계에서 보다 객관적이고 합리적인 분석도구의 역할을 담당할 것으로 기대한다.

가스장 이온원 시스템에서 마이크로 채널 플레이트의 잡음 제거 방법

한철수, 박인용, 조복래, 박창준, 안상정 | 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집 (v.2014 / no.2 / pp.422.2-422.2 / 2014)

가스장 이온원(GFIS: Gas Field Ionization Source)은 전자현미경보다 분해능이 향상된 이온현미경의 광원으로 사용하기 위하여 연구되고 있고, 큰 각전류 밀도, 작은 크기의 가상 이온원 그리고 좁은 에너지 퍼짐을 특징으로 한다. 여러 가지 장점을 가지고 있는 GFIS을 개발하기 위해서

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가스장 이온원(GFIS: Gas Field Ionization Source)은 전자현미경보다 분해능이 향상된 이온현미경의 광원으로 사용하기 위하여 연구되고 있고, 큰 각전류 밀도, 작은 크기의 가상 이온원 그리고 좁은 에너지 퍼짐을 특징으로 한다. 여러 가지 장점을 가지고 있는 GFIS을 개발하기 위해서는 GFIS에서 발생된 이온빔의 형상을 관찰 것이 매우 중요하며, 이러한 관찰을 위한 시스템에는 주로 마이크로 채널 플레이트 (MCP: Micro Channel Plate)가 사용된다. MCP는 채널내부에 입사한 입자의 에너지에 의해서 생성된 이차전자를 수 천 배에서 수 백 만 배 이상 증폭시켜 형광판에 조사하고 발광시키는 방법으로 작은 신호를 영상으로 관찰 할 수 있도록 한다. MCP의 큰 증폭비는 작은 크기의 신호를 큰 신호로 증폭하여 관찰하는데 용이하여, GFIS 방법으로 생성된 이온빔(이온빔 전류 값은 pA 수준)을 관찰하기에 적합하다. 그러나 MCP를 이용하여도 증폭된 이온빔의 세기가 매우 작기때문에 생성된 이온빔 형상을 정확하게 관찰하기 위해서는 MCP의 형광판을 촬영하는 카메라 노출시간을 길게하여 데이터 수집 시간을 늘려야 하는 문제가 있다. 본 발표에서는 이온빔 형상 관찰에 소요되는 시간을 단축하기 위하여 MCP의 잡음이 GFIS의 이온빔 이미지 관찰에 미치는 영향을 분석하고 이를 제거 방법을 소개한다. 본 연구에서는 GFIS 방출 이온빔의 이미지에 포함된 MCP 잡음 특성을 장(전계)이온현미경 (Field Ion Microscope)실험을 통하여 분석하였고, 디지털 이미지 처리 방법을 이용하여 방출 이온빔 이미지에서 MCP 잡음을 제거하여 방출 이온빔 이미지만 추출할 수 있었다. 본 연구에서 제안한 방법을 GFIS 방출 이온빔 관찰시스템에 적용함으로써 기존 방법에 비해 노출시간을 단축하여 방출 이온빔을 관찰 할 수 있었으며, 노이즈 제거 효과로 향상된 이온빔 형상을 얻을 수 있었다. 본 연구결과의 관찰시간 단축과 향상된 이온빔 형상 획득은 이온현미경 개발에 필수적인 단원자 이온빔을 보다 효율적으로 개발할 수 있으며 디지털 이미지 처리로 GFIS 이온빔 생성을 자동화하는데 응용할 수 있다. 더불어 기존방법에 비해 이미지 획득을 위한 MCP의 노출시간을 단축할 수 있으므로 실험장비 수명 단축 방지 및 관리에 큰 장점이 있다.

풍해위험도 평가시스템 개발 연구

구자섭, 홍종유, 이은장, 김보원 | 한국방재학회 2014년도 정기 학술발표대회 (v.2014 / no.2 / pp.388-388 / 2014)

기후변화로 인한 태풍, 홍수, 폭설 등과 같은 자연재해의 빈도가 높아지며 재난 재해로 인한 방재 문제에 사회적인 관심이 높아지고 있다. 특히, 도시환경변화와 동반하여 토지 피복 변화, 온도 상승, 인공 배열량 증가, 녹지면적 감소, 수증기 발생량 증가 등의 변화와 초고층 빌딩 증가에 따라 도시의 강풍 및

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기후변화로 인한 태풍, 홍수, 폭설 등과 같은 자연재해의 빈도가 높아지며 재난 재해로 인한 방재 문제에 사회적인 관심이 높아지고 있다. 특히, 도시환경변화와 동반하여 토지 피복 변화, 온도 상승, 인공 배열량 증가, 녹지면적 감소, 수증기 발생량 증가 등의 변화와 초고층 빌딩 증가에 따라 도시의 강풍 및 돌풍과 같은 풍해가 증가하고 있다. 이와 관련하여 예측 및 효율적인 대응을 위해 과거 태풍 및 재현주기 풍속을 이용하여 단위지역별 위험도를 추정하는 풍해위험도 평가시스템을 개발을 진행하고 있다. 본 연구에서는 도시 풍해위험도 평가시스템 구축의 일환으로, 시스템에 탑재되어지는 취약도 산정 및 바람장 계산 모듈의 분석을 통해 시스템 표출 방안을 제시하고, 파일럿 시스템에 적용하여 GIS 기반 표출을 진행하였다.