The nuclear accident due to the recent earthquake in Japan has triggered awareness of the importance of safety with regard to nuclear power plants (NPPs). An earthquake is one of the most important parameters which governs the safety of NPPs among external events. Application of a base isolation system for NPPs can reduce the risk for earthquakes. At present, a soil-structure interaction (SSI) analysis is essential in the seismic design of NPPs in consideration of the ground structure interaction. In the seismic analysis of the base-isolated NPP, it is restrictive to consider the nonlinear properties of seismic isolation devices due to the linear analysis of the SSI analysis programs, such as SASSI. Thus, in this study, SSI analyses are performed using an iterative approach considering the material nonlinearity of the isolators. By performing the SSI analysis using an iterative approach, the nonlinear properties of isolators can be considered. The difference between the SSI analysis results without iteration and SSI with iteration using SASSI is noticeable. The results of the SSI analysis using an effective linear (non-iterative) approach underestimate the spectral acceleration because the effective linear model cannot consider the nonlinear properties of isolators. The results of the SSI analysis show that the horizontal response of the base-isolated NPP is significantly reduced.

본 연구는 농식품 부산물을 TMR 원료로 이용하여 사료비 절감 효과와 축산물 품질향상에 도움이 될 수 있도록 그 이용을 활성화하기 위한 농식품 부산물 발생현황조사 및 분석, TMR 이용 현황 및 문제점 조사, 사료이용 시 문제점 및 법률과 제도적 대안을 제시코자 수행하였으며 그 결과는 다음과 같다. 첫째, 폐기물관리법에서 관리되고 있는 유기성폐기물은 폐식용유 10,488톤, 동식물성잔재물 832,493톤, 동물사체 5,740톤, 동물성잔재물 1,171,892톤, 식물성잔재물 2,172,415톤, 왕겨와 미강 12,905톤 등 총 4,205,931톤이었으며 TMR 원료로 이용할 수 있는 식물성 잔재물과 왕겨 그리고 미강이 전체의 51.7%를 차지하였으며 발생지 별로는 전국 상위 10개 지자체에서 76~100% 발생되고 있어 이의 체계적 수급관리시스템이 필요하였다. 둘째, TMR 원료로 사용되는 10대 주요 농식품 부산물은 콩비지, 미강, 깻묵, 맥주박, 주정박, 맥강, 장유박, 감귤박, 버섯부산물 및 기타 식품부산물(빵, 국수, 과자 등)이었다. 셋째, 농가가 농식품 부산물을 이용하는데 가장 큰 애로사항은 농식품 부산물이 폐기물관리법에 의해 폐기물로 관리되고 있어 이를 사용하기 위해서는 재활용신고나 재활용시설설치 등 법률적 의무가 있어 사료이용 활성화를 위해 폐기물 지위 종료제와 같은 제도 개선과 전국적으로 10여 개의 공적 유통센터 설립이 필요한 것으로 사료되었다.

왕담배나방(Helicoverpa armigera)(밤나방과)은 옥수수, 토마토, 참깨 등 주요 작물에 심각한 피해를 주는 해충이나, 국내에서 야외 발생 생태에 관해 알려진 정보 가 많지 않다. 특히 연중 발생 세대수와 월동태의 월동 시작과 성충의 처음 출현 시 기에 대해 의문점이 많았다. 따라서 이를 해소할 목적으로 수원 지방에서 옥수수 밭 근처에서 4년 동안 성페로몬 트랩으로 왕담배나방 성충 발생 시기를 조사하였다. 발생 곡선 분석으로 성충은 연중 4번 발생하는 것으로 판단되었는데, 1화기는 5월 초중순 ~ 6월 초중순, 2화기는 6월 중하순 ~ 7월 하순, 3화기는 7월 중하순 ~ 8월 중 하순, 4화기는 8월 하순 ~ 10월 하순에 발생하는 것으로 나타났다. 한편 월동하는 발육단계와 월동 진입 시기, 월동태의 우화시기를 알기 위해 8월부터 10월 중순까 지 15일 간격으로 야외에서 갓부화한 유충을 인공사육 하였다. 번데기 형태로 월동 하였고, 9월 초에서 10월 초에 유충 사육이 시작된 3개 집단에서 월동 번데기가 나 타났다. 이들 번데기는 이듬해 5월 초순 ~ 6월 초순 사이에 성충으로 우화하였다. 당시 성페로몬트랩 조사 결과에서도 수원에서 5월 초부터 6월 초순까지 성충 발생 곡선이 형성되어, 1화기 성충 발생시기가 월동 번데기에서 우화한 것임을 나타내 었다. 따라서 왕담배나방은 수원 지방에서는 연중 3세대를 거칠 수 있고, 3화기(2 세대)와 4화기(3세대) 성충이 낳은 다음 세대 유충들이 월동에 들어갈 수 있다고 추 정되었다.

애멸구는 벼를 가해하면서 벼줄무늬잎마름병(RSV)을 매개하여 큰 피해를 주는 노린재목 멸구과(Delphacidae)에 속하는 벼의 주요 해충이다. 본 연구에서는 차세 대염기서열분석법(NGS)을 이용하여 이배체 양성생식을 하는 애멸구(상동염색 체: 14쌍, 성염색체: XX(♀), XO(♂))(Noda and Tatewaki, 1990)의 전장 게놈 유전 체 해독을 위한 준비단계로 해독 라인을 선발하고자 하였다. Paired-end sequencing 방법으로 얻어진 실내 누대 사육 애멸구 집단들(Y, S, NA, NB)의 게놈 염기서열을 k-mer distribution analysis를 통해 애멸구의 예상 게놈 사이즈와 Heterozygosity를 검토하였다. 그 결과 sequencing coverage 1 이후 좁고 높은 피크 가 형성된 집단은 찾지 못하였으나 그중 넓지만 상대적으로 높게 피크가 형성된 NB 집단을 통해 애멸구의 예상 게놈 사이즈는 약 528~559Mb로 추정되었다. NB 집단의 read sequence를 de novo contig assembly를 진행한 결과 total size 671Mb 로 나와 예상 게놈 사이즈와 100Mb 이상 차이를 보였다. NB 집단으로부터 Inbreeding 라인을 3세대 이상 만들어 애멸구 게놈 유전체 해독 라인으로 활용할 예 정이다.

팥나방 (Matsumuraeses phaseoli) (나비목: 잎말이나방과)은 한국에서 팥 (Vigna angularis)과 녹두 (Vigna radiata)의 꽃과 꼬투리를 가해하는 주요 해충의 하나인데, 수원지방에서 이 곤충의 발육 특성과 월동태를 추정할 목적으로 야외 (37°16′N 126°59′E 35ASL) 조건에서 인공사육을 통해 발육과정이 관찰되었다. 갓 부화한 유충 집단들은 약 14일 간격으로 인공사료를 이용하여 1년 이상 야외에서 사육되었는데, 봄에서 고온인 여름철로 감에 따라 발육기간이 짧아지고, 가을철로 감에 따라 다시 길어지는 경향이었다. 유충 혹은 번데기 발육에서 여름철 하면 현상은 발견되지 않았다. 2008년 10월 8일 사육이 시작된 집단은 번데기 상태로 월동하였는데, 6%의 생존율을 보이며 이듬해 4월말 우화하였다. 10월 23일에 사육이 시작된 집단은 노숙유충태로 월동하였는데, 이듬해 4월말 용화하여, 5월 초중순에 2%의 최종 생존율을 보이며 우화하였다. 한편 실내에서 사육되어 5령까지 발육된 유충들을 11월과 2월 사이에 야외로 옮겨 사육하였을 때, 생존하는 개체들은 발견하지 못하였다. 항온조건 (25℃, 15L:9D)에서 갓 산란된 알을 11월과 12월 중에 야외로 옮겨 유지하였을 때, 월동하여 부화하는 알은 발견되지 않았다. 또 항온조건에서 갓 우화한 성충들을 11월과 12월 중 야외로 옮겨 사육하였을 때, 모두 사망하였다. 이 결과로 팥나방은 한국의 수원지방에서 10월 중 부화한 유충들이 유충과 번데기로 월동할 수 있는 것으로 추정되었다.

옥수수 포장에서 발생하는 Trichogramma속 조명나방 알기생벌의 종 분포를 조사하기 위해 채집된 알기생벌로부터 핵내 ITS2 DNA 전체 염기서열 정보를 해독하였다. 그리고 종 구별을 위한 참고정보로 NCBI GenBank에 등록된 Trichogramma속 60종의 ITS2 전체 염기서열을 확보하여 비교하였다. 국내 채집 알기생벌은 ITS2 DNA 길이와 3′ 말단 염기서열 패턴에 따라 3개 그룹(K-1, -2, -3)으로 구분되었다. 국내 채집 그룹 내 염기서열 차이 추정값(Evolutionary distance, d)은 0.005 이하로 그룹 간 비교 시 d 값(≥0.080)보다 낮았다. 그룹 및 GenBank 등록 종 간 비교 시 K-1은 T. ostriniae, K-2는 T. dendrolimi, K-3은 T. confusum과 d 값이 각각 0.016, 0.001, 0.002로 가장 작았다. 추론된 분자계통수에서 K-1은T. ostriniae, K-2는 T. dendrolimi와 각각 분지되었으나 K-3는 T. confusum, T. chilonis, T. bilingensis와 함께 분지되었다. NCBI BLAST 결과에서도 K-1은 T. ostriniae와 K-2는 T. dendrolimi와 99% identity를 보였다. 그러나 K-3의 홍천 채집 기생벌들은 T. confusum, T. chilonis와 99-100% identity를 보였지만, 고창 채집 기생벌은 T. bilingensis, T. confusum, T. chilonis와 98% identity를 보였다. 이상의 분석 결과 본 연구에서 채집된 알기생벌 K-1과 K-2는 각각 T. ostriniae와 T. dendrolimi, 단일한 종으로 추정되었으나 K-3는 ITS2 정보만으로 종을 추정하기 어려웠다.

For introducing the groundwater quality assessment using background concentration of groundwater, several methods had been studied to estimate the background concentration of groundwater and to suggest the background concentration of study area. Some methods such as Box whisker plot, Percentile and Cumulative probability distribution had been adopted to estimate background concentration, and it was evaluated that the Cumulative probability distribution method presents more reasonable background concentration because it can consider the data distribution. So we estimated the background concentration of study area using cumulative probability distribution method. We suggested the background concentration for each hydrogeology respectively in case hydrogeological water quality similarity is very low.

본 연구는 산불예방 정책에 있어 대국민 홍보효과의 최적화를 위한 방안을 도출하기 위하여 등산객들의 인식을 분석하여 산불예방에 대한 실용적이고 합리적인 정책적 방안 수립을 위한 자료로 활용하고자 수행하였다. 산불예방 정책에 있어 산불조심과 관련한 홍보물은 대다수의 응답자들이 TV를 통한 산불조심 홍보가 효과적이라는 인식을 가지고 있었으며, 소셜네트워크 등의 홍보매체 활용이 필요한 것으로 나타났다. 산불 관련 과태료에 대해서는 다양한 의견들이 제시되어 적정 과태료에 대한 검토가 필요한 것으로 판단된다. 입산통제구역 지정과 등산로 폐쇄 비율은 현행보다 상향해야 한다는 응답이 많은 것으로 나타났다. 입산통제구역 및 폐쇄 등산로 확인방법에 대해서는 산림청 홈페이지의 점진적 개선과 국립공원관리공단 등의 유관기관과의 적극적 협조를 통한 다양한 정보제공이 필요한 것으로 나타났다. 입산자실화 등을 방지하기 위해서는 ‘등산 문화 개선을 위한 홍보’가 효과적이라고 응답한 것으로 보아 강압적인 방법보다는 다양한 교육과 홍보를 통한 등산객들의 산불예방 인식을 개선하는 것이 효과적인 것으로 나타났다. 대도시 및 인근 지역에서 산림청이 산불 담당기관으로서의 위상을 제고시키기 위해서는 보다 적극적인 언론매체를 통한 홍보가 필요하며, 다양한 산불예방 교육 프로그램 개발이 필요할 것으로 사료된다. 등산객들의 일반적 특성에 따른 산불예방 정책 요소의 파급효과와 정책 요소들에서도 상호 미치는 영향은 다르게 나타나 계층별 맞춤형 제도 개선이 필요할 것으로 판단된다.

벼멸구(Nilaparvata lugens Stål)는 한국, 일본, 중국 등 동아시아 여러 국가에서 벼 생산에 막대한 지장을 주는 해충이며, 이를 방제하기 위한 대책의 하나로 저항성 벼 품종을 육성·이용해 오고 있다. 본 연구에서는 벼멸구 개체군의 생존율을 이용하여 저항성 벼 품종에 대한 벼멸구의 가해능력 변화를 알아보고자 하였다. 벼멸구에 감수성인 일품벼와 저항성 유전자를 가진 삼강벼(Bph1), Mudgo(Bph1), M63(Bph2), ASD7(Bph2), 가야벼(Bph1+α) 등 6개 품종을 대상으로 국립식량과학원에서 유지하고 있는 벼멸구 5개 개체군(1980년대, 2005년, 2007년, 2012년, 2013년 채집)에서 각각 10개체씩 접종한 뒤 벼멸구의 생존율을 조사하였다. 조사 결과, 1980년대에 비래한 벼멸구 개체군의 생존율이 가장 낮았고, 대체적으로 최근 비래한 개체군일수록 생존율이 높아지는 경향을 나타냈다. 1980년대 개체군과 2013년 개체군을 비교했을 때, 생존율의 차이는 최소 6%(Mudgo)에서 최대 70%(삼강벼)에 이르렀다. 이러한 결과로 볼 때, 최근 비래하는 벼멸구 개체군은 저항성 품종에 적응하여 과거의 벼멸구 개체군에 비해 기존의 저항성 벼 품종들을 가해할 수 있는 능력이 높아진 것으로 판단되므로 앞으로 대발생에 대한 주의가 필요할 것으로 생각된다.

Electrical Penetration Graph(EPG)는 기주식물과 곤충을 전기적 회로에 연결하여 곤충의 섭식활동으로 나타나는 전기적 신호를 실시간 기록하고 특정 섭식관련 파형에 대해 정량적 분석이 가능한 시스템이다. 미국선녀벌레는 기주범위가 넓고 군서하기 때문에 농작물에 섭식을 통한 직접 피해와 왁스물질과 감로분비를 통한 2차 피해를 줄 가능성이 큰 흡즙성 외래 해충이다. 본 연구에서는 미국선녀벌레의 섭식 특성을 이해하고 피해작물을 예측하기 위한 기초연구로서 EPG를 이용하여 기주식물로 알려진 무궁화를 섭식하는 동안 나타나는 전형적인 섭식파형을 분리하였다(np, Mp1, Mp2, Mp4 Mp4-H, Mp5, Mp5-1, Mp7). np는 구침을 찌르지 않는 상태로 전압수준이 “0”에 가까우며, Mp1은 구침을 식물에 찌름과 동시에 전압이 급격하게 상승되어 섭식활동을 시작하는 파형으로 분리하였다. Mp2는 Mp1 이후 3∼5.8V의 전압수준에서 나타나는 불규칙성의 wave 모양의 파형으로 분리하였다. Mp4는 전압수준이 “0”이하로 가장 낮고 진폭이 0.1V 이하의 반복적인 peak가 약 4∼5Hz 주기적으로 나오는 특징을 보였다. 특히 Mp4가 진행 중인 가운데 감로를 분비하기위해 배 끝을 빠르게 여러 번 움직이는 행동을 보이는데 이때 약 0.6V 진폭의 peak 파형을 Mp4-H로 분리하였다. Mp5와 Mp5-1은 전압수준이 약 3V로 높고 아래로 뾰족한 peak가 약 4∼6Hz 주기적으로 나타나는데 각각을 진폭의 상대적 크기로 구분하였다. Mp7은 전압수준이 2.5∼5V로 높으면서 Mp2와 유사하지만 진폭이 더 낮고 약 0.03Hz 주기로 반복되는 특징을 보였다. 한편, Mp5와 구침의 식물조직 내 위치 관계를 추적한 결과 물관부 섭식활동과 관련이 있을 것으로 추정되었다.

ITS2(Internal Transcribed Sequence 2) DNA 영역은 핵내 5.8S와 28S 리보솜 RNA 사이에 존재하는데 종간 변이가 크고 적은 양으로도 PCR 증폭이 잘 되기 때문에 곰팡이나 벌목 분류에 자주 사용되고 있다. 본 연구에서는 공중포충망과 유아등에 포획된 벼 멸구류들로부터 간편하게 DNA를 추출하고, 형태적 구별이 어려운 유사 벼 멸구류들을 구별하는데 ITS2 DNA 영역을 활용할 수 있는지 검토하였다. 그 결과 벼 멸구류의 ITS2영역은 전체길이가 551∼700bp였으며 그중 벼멸구, 애멸구, 흰등멸구가 각각 694bp, 601bp, 551bp로 종간 DNA 염기서열 길이 차이가 있었다. 또한 DNA 염기서열을 배열하여 비교 후, 유전적 거리 추정방법과 추론된 분자계통도를 통해 종간 차이를 구별할 수 있었다.

단단한 암반이 아닌 지반에 건설된 구조물의 지진응답을 정확하게 평가하기 위해서는 지반-구조물 상호작용(SSI)의 영향을 고려하여야 한다. 최근에는 USNRC SRP 3.7.2와 같은 원전설계분야의 규제지침 강화로 인해 SSI 해석의 필요성이 증가되고 있다. 이 연구에서는 대형 3차원 SSI 해석에 KIESSI-3D 프로그램을 사용한 사례를 제시하고 해석시간 및 정확성에 대한 토의를 하였다. 이를 위하여 대형 3차원 구조물 예제에 대한 SSI 해석을 수행하고 해석결과와 해석시간을 ACS/SASSI 프로그램과 비교하였다. 비교결과 KIESSI-3D 프로그램과 ACS/SASSI 프로그램에 의해 구한 구조응답의 전달함수가 거의 동일함을 보여 KIESSI-3D 프로그램의 정확성을 확인할 수 있었다. 아울러 해석시간 측면에서는 다중 쓰레드를 사용한 KIESSI-3D 프로그램(8개 쓰레드)이 단일 쓰레드를 사용한 ACS/SASSI 프로그램 보다 약 30배～2000배 빠른 성능을 보였다.

비래해충인 멸강나방 성충의 발생을 실시간으로 예찰하기 위하여, 성페로몬 트랩에 원격감지장치를 설치한 트랩의 운용 효율성을 검정하였다. 원격감지트랩은 콘트랩 기반에 곤충의 유입을 광차단으로 감지하는 센서부, 신호전송부, 태양열기반의 전력공급부, 트랩 지지대, 웹페이지 기반의 자료수집부로 구성되었다. 연구과정에서 멸강나방 수컷 성충의 밤 시간대 포획의 일일주기성을 이용한 신호감지 시간대 축소, 신호발생 프로그램 조절, 1시간 간격의 전송간격, 신호전송 프로그램 변형 등을 통해 포획 나방수와 감지신호 발생 수의 격차를 줄여 최종적으로 신호 정확도를 92% 이상으로 개선하였다. 또한 실제 멸강나방 성충의 발생양상과 원격감지트랩에서의 신호 발생양상의 상관계수가 0.98이상으로 원격감지트랩에서의 신호 발생이 멸강나방 발생 양상을 정확하게 반영하는 것으로 나타났다. 2011~2012년 멸강나방은 연중 여러 번 발생되는 것이 관찰되었는데, 모두 짧은 기간 동안 발생되어 가파른 피크가 특징이었다.

지구 온난화로 인한 생태계의 변화에 따라 질병을 매개하는 절지동물의 서식밀 도 및 분포지역이 확대되고 있다. 호남지역의 매개체 전파질환의 유입 및 확산에 대 처하기 위한 일환으로 2013년 봄철에 털진드기 및 참진드기를 채집하여 감시를 진 행하였다. 쯔쯔가무시를 매개하는 털진드기의 경우에는 영암(월출산)과 익산(시 대산)에서 sherman live trap을 이용하여 야생 들쥐를 채집 한 후 hanging method로 여러 종의 외부기생 절지동물을 분리하여 그 중 쯔쯔가무시를 매개하는 털진드기 만을 분류 동정한 후 쯔쯔가무시 감염 여부를 확인하였다. 영암에서 4월부터 5월까 지 감시를 진행한 결과 총 13마리의 털진드기매개체 동물인 야생들쥐를 포획 후, haning mothod 방식으로 털진드기(1000)를 확보한 후 분류 동정과 병원체 진단을 수행하였다. 그 결과 Leptotrombidium orientale, L. zetum이 주요 우점종으로 나타 났으나, tsutsugamushi 병원체 감염여부를 분석한 결과 음성으로 판정되었다. 또한 익산에서 4월부터 5월까지 감시한 결과 총 16마리의 털진드기매개체 동물인 야생들 쥐를 포획하였으며, 털진드기(500)를 채집한 후 분류 동정한 그 결과 Leptotrombidium orientale, L. zetum, L. pallidum이 주요 우점종으로 나타났으며, tsutsugamushi 병 원체의 진단실험을 수행한 결과 종 2개의 sample(4월27일, 5월26일 채집 sample) 에서 양성반응이 나왔고, PCR product를 클로닝 및 시퀀싱 후 분자계통도를 분석 한 결과 익산시료에서 양성반응을 보인 tsutsugamusi 병원체는 Je-cheon strain으 로 확인되었다.

옥수수 포장에서 발생하는 Trichogramma 속(genus) 조명나방 알기생벌의 종 (species) 분포를 조사하기 위해 홍천 외 7개 지역에서 6 ~ 8월에 수집된 알기생벌로 부터 핵내 리보솜 RNA 유전자의 ITS2(internal transcribed spacer 2) DNA 염기서 열 정보를 213 개 해독하였다. 종 구별을 위한 참고정보로서 GenBank 데이터베이 스에 등록되어 있고 종이 명확하게 확인된 Trichogramma 속 ITS2 염기서열 정보 를 58 종 총 404 개 확보하여 MEGA 5를 이용하여 국내에서 조사된 결과와 비교 분 석하였다. ITS2 DNA 염기서열 정보를 이용한 phylogenetic tree 결과들을 통해서 GenBank에 등록되어 있는 같은 종들이 여러 가지(branch)의 그룹에 흩어져 있어 일부 종들을 제외하고 명확한 구별이 어려웠다. 국내의 결과는 3 개의 가지(branch) 그룹으로 나눠졌으며 조명나방 알기생벌로 Trichogramma dendrolimi Matsumura 를 포함하여 최소한 3 개의 종이 있을 것으로 추정되었다. 앞으로 조명나방 알기생 천적을 이용한 생물적 방제 방법을 개발을 위해서는 명확한 종 동정이 되어야하며 그러기 위해서 수컷의 생식기에 관한 형태적 분석들이 필요할 것으로 보인다.

팥나방(Matsumuraeses phaseoli, (Matsumura))은 팥의 꽃과 꼬투리를 가해하는 해충이다. 본 연구에서는 팥나방 성충 우화와 교미 시간대, 성충 나이 및 더듬이 제거가 교미에 미치는 영향을 조사하였다. 성충 우화는 16L:8D 광 조건에서 불이 켜지고 4시간 이내에 대부분 이뤄졌다. 대부분의 교미가 암 기간 동안 이뤄졌으나, 불이 켜진 직후에도 교미하는 개체들이 일부 관찰되었다. 우화 당일의 성충은 교미를 하지 않았으나 우화 후 4일된 성충의 교미율이 가장 높았다. 더듬이가 제거된 수컷 또는 암컷은 더듬이가 제거되지 않은 반대 성의 정상 성충과 교미를 하지 못하였다.