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2011. 12. 27. 17:00 대덕밸리과학소식/ETRI

□ 일반적으로 위성방송은 다채널의 고화질 방송서비스를 제공할 수 있는 장점이 있는 반면 비가 많이 오게 되면 전파 감쇠 때문에 방송이 일시 중단되는 문제가 발생하기도 합니다.

그러나 채널 적응형 위성방송 기술을 적용하면 맑은 날에는 HD(High Definition) 방송을 시청하다가, 비가 많이 내리면 기존 방송처럼 방송이 중단되는 것이 아니라 HD 방송에서 SD(Standard Definition) 방송으로 화질이 전환되어 끊김없이 해당 프로그램을 시청할 수 있는 기술이 있습니다.

이 기술은 비가 안 오는 지역에서는 HDTV가 수신되고, 비가 많은 지역에서는 방송이 중단되는 대신에 SDTV로 프로그램을 수신할 수있는 차세대 디지털 위성방송 기술입니다.

□ ETRI(한국전자통신연구원)는 KT스카이라이프와 공동으로 폭우나 폭설 등의 자연재해에도 끊김없이 위성방송을 시청할 수 있는 채널 적응형 스케일러블(Scalable) 위성방송서비스 기술 개발을 완료하고, Ka 대역 위성인 천리안위성을 통해 서비스 시연까지 성공적으로 마쳤습니다.

이 기술은 2011년 10월 스위스 제네바에서 개최되었던 ITU Telecom World 2011 전시회에 출품돼 큰 관심과 호평을 받은 바 있습니다.

또 ETRI는 국제 표준화 기구인 ITU-R에 채널 적응형 스케일러블 위성방송서비스 기술을  Ka 대역 위성방송서비스를 위한 국제 표준기술로 제안해 채택받았습니다.

그 동안 ITU-R 표준화는 일본이 주도해 왔으나, 이번 표준안 채택으로 우리나라 위성방송 기술의 우수성이 세계적으로 평가를 받은 것입니다.

Ka 대역 위성방송서비스는 현재의 Ku 대역 위성방송서비스보다 월등히 많은 채널의 HDTV(High Definition TV) 나 UHDTV(Ultra-HDTV) 서비스를 제공할 수 있는 차세대 위성방송 서비스입니다.

미국 DirecTV사는 이미 200여 채널의 Ka 대역 위성 HDTV 서비스를 제공하고 있으며, 일본 NHK에서는 초고화질 방송서비스인 UHDTV 서비스를 제공하기 위해 Ka 대역 위성방송 기술개발을 진행 중입니다.

□ 기존의 위성방송 기술로 Ka 대역 위성인 천리안위성으로 위성방송서비스를 제공 할 경우, 강우에 따라 연간 방송 중단시간이 약 13시간(가용도 99.85%) 정도였지만, 이 기술을 적용하면 방송 중단시간이 약 4시간(가용도 99.95%) 정도로 대폭 감소되는 효과를 얻을 수 있습니다.

이번 시연에 사용된 시제품은 HD/SD급의 스케일러블 비디오 인코딩 기술과 가변 변복조 기술을 연동하여 수신기 스스로 강우 상태에 따라 최적의 수신방식을 결정하는 적응형 위성방송 핵심기술이 적용됐습니다.

채널 적응형 위성방송 서비스 개념도


 용  어  설  명

Ka 대역 :
위성방송 및 통신에서 사용되는 20~30GHz 대역 주파수

Ku 대역 :
위성방송 및 통신에서 사용되는 12~14GHz 대역 주파수임.

ITU-R(국제전기통신연합) :
UN산하 국제기구로 전파, 방송 및 위성 주파수에 대한 국제권고를 개발하고 조정하는 역할을 수행하며, ITU-R은 ITU 내에서 전파통신표준화분야를 다루는 섹터임

스케일러블 비디오 인코딩 기술 :
하나의 콘텐츠를 서비스 형태에 따라 가변적으로 사용할 수 있도록 포맷을 변환하는 방식

가변 변복조 기술 :
위성 채널에서 강우와 같은 감쇠에 따라 변조 및 코딩 방식의 파라미터를 다르게 적용하여 위성방송 수신 가용율을 높이는 전송기술

posted by 글쓴이 과학이야기

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초경합금의 원료에 사용되는 고가의 텅스텐은 지금까지 절삭 공구용 날 제작을 위해 전량 수입했습니다.

전체를 초경합금으로 제작해오던 기존 드릴과 달리 드릴 공구의 날 끝을 교체해 여러 번 사용할 수 있는 친환경 절삭 공구가 국내 최초로 개발됐습니다.    

 
한국기계연구원 광응용기계연구실 강재훈 박사팀은 드릴 전체를 초경합금(Super hard alloy)으로 제작하던 기존 제품과 달리 절삭 날의 끝 부위를 쉽게 분리 및 교체해 재사용할 수 있는 고성능 드릴을 개발했습니다. 
 

새로 개발된 초경합금 팁 교체형 절삭공구(좌)와 기존의 일체형 절삭공구(우)


이번 기술 개발로 날 제작에 쓰이는 텅스텐 재료의 양을 최대 80% 줄일 수 있게 됐고, 기존 제품보다 더욱 단단하게 조일 수 있는 구조적인 특성까지 갖추게됐습니다.

초경합금 팁 교채형 재사용 드릴 공구의 구조

초경합금 팁이 체결된 재사용 드릴 공구의 상태와 가공 사진

<연 구 개 요>

기존 드릴의 전체를 초경합금으로 사용하는 솔리드형 드릴과 달리 드릴의 절삭 날끝 부위인 팁만을 초경합금 소재로 사용하며, 작업자가 쉽게 수명이 다 된 초경합금 팁을 교체해 지속적으로 재사용할 수 있는 한편 기존의 드릴 형태에 준한 체결강성을 지녀 안정된 절삭 가공 상태가 이뤄질 수 있게 했다. 
초경합금의 원료인 고가의 수입의존형 텅스텐의 사용량을 약 80% 이상 절감하며 재사용의 특성에 따라 폐공구 스크랩의 수거 후 재활용 공정에 따른 이산화탄소 가스 발생량도 획기적으로 억제했다.
경제성과 환경성을 동시에 갖춰 향후 생산제조 산업 분야에서 해결해야 할 차세대형 에코융합형 가공 공구라는 특징이 있다. 

posted by 글쓴이 과학이야기

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□ 미국, 유럽, 일본, 러시아, 중국 등 원자력 강대국들은 모두 자국 고유의 핵데이터 라이브러리를 생산해 오고 있으며, 이들 중 신뢰성을 인정받아 국제적으로 배포돼 사용되는 소수의 핵데이터 라이브러리를 국제표준 핵데이터 라이브러리라고 부릅니다.

한국원자력연구원 원자력데이터개발검증센터는 원자력 핵심 재료인 지르코늄(Zr) 동위원소 7종에 대한 중성자 핵데이터를 최근 배포된 국제 표준 핵데이터 라이브러리인 ENDF(Evaluated Nuclear Data File)/B-VII.1에 등재했습니다.

ENDF는 미국 브룩헤이븐국립연구소(BNL) 산하 국가핵데이터센터(NNDC)가 주도해 전 세계적으로 배포하는 핵데이터 라이브러리입니다.

이는 각 원소별 핵데이터를 종합해서 DB로 만든 핵데이터 라이브러리는 원전 운영과 미래형 원자로 및 핵융합로 설계, 방사성 폐기물 처분 연구 등 원자력 분야에서 설계, 해석 및 시뮬레이션 등에 기초 입력 데이터로 사용하는 핵심 원천 기술자료입니다.

한국원자력연구원이 생산한 핵데이터가 ENDF에 등재된 것은 지난 2006년에 이어 두 번째입니다. 

□ 이번에 새롭게 핵데이터를 등재한 지르코늄 동위원소는 전 세계에서 운전되고 있는 원자력 발전소의 핵연료 피복관, 안내관, 압력관 및 핵연료 지지격자 등에 사용 중인 중요한 원소로, 현재 연구개발 중인 미래형 원전에서도 주요 구조재로 고려되고 있어 정밀한 핵데이터가 요구되는 핵종 중 하나입니다.

기존에 사용해온 지르코늄 핵데이터는 1970년대에 생산·배포된 것으로, 최근 수행된 핵데이터 측정실험과 벤치마킹 결과 신뢰성이 낮은 것으로 밝혀지면서 국제 원자력계가 지르코늄에 대한 새로운 중성자 핵데이터 평가를 계획했습니다.

이를 미국 NNDC와 국제원자력기구(IAEA) 핵데이터센터(NDC)의 지원 하에 한국원자력연구원 원자력데이터개발검증센터가 주도적인 역할을 맡아 연구를 수행했습니다.

한국원자력연구원은 원자로 설계·해석 분야에서 필요한 자연 상태의 지르코늄 동위원소 5종(Zr-90, Zr-91, Zr-92, Zr-94, Zr-96)과 불안정 동위원소 2종(Zr-93, Zr-95) 등 총 7종의 지르코늄 동위원소에 대한 핵데이터를 생산했습니다.

□  한국원자력연구원 원자력데이터개발검증센터는 원자핵, 원자 및 분자의 구조와 반응에 관한 연구를 수행하고 관련 분야에서 요구되는 데이터를 생산·공급하는 국내 유일의 연구그룹입니다.

지난 1997년 소규모 연구그룹인 핵자료평가랩으로 출발한 원자력데이터개발검증센터는 2006년 자체 핵데이터 라이브러리를 갖지 못한 국가로는 최초로 국제 표준 데이터 라이브러리인 ENDF/B-VII.0에 전체 핵종의 9%에 해당하는 35개 중성자 핵데이터와 전체 핵종의 80%에 해당하는 131개 광핵반응 데이터를 등재함으로써 세계적으로 인정을 받기도 했습니다.

 용  어  설  명

ENDF(Evaluated Nuclear Data File) 라이브러리 :
미국 브룩헤이븐국립연구소(BNL) 산하 국가핵데이터센터(NNDC)에서 생산, 전 세계적으로 배포하는 핵데이터 라이브러리. 중성자파일, 광핵반응파일, 하전입자파일, 붕괴데이터파일, 핵분열수율파일 등으로 구성된다.

ENDF/B 형식 :
평가핵데이터를 원자력 연구나 산업에 직접 사용할 수 있도록 기술한 형식. 이에 반해 ENDF/A 형식은 단편적인 핵반응데이터를 기술하는 형식이다.

중성자 핵데이터 :
중성자와 원자핵과의 반응을 평가하여 수치화한 데이터. ENDF에서 가장 중요한 파일로 원자력 발전소의 설계, 운전 및 핵폐기물 처리 등에 기초 데이터로 쓰인다.

광핵반응 데이터:
광자(감마선)와 원자핵과의 반응을 평가하여 수치화한 데이터. 전자가속기 등을 이용한 핵반응 연구와 응용산업에 필수적인 기초데이터이다.

posted by 글쓴이 과학이야기

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