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성신여자대학교 대학원 심리학과 졸업

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체르노빌 원전사고의 개요 및 사고 후유증

체르노빌 원자력 발전소 사고1-1. 체르노빌 원전 사고 개요1986년 4월 26일 체르노빌 원자력발전소 제4호기에서 전리방사선 누설사고가 발생되었다. 처음 이 사고에 관한 정보가 흘러나온 곳은 소련이 아니고 스웨덴이었다. 4월27일 스웨덴의 스톡홀롬에서 얼만 안 떨어진 곳에 있는 포슈말크 원자력발전소 주변에서 이상한 방사능물질을 검출한데서 비롯됐다.처음에는 자가시설에서 이상이 생긴 것으로 의심하여 운전요원을 긴급 피난시킨 뒤 조사하였으나 별 이상을 발견하지 못하였다. 스웨덴 정부는 곧 소련을 포함한 인접국에 사고발생 유무를 문의하게 되었다. 그러나 하나같이 부정적인 화답만이 들어왔다. 4월 29일 사고가 발생한지 4일 만에 소련이 체르노빌 발전소 원자로1호가 손상을 입어 사고가 발생했다고 짤막하게 발표하기에 이르렀다.사고의 원인이나 상황 등에 관하여는 거의 언급조차 하지 않았으나 소련에 인접한 나라의 일부 외신은 사망자가 2000명을 넘는다고 새해뉴스를 전해주기도 하였다.5월 상순에 이르러서 국제원자력기관(IAEA)의 상무총장인 브릭스가 소련을 방문하여 사고현장 상황을 시찰함으로써 비로소 사고에 관한 상세한 정보의 제공을 소련당국에 요청하게 되었다. 다행이 소련이 이 요청을 원칙적으로 잘 받아들여 8월25일부터 5일간 비인의 IAEA본부에서 국제회의가 열리게 되었고 사고의 일부 윤곽이 밝혀지게 되었다. 소련은 사고가 난 지 4개월이 경과된 뒤인 그 때 조사한 내용의 일부를 밝혔다. 원자로는 대파되어 접근이 거의 불가능하였으며 사고 당시 현장에서 원자로를 운전하던 요원은 거의 다 사망한 것으로 알려졌다. 세계 각국과 국제원자력기관은 소련이 제시한 사고보고에 근거하여 사고원인을 분석 평가하고 나름대로의 교훈을 찾는데 주력하게 되었다.사고가 난 원전은 흑연감속 비등경수 냉각 방식의 RBMK-1000형으로 전기출력 100만㎾짜리 원자로였다. 이날 원전에서는 터빈발전기의 관성력 이용 실험을 위해 원자로 출력을 3분의 1 정도로 낮추고 있었다. 그런데 직원의 실수로 원자이뤄온 정격 전기출력 1,000MW의 대표적 모형이었다. 주 특징은 흑연 감속, 경수냉각형, 압력관형이었다.감속재로서 흑연을 사용하게 되어있어 노심에서 일어나기 쉬운 중성자의 흡수현상이 잘 일어나지 않아 중성자의 경제적 이용이 가능하고 압력관형이므로 운전중 연료교환이 용이하여 연소계획을 적절하게 결정할 수 있어 비교적 저 농축도의 연료를 써서도 높은 연소효과를 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러므로 경제적으로도 바람직 할 뿐 아니라 우라늄자원의 효율적 이용이란 면에서도 뛰어난 장점이 있었다. 또한 노심냉각을 위하여 경수비등 냉각방식을 채택함으로써 흑연 감속방식을 쓸때에도 비교적 높은 출력밀도를 얻을 수 있었던 점도 있다.그러나 일반적으로 대행이고 출력밀도가 높아 노심은 핵분열 생성물의 하나인 Xe의 효과에 의거, 출력분포의 공간안정성이 나빠지는 흠이 있다. 이 경우 출력분포의 안정을 위하여 노심제어 시스템이 대단히 복잡한 구조로 되어있었던 점이 취약점이었다. 특히 노내반응점 조작여유를 나타내는 사고로의 정지용 제어봉 수가 제어반에도 나타나지 않게 되어 있었을 뿐만 아니라 긴급시의 경고나 자동 정시시스템도 갖추어져 있지 않아 안전장치의 다중화(Redundancy)가 설계상 소홀히 다루어져 있어 이번 사고의 중대한 원인을 이룬 것으로 추정되고 있다. 또한 저출력시 안정성이 저하되는 결함도 있었다.1-3. 사고의 경위1986년 4월 25일, 체르노빌 제4호기는 정기점검을 받기 위하여 셧다운되게 되어 있었고, 또한 셧다운 기간 중 일련의 시험도 함께 계획되어 있었다. 그 시험은 터빈에 증기공급을 중단했을 때 타성에 의거 회전을 계속하는 동안 발생되는 전력을 안전시스템의 일부 전력으로 단시간동안 사용하게 되어있는 설계효과를 실증하는 것이었다. 이 시험은 이전에도 시도된 바 있으나 당시 발전기의 전압강하가 너무 빨리 진행되어 실패하였으므로 이반에는 여자회로를 개량하여 재차 시험을 하였던 것이다.시험은 순수한 전기적인 것이었으므로 원자로의 안전을 충분히 감안하지 아니겨함이 생겼던 탓인지는 확실치 않으나 출력이 30MW까지 강하해 버렸다. 운전요원은 목표치까지 출력을 상승시키려고 안간힘을 다 썼으나 겨우 200MW까지 밖에는 올릴 수가 없었다.앞서 로의 특징에서 언급한 바와 같이 저출력 상태에서 불안정하게 되므로 평소 운전은 엄격히 제한을 가하곤 하였으나 운전요원은 그 규칙을 거의 무시하곤 하였다. 그러는 동안 긴급시 반응조작용 제어봉은 상한까지 전부 빼내어 반응도 제어의 여유가 6~7분(통상 30분 이상 필요)까지 저하되었던 것으로 보인다.운전요원은 계산기에서 빼낸 프린트아웃을 보아 거의 여유가 없어진 사실을 알고 있으면서도 규칙을 위바하면서까지 로를 세우지 않은 채 시험을 강행하였다.시험 중 안전절차에 따라 운전요원은 대기중에 있던 냉각펌프를 작동시켰는데 출력이 너무 낮은 때라 오히려 과냉현상만 조성하게 되었고 냉각시스템이 극히 불안저앟ㄴ 상태로 되어 아주 적은 변동에도 노심의 증기체질이 크게 변화되는 예민한 상태에 빠져들게 되었다.운전요원은 원자로의 자동정지를 피하려고 운전규칙도 위반해 가면서 기수분리시의 수위 및 압력에 대한 긴급정지 신호를 바이패스 시켜버렸다.시험은 운전계속중 1기의 터빈발전기를 트립(trip)시킴으로써 시작하였다.원자로에는 터빈 2기가 정지되면 스크램을 하도록 설계되어 있었으나 운전요원은 만일 시험이 실패되면 다시 한 번 반복할 셈으로 처음 나타난 스크램 신호를 넘겨버렸다.4월26일 오전 1시23분 터빈에 트립이 일어나고 발전기에 접속되어있는 냉각재 펌프의 회전수가 저하되면서 냉각재의 유량도 저하되기 시작하자 노심의 증기체적이 증가되어 (+)로 보이드계수가 돌아선만치 출력도 증가되게 되었다.오전 1시 23분 40초, 운전요원이 스크램 단추를 눌렀으나 반응도 조작여유가 극도로 저하되어 있었으므로 정지 제어시스템의 기능을 충분히 해내지 못하고 마침내 출력의 증가를 억제할 수가 없게 되었던 것으로 보인다.출력계수가 (+)로 변하면서 출력이 가속도적으로 상승하여 폭주반응 상태를 일으켰고 1시 23분 44회에 걸쳐 폭발이 일어났으며 고온물질이 불꽃처럼 공중으로 날아 흩어졌다고 한다. 이때 방사선 물질의 비산을 방지하기 위하여 마련된 방호장벽이 거의 다 파괴되었고 노심에 있던 흑연이 연소될 때 상스기류를 일으키면서 대량의 전리방사선 물질이 같이 어울려 대기중으로 방출되었다. 또한 노심부에서 나온 고온의 물질이 비산되어 건물 도처에서 화재가 발생하였다.건물 화재는 출도앟ㄴ 소방요원에 의하여 오전5시까지는 진화되었으나 소방요원중에는 대량의 전리방사선에 노출된 자가 많아 1/6이 사망하였고 노심부에서 전리 방사선 물질의 방출은 약 10일간 계속되었다. 그간 헬리콥터를 동원하여 보론, 납, 드로마이트, 점토 등 약 5000ton의 물질을 투하하여 노심상부를 폐쇄함과 동시에 노심하부로 부터 질소를 주입하였다.천연방사선에 의한 공간선량율은 지역에 따라 차가 있지만 대량 0.01 mR/h 정도인데, 그것과 비교해보면 엄청난 선량율을 나타내고 있음을 쉽게 알 수 있다.1-4. 사고원인과 평가소련당국은 1986년 IAEA본부에서 열린 회의에서 처음으로 사고의 원인을 다음과 같이 발표하였다. 사고의 직접원인은 운전교원의 중대한 규칙 위반이었다고 하여 안전을 등한시 하는 원자력발전소의 폐습의 한 단면을 보여주었다. 그 규칙 위반 내용은 다음과 같다.첫째, 반응도 조작여유가 없을 정도로 그 수위가 저하되었는데도 원자로를 정지하지 않았다.둘째, 계획보다 낮은 출력상태에서 시험을 함으로써 원자로를 불안정하게 하였다.셋째, 대기중의 냉각제 펌프를 노심사고의 상태를 확인도 하지 않고 켜 규정치를 넘는 유량을 내보냄으로써 노심의 과냉상태를 조성하였다.넷째, 터빈2기가 정지하면 자동 정지하도록 되어있는 신호를 바이패스시켰다.다섯째, 공기/물 분리기의 수위 및 압력에 관한 스크람 신호를 바이패스시켰다.여섯째, 4월25일 오후1시경 ECCS(긴급노심냉각시스템)을 처음 분리하였는데 그 후 예정이 변경되어 50% 출력운전을 계속할 때에 그것을 리셋(reset)해야 했는데 이것을 하지 않은 것은 시험 반상의 표시정보 및 페일세이프 장치조차 갖추지 못하고 있었던 것이 밝혀지고 있다. 이런 점에서 보면 단순히 운전요원의 불안전한 행동만이 사고의 직접 요인이 아니었음을 알 수 있다. 오히려 허술한 사고 원자로의 설계나 그 특성을 간과할 수 없을 것 같다. 또한 정상적인 수속절차를 밟지 않은 시험계획 시행을 비롯하여 수많은 고의적 규칙위반, 필수적인 안전시스템의 확보를 소홀히 하면서 바이패스를 시킬 수 있었던 기강의 문제도 결코 과소평가 할 수 없는 문제로 보인다. 그리고 그간 체르노빌 제4호기가 별 사고없이 잘 운전되어 왔다고 하여 운전요원에 대하여 과신을 해왔거나 혹은 어떤 타성에 빠져 원자로가 갖는 잠재적 위험성에 대한 감각이 무지불식간에 둔화되어 버렸던 탓이 아닌가 하는 평이 나오기도 하였다.특히 인간시스템에만 치중하여 기계시스템이나 환경시스템을 등한시 하여 지나치게 인간에게 스트레스를 주는 잘못을 저지르지 않았나 하는 지적 또한 나올 법 하다.IAEA-UNSAG이 소련의 운전요원의 안전의식이 결여 즉, 안전문화의 빈곤을 이 사고의 중요요인으로 보고 있는 점도 귀 담아 듣고 타산지석으로 삼아야 한다.2. 체르노빌 원전사고의 후유증이 사고로 30여 명이 즉사했고 이후 방사능 노출 등으로 6년간 8000명 이상이 사망했으며 70여만 명이 암, 기형아 출산 등 후유증을 앓아야 했다.원전 폭발 당시 핵연료 파편이 사방으로 튀면서 30여 곳에서 동시에 화재가 발생했고, 수차례에 걸친 수소폭발로 원자로 구조물 상부도 날아가버렸다. 이로 인해 방사능을 함유한 분진과 연기가 800~1000m까지 치솟았으며 5월 중순까지 방사능 방출이 계속됐다. 방사능 물질은 동풍을 타고 동유럽 전역으로 확산되면서 피해는 기하급수적으로 늘어갔다. 이 사고로 방출된 방사능 총량은 1억 퀴리(Ci)로 추정되고 있다. 이 중 2000만 퀴리는 원전 주변 30㎞ 지역에 떨어졌다. 폴란드ㆍ독일ㆍ네덜란드 등에서는 우유의 판매와 소비, 채소 섭취 등이 철저히 제한됐다. 당시 대기의 방사능은 평상의 1 한다.

공학/기술| 2011.07.04| 6페이지| 5,000원| 조회(1,385)

방사능, 원전, 체르노빌

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염화탄소화합물(CFCs)의 두 가지 이면

두 얼굴의 염화탄소화합물(CFCs)(염화탄소화합물의 두 가지 이면)ContentsI. Chemically Perfect Compounds, CFCsCFC의 탄생지구의 우산을 뚫어버린 CFC뚫려버린 우산, 그 후유증II. DDT Brought About Silence Spring말라리아를 침묵시킨 DDT또 다른 침묵III. Innovation of operation, Chloroform또 다른 혁명무너진 혁명IV. From Innovation to DisasterV. RefernceI. Chemically Perfect Compounds, CFCs가만히 있어도 땀이 흐르는 여름을 생각해보자. 무더운 여름임에도 우리는 냉장고 안의 시원한 음료수를 마실 수 있고 신선한 과일/야채와 반찬거리 등을 제공받는다. 가정, 사무실, 백화점, 공공기관, 대중교통 등 어딜 가더라도 에어컨에서 나오는 시원한 바람을 쐬며 더위를 피할 수 있으며, 특히 무더운 도시에서 건물 안의 에어컨은 쾌적한 업무환경을 만들어주어 근로자들의 업무능률 향상에 크게 기여한다. 이렇게 생활전반에 걸친 냉방시스템은 냉동사이클이라는 원리로 돌아가며 이 냉동사이클을 이용한 가정용 및 상업용 공조기 세계시장 규모는 5000만대를 훨씬 웃돌아 성장하고 있다. 세계시장 규모가 말해 주듯이 증기 압축 방식 에어컨은 인류에게 가장 보편적인 냉방 방식으로 인식되어온 것이 사실이다.냉동사이클의 냉각효과의 원리는 바로 액체의 기화에너지를 이용하는 것이며 그 원리는 다음과 같다.냉동사이클은 냉매가 관 속을 순환하면서 상태변화 할 때의 열에너지 출입을 이용한다. 실내에 있는 증발기에서는 냉매의 기화가 일어나면서 외부 열을 흡수, 차가운 공기의 배출이 가능하고, 실외에 있는 응축기에서는 기체가 열을 방출하며 액화가 일어난다.이 냉동사이클이 효율적으로 돌아갈 수 있게 해주는 필수요소는 바로 냉매이다, 액체는 기체로 상태변화하기 위하여 큰 열에너지가 필요한데, 액체가 기체로 기화하기 시작하는 끓는점(boiling point)은 물 밑바탕이 되었으며, 끓는점이 낮은 CFC는 Air spray류에 적용시킬 수 있었다. Air spray는 도료를 압축시켜 분사할 때, 액체가 기체로 급팽창 하면서 캔 안에 들어있는 물질을 안전하게 뿜어주는 용도로써, 향수, 셰이빙 크림, 가구 광택제, 곰팡이 제거제, 살충제 등의 스프레이류에 광범위하게 사용되었다. 어떤 CFCs는 회로기판이나 기타 전자부품의 이상적인 세척제이며, CFC 분자의 염소나 불소를 무거운 원소인 Bromine으로 치환하면 프레온13B1같은 화합물은 불을 끄는 소화기에 이상적인 물질이었다. 전 세계적 CFCs는 용도별 사용량과 대표적으로 사용되는 염화탄소화합물 냉매의 끓는점은 다음과 같다.용도비율(%)용도비율(%)발포제24세정제24자동차 에어컨20냉매15분사제15CFCsSystematic nameCommon/Trivialname(s), codeBoiling point (°C)Chem. formulaTrichlorofluoromethaneFreon-11, R-11, CFC-1123CCl3FDichlorodifluoromethaneFreon-12, R-12, CFC-12?29.8CCl2F2ChlorotrifluoromethaneFreon-13, R-13, CFC-13-81CClF3ChlorodifluoromethaneR-22, HCFC-22-40.8CHClF2DichlorofluoromethaneR-21, HCFC-218.9CHCl2F1,1,2-Trichloro-1,2,2-trifluoroethaneFreon 113, R-113, CFC-113, 1,1,2-Trichlorotrifluoroethane47.7Cl2FC-CClF21,1,1-Trichloro-2,2,2-trifluoroethaneFreon 113a, R-113a, CFC-113a45.9Cl3C-CF31,2-Dichloro-1,1,2,2-tetrafluoroethaneFreon 114, R-114, CFC-114, Dichlorotetrafluoroethane3.8ClF2C-C함으로써 오존층에 손상을 줄 수 있다고 경고했다. 크루첸과 존스턴의 연구는 과학자들 사이에 큰 논쟁을 불러일으켰으며, 이로 인해 대기화학에 대한 집중적인 연구가 시작되었다.4년 뒤 1974년, 기적의 화합물로 여겨지던 CFC류의 영광은 애틀랜타에서 열린 미국 화학회에서 F. 셔우드 롤런드(F. Sherwood Rowland), 마리오 몰리나(Mario Molina) 두 연구원의 당혹스러운 연구결과로 그 막을 내린다. 그 연구 결과는 바로 CFC의 안정성이 성층권에서 오존을 파괴한다는 것이었다. Rowland와 Molina는 에어로졸 분무기 추진제나 공기조절냉각기, 또는 플라스틱 제조 시 거품제로 널리 사용되는 CFC가 오존층까지 이동한다는 것을 보여주었다. 롤런드와 몰리나는 CFC가 자외선의 영향으로 오존을 분해하는 반응에 관여하므로 CFC를 계속 사용할 경우 수십 년 내에 오존이 심각하게 고갈될 것이라고 주장해 격렬한 과학적 논쟁을 야기시켰다.그러나 현대 화학산업의 중요한 원자재로 쓰이고 있는 CFC를 대체할 물질이 없는 것이 현실이었으며, CFC가 지표에서 완전한 비활성이라고 알고 있었던 화학자들은 그것이 환경에 아무런 위협이 되지 않을 것이라고 믿고 있었다. 후에 스웨덴왕립과학아카데미는 "몰리나와 롤런드의 예측에 대해 비판적인 사람도 많았으나, 그보다 더 많은 사람들은 오존의 고갈 가능성에 대해 심각하게 염려했다. 오늘날 우리는 그들이 전적으로 옳았을 뿐 아니라 오히려 그 위험을 과소평가했음을 알게 되었다"고 밝혔고 이 연구에 기여한 독일 마인츠에 있는 막스 플랑크 화학연구소의 네덜란드인 학자 Paul Crutzen과 미국 어빈 캘리포니아대학교의 F. Sherwood Rowland, 매사추세츠공과대학의 Mario Molina가 1995년 노벨 화학상을 공동수상한다.1985년 영국의 과학자들이 남극의 오존 구멍(해마다 남반구의 봄에 해당하는 시기에 대기권에 형성되는, 오존이 특히 심각하게 고갈된 구역)을 관측한 이후 오존 고갈에 대한 우려가 증폭되었다. 크오존이 파괴되는 것이다. 계산에 따르면 CFC분자를 통해 성층권으로 올라간 염소 원자 하나는 비활성화 될 때까지 평균 10만개의 오존분자를 분해한다.뚫려버린 우산, 그 후유증오존층 1%가 파괴되면 지표면에 도달하는 자외선의 양은 2~3% 증가되고 그에 따른 피부암 발생률이 4.8~7.5%나 증가하며, 백내장은 0.6% 증가하여 시력을 잃는 사람이 전 세계적으로 매년 약 10만 명 이상 증가한다. 특히 과도한 자외선 노출은 인체의 면역기능을 저하시켜 폐결핵 등 전염병의 예방이 곤란하다고 한다.특히 농작물에 미치는 영향은 식량문제와 관계가 큰데, 농작물 200종에 대한 자외선 영향을 조사한 결과, 약 2/3에서 피해가 나타났다고 보고되었다. 쌀에 있어서는 오존층이 8~11.5% 감소했을 때 수확량이 1/4~1/3이나 감소하는 등, 개화감소, 잎 크기 감소 등으로 돌연변이 발생과 농수산물 수확 감소를 초래할 수 있다. 생태계의 먹이 사슬과 관련하여 수중의 식물 플랑크톤이나 동물 플랑크톤에 대해서도 자외선 증가에 의한 생육 저해가 보고된 바 있으며, 특히 해양 플랑크톤의 체질을 변화시키고 생산량 감소에 따른 해양 먹이사슬이 파괴된다는 보고가 있다.또한 오존층은 성층권 온도를 상승시키는 열적 효과를 갖고 있으며 성층권의 온도분포는 대류권과 중간권을 구분 짓고 있는데, 오존층파괴에 의해 성층권 온도가 변화하면 대기 대순환이 달라지고 지구의 기후 자체가 바뀔 수 있다. 따라서 오존층 파괴는 생물학적, 기후학적 양쪽 측면에서 매우 중요한 의미를 갖는다.문제는 현재 수백만 톤의 염화불화탄소가 대기 중에 방출되고 있으며, CFC의 계속적인 방출은 성층권에 축적되어 오존층을 파괴케 한다. 또한 오존층에 이른 CFC는 100년 이상이 지나야 없어진다. 따라서 이들 화학물질이 대기권에 수십 년 간 심지어는 100년 간 남아있기 때문에, 방출을 즉시 중단한다 하더라도 파괴효과가 후세대까지 지속된다는 점이다.1987년 체결된 몬트리올 의정서에 서명한 모든 국가들은 CFC사용을 단계적으로르는 사람들이 말라리아에 감염되어 200~300만 명이 사망하고 있다. 말라리아는 에이즈(AIDS)보다 전파속도가 더 빠르다. 통계에 따르면 HIV 양성 반응자 1명은 2~10명을 감염시키지만 말라리아 감염 환자는 수백 명을 추가 감염시킬 수 있다. 이 말라리아는 학질모기가 여러 사람의 피를 빨 때 전파된다. 암모기는 알을 낳기 전에 피를 섭취해야 하는데, 이 암모기가 말라리아에 감염된 사람의 피를 빨면 말라리아 원충은 모기의 내장 속으로 들어가 생명활동을 계속 하다가 모기가 다른 사람의 피를 빨 때 그 사람에게 옮겨간다.이 말라리아의 생활사 주기를 끊을 수 있는 몇 가지 방법이 있는데, 그 중 한 가지 확실한 방법은 말라리아를 매개하는 모기의 접근을 아예 차단하는 것이고, 학질모기를 제거하는 가장 효과적인 방법은 강력한 살충제를 이용하는 것이다. 맨 처음 살충제로 많이 쓰인 것은 염소 화합물인 DDT였다. DDT는 곤충에게만 있는 신경 제어 과정에 장애를 일으킴으로써 살충 효과를 발휘한다. 이런 이유로 살충제로 사용되는 DDT는 곤충에게만 독성을 발휘하고 다른 동물에게는 해가 되지 않는다. DDT가 인체에 들어갔을 때 죽을 수 있는 치사량은 30g으로 추정되는데, 이는 꽤 많은 양이다.DDT는 서유럽과 북아메리카의 말라리아 발병률을 크게 감소시켰다. 선진국에서 DDT를 사용한다는 것은 말라리아 구제의 최종 단계를 의미했다. 1955년, 세계보건기구 WHO는 DDT의 사용 확대 캠페인을 시작했고 1969년, 이 인구의 약 40퍼센트가 거주하는 지역의 말라리아가 박멸되었다. 일부 국가는 말라리아 퇴치 속도가 경이적이었다. 그리스의 말라리아 감염 인구는 1947년 약 200만 명에서 겨우 7명으로 급감했다. 20세기 말 그리스가 경제적 번영을 누릴 수 있었던 이유도 DDT덕분이었다. 인도의 말라리아 감염 인구는 1953년 7500만 명에서 1968년 30만 명으로 급감하였고 1975년, WHO는 유럽을 말라리아 없는 지역으로 선포하였다. DDT는 뿌리는 곳에 그대

공학/기술| 2011.07.03| 11페이지| 1,000원| 조회(347)

냉매, 오존, cfc, 염화탄소화합물, 클로로폼

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A+ 물리화학실험 : 불변끓음혼합물 / 아베굴절계 - 결과레포트(post report)

불변끓음혼합물 / 아베굴절계1.초록서로 다른 물리/화학적 특성을 갖는 이성분계인 메탄올과 벤젠 혼합물의 최저끓는점을 확인하고 굴절률을 측정함으로써 혼합물의 조성을 유도하고자 하였다. 메탄올과 벤젠 혼합물의 비율을 부피비로 6:0, 4:2, 2:4, 0:6으로 변화시켜 끓는점과 증류액, 원액의 굴절률을 측정하였다. 측정 결과, 메탄올 몰분율 조성이 0.52일 때 최저끓는점이 확인되었으며 이로부터 물질의 상호작용에 따라 끓는점이 순수물질 보다 낮아질 수 있다는 것을 분명히 확인하였고 조성-굴절률 그래프를 이용하여 혼합비 미지시료의 대략적인 조성을 유도할 수 있다고 결론지었다.2.서론이상용액의 경우 라울의 법칙을 따르기 때문에 증기압-조성에 따른 그래프는 기울기가 일정하다. 하지만 라울의 법칙을 따르지 않는 비이상용액의 경우 증기압 또는 온도에 대한 조성그래프에서 음의편차 혹은 양의편차를 보이며 이것은 혼합물의 성분에 의존한다. 이때 음 혹은 양의편차가 심하여 최소 혹은 최대 끓는점을 갖는 용액을 불변끓음혼합용액이라 한다. 친수성 메탄올과 소수성 벤젠의 혼합물의 혼합비를 달리하면서 끓는점을 측정하여 불변끓음혼합조성을 도출하고, 이로부터 메탄올-벤젠의 상호작용을 판단할 수 있다. 또한 조성에 따른 굴절률을 측정하여 그래프를 작성하고 이로부터 혼합비를 알 수 없는 미지시료의 굴절률을 측정함으로써 그래프에 대입하여 대략적인 조성을 유도해 내고자 하였다.3.실험방법메탄올-벤젠 비율은 6ml-0ml, 4ml-2ml, 2ml-4ml, 0ml-6ml 와 같이 4가지 표준시료를 혼합하여 실험하였다. 메탄올과 벤젠을 비커에 각각 과량(약30mL씩) 준비하였다. 피펫으로 용액들을 비커에 옮겨 담고 혼합한 뒤 둥근 플라스크에 부어 유리마개로 막아 기름중탕으로 가열하였다. 증류 기구는 두 개를 사용하였으며, 아베굴절계는 하나 사용하였다. 시료 용액은 가열하기 전에 피펫으로 1방울을 채취하여 Abbe굴절계로 굴절률을 측정하였다. 시료 용액을 가열하여 증류시킨 다음 용액의 끓는점을 측정하였고, 증류액은 피펫으로 채취하여 Abbe굴절계로 굴절률을 측정하였다. 굴절률 측정은 Abbe굴절계 프리즘을 열어 매끈한 부분에 시료를 떨어뜨리고 프리즘을 덮은 다음 하부 조절개로 상하 경계선을 찾아서 X초점 가운데 경계선이 정확히 위치하도록 하고, 상부 조절개로 경계선의 초점(선명도)을 정확히 잡고 눈금 윗부분을 읽었다. 프리즘에 시료 주입 전후로 프리즘을 메탄올로 세척하였다.4.실험 결과와 토의1. Data부피(mL)MethanolBenzene질량(g)몰수(mol)질량(g)몰수(mol)6407510.14835.2590.0673343.1670.099853.5060.0448921.5840.049441.7530.02244Methanol: Benzene (mL)굴절률(n)끓는점('C)몰분율(Methanol)혼합원액증류액6 : 01.3261.3266514 : 21.3801.375620.812 : 41.4391.423570.520 : 61.4961.4968001. 온도-조성 그래프2. 조성-굴절률 그래프3. Discussion실험 결과 최저 끓는점을 나타내는 용액의 비율(mL)은 메탄올:벤젠 2:4로 측정되었고, 이때 최저끓는점은 57'C로 측정되었으며 몰비는 메탄올:벤젠 = 52:48 이었고, 질량비로 메탄올:벤젠=31:69 이었다. 교재에 명시된 값과는 최저끓는점(58.3'C)이 -1.3'C의 오차, 무게비(39.6%)는 -8.6%만큼 오차가 있었다. 실험 자료가 부족했기 때문에 그래프를 그리면 매끈한 곡선을 구할 수 없지만, 근사하여 분석하면 혼합 용액의 끓는점은 메탄올 조성이 0.52일때, 최저끓는점 57'C(58.3'c와 -1.3'C오차)가 나타나면서 아래로 볼록한 그래프를 분명히 확인할 수 있다. 메탄올과 벤젠의 혼합용액의 끓는점이 낮아진다는 것은 메탄올-벤젠의 상호작용이 동성분 액체의 상호작용보다 약하다는 의미인데, 분자구조상 메탄올은 극성을 나타내고 벤젠은 비극성을 나타내기 때문에 두 물질은 서로 결합력이 낮다는 사실과 일치 한다는 것을 알 수 있다. 최저끓는점이 명시된 온도보다 1.3'C낮은 이유는 플라스크가 제대로 가열되지 못하고 잠시 냉각되어 내부 온도가 더 떨어진 것으로 판단된다.실험 결과 두개의 순수액은 원액과 증류액의 굴절률이 당연히 같았으나, 두개의 증류액은 원액에 비해 굴절률이 약간씩 감소하였다. 불변 끓음 끓는점에서는 액체와 증기가 평형을 이루기 떄문에 원액과 증류액의 조성, 밀도가 같으므로, 굴절률도 같아야 한다. 따라서 불변 끓음 혼합조성에서 두 그래프가 만나야 한다. 하지만 실험에서는 원액과 증류액의 굴절률이 같지 않았다. 이것은 두 가지 요인으로 해석하였다. 첫번째는 굴절률 측정 용액이 문제다. 본래 실험에서 측정해야할 용액은 증류액과 잔류액이다. 증류액은 불변끓음혼합조성이 아닌 이상 원액과 성분이 상이할 것이며, 따라서 잔류액 또한 조성이 달라질 것이다. 그런데 실험에서는 원액의 굴절률을 측정하였기 때문에, 잔류액과 원액의 굴절률 차이에 의해 그래프에서 교차점이 생성되지 않았을 가능성이 가장 크다. 두 번째 요인은, 증류 실패다. 플라스크를 가열할 때 기름중탕의 온도를 110'C정도로 맞췄는데, 플라스크 안의 용액은 급격히 끓는 반면 온도계가 너무 낮은 값을 가리켰다. 또한 플라스크 높이를 조절하는 과정에서 플라스크가 지속적으로 가열되지 못하고 냉각되어 온도가 너무 떨어졌고 끓는점을 제대로 측정하지 못했다. 증류할 때는 기름의 온도가 너무 높지 않게 적절히 유지해야 한다. 또한 기름중탕 시 기름에 절대 물이 튀지 않도록 주의해야한다.

자연과학| 2011.01.17| 3페이지| 3,600원| 조회(1,197)

물리화학실험, Azeotrope, 아베굴절계, 불변끓음혼합물

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A+ 물리화학실험 : 산화티타늄(TIO2) 광촉매에 의한 분자분해

산화티타늄 광촉매에 의한 분자의 분해1.초록광촉매의 광분해 반응을 이해하기 위해 TiO2 anatase를 이용하여 Congo red염료를 분해 시켰다. 반응 후?UV-vis spectrum 분석 결과,?498nm에서 시간대 별 흡광도가?비정상적으로?측정되었지만,?결과적으로?TiO2의 유기물 분해 효과는 입증되었다.2.서론광촉매는 광분해 반응을 일으키는 나노결정형 촉매로써?그 특성이 분자나 벌크상 물질의 특 전혀 다르고, 양자제한적 효과와 초전자성을?가지며?전자 및?전하전달 과정을 일으킬 수 있다.?반도체 물질이기도 한 광촉매는 고유 band gap energy이상의 에너지 광을 받으면 전자와 정공이 발생되고 이렇게 발생한?charge carrier들이 빠르게 표면으로 이동하여 강산 산호-환원작용에 의해 용액중의 이온종이나 분자종을 분해시키는 등 다양한 반응을 일으키게 된다. 광촉매에 사용할 수 있는 반도체 물질로는 TiO2(anatase) TiO2(rutile), ZnO, CdS, ZrO2 등 많은 물질들이 있지만 광부식이 가장 적고 생물,화학적으로 비활성이며, UV-vis 영역의 빛을 효과적으로 이용가능한 TiO2가 가장 널리 사용되며, 그중에서도 3.23ev의 band gap energy를 갖는?anatase형 TiO2를 이용해?염료분자의 분해 실험을 진행, UV-vis 흡수 스펙트럼으로 분해의 정도를 측정하고?광촉매의 효과를 이해한다.?3.실험방법100mL비커에 30ppm의 Congo red 염료 100mL와?TiO2 anatase 0.02g을 넣고 외부 광원 차단 조건 하에서 stirring해주면서 장파장 UV를 비춰?광분해 시킨?뒤?0분, 10분, 20분, 30분, 40분, 60분 경과시 주사기로?시료를 채취,?필터링 하여 셀에 보관하였으며 알루미늄 호일로 외부광원을 차단하였다. 6개의 6시료를 UV-vis?흡수 spectrum을 찍어 결과를 도출하였다.?4.결과및고찰파장에 따른 시간 별 흡광도 측정 결과, 예상과?반대로 0분?흡광도 그래프가?낮게, 20분 그래프가?높게?나타났고 480nm지점에서?그래프들이 비정상 적으로?교차하였다.?congo red 최대 흡수 파장인 498nm?부근에서 최대흡광도가 측정된 실제 파장은 0분 503nm?10분 489nm?20분 479nm?이며 30분 40분 60분 시료의 그래프는?명확한 극대값을 갖지 않았고 전반적으로 기울기가 감소하였다. 498nm파장에서 시간대 별 흡광도 그래프는?10분 20분에 흡광도가 치솟은 뒤 30분부터 차차 감소하였다.?0분 시료의 흡광도는 너무 낮게나왔고, 20분 시료의 흡광도는 너무 높게 측정되었다. 0분 시료의 농도가 낮고, 20분 시료의 농도가 높은 것이 육안으로도 관찰되므로 오차 원인이 단순 기포나 불순물에 의한 흡광도 차는 아닌 것으로 보이며,?20분 시료의 광분해 된 염료가?재결합하였거나,?0분 시료의 외부광원 차단 실패로?여겨진다.

자연과학| 2011.01.17| 2페이지| 4,600원| 조회(869)

물리화학실험, 광촉매, 산화티타늄, TiO2, 분해

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교육학개론 단원별 1page 요약본 (총12page) 평가A좋아요

교육의 역사적 기초A과 B학년 CCC역사는 단순히 지나간 과거에 그치는 게 아니라, 지금 나 자신을 존재케 하는 근간이 된다. 오늘의 교육현상들은 과거 교육의 축적된 결과물이라고 볼 수 있으며, 따라서 우리는 지나간 역사와 교육의 역사를 배움으로써 현재 (교육)상황을 더 올바르게 인식하고 문제점을 지적할 수 있으며, 앞으로 나아가야 할 교육의 바람직한 방향을 제시할 수 있다.교육사는 인간이 정치, 경제, 사회, 문화, 사상 등의 영향을 받으면서 교육자와 피교육자가 교재를 통해 상호작용 하는 활동인 교육의 결과로 일어난 교육현상의 역사이다. 따라서 교육사학은 역사적 사실로서의 교육현상을 분석, 기술함으로써 그 유형과 법칙을 발견하려는 교육학의 한 분야라 할 수 있다.삼국시대에 교육기관으로 대표적인 고구려의 태학(중앙)과 경당(지방)이 있다. 태학은 최초 교육기관으로서 귀족자제에게 유교적 교양을 가르쳤다. 경당은 서민을 대상으로 문무일치 교육을 하였다. 백제 또한 박사제도와 내법좌평이라는 관직이 존재했다는 자료를 근거로 교육기관이 분명히 존재했다고 추정된다. 신라는 상대적으로 교육이 뒤졌지만 화랑도를 기반으로 교육, 군사, 사교 단체적 기능을 수행하였다. 고려에는 당*신라를 모방한 교육이 행해졌으며, 인재발굴을 위해 과거제도가 시행되었다. 고려의 학제에는 국가가 관리하는 관학인 국자감과 학당(중앙), 향교(지방)가 있었으며, 개인이 관리하는 사학에는 12도(지금의 사립대학)와 서당이 있다. 관학보다 사학이 교육의 주도권을 쥐었다. 유교 국가인 조선시대에는 성리학이 성행하였고 중앙 교육제도로는 성균관과 향교, 그리고 사학이 있었으며, 지방 교육제도로는 서원과 서당(초등교육기관)이 있었다. 서원은 학문*덕행 연마 기관이었으나, 후에 성향이 변질되어 말기에 축소 운영됐다. 개화기 1876년 강화도 조약으로 조선이 문호를 개방하고, 서구문명을 도입하여 개화기를 맞이하였다. 근대교육 중심세력은 정부, 민족선각자, 기독교선교사다. 정부의 영어필요성으로 인해 근대학교의 효시인주의는 우주를 합리적 유기체로 포착하여 자연과 사물을 엄정하게 관찰하고 그 뜻을 음미하는 철학이다. 존재(물질, 사물, 관념 따위)란 인간인식으로부터 독립적으로 존재한다고 주장한다. 실재주의는 고전적 실재주의, 종교적 실재주의, 과학적 실재주의로 나뉜다. 실재주의는 정신적 측면보다 물질적 측면을 강조하였는데, 객관적 진리파악에 도움을 주었지만 가치와 의미에는 소홀했다. 또한 일방적이고 융통성 없는 교육과정 편성에 한계가 있다. 실용주의는 영국의 경험론에서 비롯되었고, 이상주의에 대한 반발로 대두되었다. 관념론에서 벗어나 인간의 경험으로부터 나오는 것이 진리라 믿으며, 진정한 진리는 검증될 수 있고 인간문제 해결에 유용해야 한다고 주장한다. 모든 실재와 가치는 변화한다고 믿으며 그 판단의 근거는 최적의 공리성에 근거한다. 실용주의는 민주주의 발전에 큰 영향을 미쳤으나, 인간의 이상에 대한 갈망을 충족시키지 못해 미래에 대한 기대감이 결여돼있으며, 기능적 가치만을 강조하여 교육이 진정으로 추구하는 규범성이 결여돼있다.교육의 심리학적 기초A과 B학년 CCC인간은 육체적으로 보나 정신적으로 보나 무척이나 복잡한 동물이다. 교육을 함에 있어서 교육의 대상인 인간을 심리학적으로 이해한다면 문제점이 발생했을 때 원인을 찾아내고 그에 따른 해결책을 적절히 제시할 수 있다면 보다 효율적인 교육이 가능할 것이다. 교육심리학을 통해 교육 대상인 인간을 심리학적으로 깊이 이해하도록 하자.교육심리학은 인간의 이해에 대한 접근법이나, 인간 발달 그리고 학습자들의 지능, 인지력 등의 변인을 탐구함으로써 학습자들의 다양성에 대한 심층적 접근을 시도하는 학문이다. 인간 이해의 접근 방법 중 행동주의적 입장에서는 학습을 경험의 결과로 나타나며, 관찰 가능한 행동변화라고 정의한다. 학습자를 통한 자극과 반응의 연합을 학습으로 보며 연합이론이라고도 한다. 파블로프의 고전적 조건화이론은 중립자극을 무조건자극과 연합, 반응을 조건화 시켜 중립자극 만으로도 반응(행동)을 유발시키는 이론이며, 스키너의의사결정에 참여가 필요하다. 교육의 주체성이 제대로 존중된다면 교육이 정치와 경제를 움직일 수 있다고 본다. 교육의 사회학적 관점중 하나인 기능론적 관점에서는 통합, 안정, 합의를 추구하고 사회구조의 질서를 강조하며, 갈등은 병리적*일탈적 현상으로 본다. 학교의 교육을 사회화 과정의 중요 요소로 본다. 하지만 기능론적 관점이 사회의 구조화, 통치*지배 이데올로기의 기반 제공, 학교교육의 규격화로 인한 획일적, 수동적 인간관을 강조한 점에서 비판받는다. 반대 입장인 갈등론적 관점에서는 사회의 갈등현상이 필연적이고 발전적인 요소라 보며, 오히려 안정된 사회를 권력집단에 의해 규정, 배분된 것으로 본다. 갈등은 이해관계가 다른 간에 권력투쟁, 계층갈등, 설득, 교화 등의 형태로 나타난다. 갈등, 변동, 강압을 중요시 하고 갈등이 사회에 존재하며 사회변동을 일으킨다고 보며, 어느 한쪽이 다른 한쪽에게 제약을 걺으로써 사회질서가 생긴다고 본다. 사회는 이해관계가 상충하는 갈등의 장소며, 학교교육은 상층집단에게 유리하게 배분하여 계층구조의 정당화와 계층 지속으로 사회적 불평등을 초래한다고 본다. 하지만 갈등론적 관점이 인간을 수동적 존재로 보고 교육이 국가적 공동체 의식 함양에 기여한 점과 사회적 상승이동에 기여한 점을 과소평가 하고, 대안제시에 한계를 보인다. 교육과정사회학이라 불리는 미시적 관점의 신교육사회학은 교육내용과 교사-학생간 상호작용의 사회성을 분석하며, 해석학적 접근으로 현상학, 상징적 상호작용, 민속학적 방법, 지식사회학들과 맥을 같이한다. 번스타인은 교육내용의 연구를, 영은 교육과정을 상대적 입장에서 바라보며, 교육내용으로서의 지식 연구와 교사-학생 간의 상호작용 연구를 강조한다. 사회계층과 교육의 평등관에서 계층의 이동은 교육이 결정질 수 있으며, 교육의 평등을 사회의 평등이라 보며 교육의 기회는 누구에게나 평등해야 하며 최소한의 의무교육을 강조하고 취학의 사회적 걸림돌 제거를 강조하는 기회의 평등, 학교 간 제반 교육조건이 동등해야 한다는 과정의 평은 수업 외에도 수업과 관련된 제반 활동을 포함하는 포괄적 의미이다. 교수-학습의 원리로써 자가 활동의 원리, 자기활동, 흥미의 원리라고도 불리는 자발성의 원리에서는 학습자가 학습활동에 높은 동기를 가지고 학습에 적극적으로 참여를 강조한다. 개별화의 원리는 학습자의 요구에 맞게 학습활동을 제공해 주는 원리이다. 직관의 원리는 학습자에게 사물/현상을 인식시킴에 있어서 관찰, 실험을 통해 구체적 사물이나 현상을 학습자에게 직접 제시한다는 원리이다. 이 외에도 사회화의 원리, 통합성의 원리, 목적의 원리, 과학성의 원리 등이 있다. 교수이론으로 대표적인 글래서의 교수이론에서 수업과정 모형은 수업목표 설정, 출발점 행동 진단, 수업, 성취도 평가의 4단계로 이루어지며 모든과정에서의 피드백을 강조한다. 보편적 원리 처방으로 교수이론 정립에 공헌을 하였으나 모형의 개괄성이 실무 적용에 한계로 지적된다. 캐롤의 학습모형에서는 학교학습의 정도를 결정하는 변인을 수업변인과 개인차변인으로 추출하여 수학적 공식으로 이론화시켰다. 이 모형을 바탕으로 블룸은 완전학습 모형을 제시했고, 블룸의 수업모형은 학습자 특성-수업-학습결과의 3단계로 이루어져 있다. 정의적 행동에 주목하였고 단일한 특정 학습과제보다, 일련의 학습과정에 초점을 두며, 학습 결과가 학습자 특성에 영향을 준다고 본다. 브루너의 교수이론에서는 학습경향성, 지식의 구조, 학습의 계열성, 강화체제 4개의 구성요소가 제시되었으며, 학습경향성이란 학습의욕/경향으로 출발점 행동과 유사한 개념이다. 지식의 구조는 학습정보를 기본개념/사실로 정형화한 것으로 지식의 전이가 쉽고 학습효과가 높은 것이 특징이다. 학습의 계열성은 나선형 교육과정처럼 학습자 발달수준에 맞는 학습과제가 알맞은 순서로 제시되어야 한다는 것이다. 상과 벌로 이루어진 강화체제에서는 내적보상을 강조하였다. 가네의 교수이론은 목표별 수업이론과 학습위계에 따른 수업 모형을 제시하였고, 학습이 일어나는 현상은 내적과정이며 내적과정은 외적조건(수업사태)에 영향을 받는다고자 간에 효과적인 의사소통을 제공해주지 못하며, 학습의 질을 관리, 평가하기 힘들다는 단점이 있다.ICT는 정보통신공학의 약자로, 정보와 통신의 결합을 말한다. ICT는 과거 일방향적이던 정보전달을 양방향으로 교신 가능하게 하며, 실시간으로 정보를 획득하도록 도와준다. 또한 컴퓨터의 보급으로 의사소통의 발달과 정보저장기능은 효율적인 업무처리를 도와주고 있다.교육평가ㅁ과 ㅇ학년 ㅁㅁㅁ교사가 교단에서 열심히 가르쳤다고 성공적인 교육이라 할 수 있는가? 교사가 제대로 가르쳤는지, 학습자가 제대로 학습했는지 여부는 평가가 뒤따른 뒤에야 객관적으로 알 수 있다. 교육 과정의 전, 중, 후에서 일어나는 교육평가의 기능과 그 중요성을 깨닫고, 더욱 효과적인 교육을 할 수 있도록 한다.평가(evaluation)란 사물 또는 속성에 대한 가치판단을 의미한다. 그중에서도 교육평가란 일정한 준거를 잣대로, 교육의 입력, 과정, 성과에 대한 가치를 조사하고 판단하는 행위이다. 교육평가는 하나의 교육과정 속에 존재하며, 교육목표의 달성여부 점검, 성과 판단, 교육방법과 교육내용의 정보수집 및 보완조치를 위한 정보를 제공한다.교육평가에 대한 가치판단론적 정의는 교육이 추구하는 가치와 목표 달성 여부를 판단하는 것이며, 타일러의 정의가 여기에 속한다. 정보처리론적 정의에서 크론박은 정보처리론과 의사결정론을 도입하여 정의하며, 가치판단적 의미를 축소하고 의사결정에 필요한 정보의 수집과 활용을 중요시 한다. 교육평가의 통합절충론적 정의는 교육과정/성과에 대한 의사결정에 있어서 정보를 분석하여 나온 가치판단에 근거하여 의사결정을 한다는 관점이다.교육평가의 기능은 교육평가의 의미와 목적에 의해 좌우되는데, 그 기능은 형성적 기능, 총괄적 기능, 정량적 기능 3가지로 나뉜다. 형성적 기능(개발/수정보완/대안탐색)은 교육과정에서 나타난 문제점을 확인하여 수정/보완하거나 보다 개선된 교육내용/방법/환경 등을 개발하기 위해 실시하는 평가 기능이다. 총괄적 기능(선발/자격인증/책무확인)에서는 교육의 최

교육학| 2011.01.17| 12페이지| 7,000원| 조회(437)

교육학, 교육학개론, 교육학 요약

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