수염풍뎅이(Polyphylla laticollis manchurica)는 과거에는 흔히 발견되었으나, 1970년대 이후 한반도 내 개체수 가 급격히 감소하여 2005년 환경부에 의해 멸종위기 야생생물 Ⅰ급으로 지정되었다. 또한 해당종의 분자생물학적 연구는 멸종위기종이라는 특성으로 인해 제한적으로 진행되었다. 그로 인해 NCBI 등 공공 데이터베이스에서 제공되는 서열정보들 또한 부족한 실정이다. 이 연구는 이러한 한계를 극복하고 수염풍뎅이의 유전적 특성을 규명하기 위해 생물정보학적 기술을 활용하여 전사체 분석을 진행하였다. Illumina HiSeq 2500 플랫폼을 사용하여 53,433,048개의 RNA reads를 얻었으며, Trinity와 TGICL을 이용한 De novo 어셈블리 분석을 통해 18,172개의 unigenes를 생성하였다. 생성된 unigenes는 GO, KOG, KEGG, PANM DB를 활용하여 annotation을 진행하였다. 그 결과, GO 분석에서는 ‘binding and catalytic activities’와 관련된 항목이 높은 발현을 보였으며, KOG 분석의 경우 ‘Cellular Processes and Signals’ 범주가 높은 비율을 나타내었다. KEGG 분석을 통해 2,118개의 unigenes가 metabolic 카테고리에 annotation된 것을 확인하였다. SSR 모티프 분석에서는 AT/AT (42.90%) 모티프, AAT/ATT (13.13%) 모티프 순으로 많이 나타나는 것을 확인하였다. 이 연구를 통해 분석한 결과 들을 이용하여 유전자원 및 종 정보를 실시간 제공 및 정보 공유가 가능하도록 Database 및 web-interface를 구축하 였으며, 이러한 자료들은 국내 멸종위기종인 수염풍뎅이의 고유한 유전적 특성을 발굴 및 확보할 수 있는 기반자 료로써 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

장내 미생물 군집은 소화 과정, 면역 시스템, 질병 발생 등 숙주의 다양한 면에 광범위한 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, 주요 장내 미생물 종은 숙주의 생리 기능에 핵심적인 역할을 수행한다고 발표된 바 있다. 곤충의 장내 미생물 군집에 관한 연구가 최근 활발히 이루어지고 있으며, 이들 연구는 주로 장내 미생물 군집과 기생충, 병원체 간의 상호작용, 종간의 신호 전달 네트워크, 먹이의 소화 과정 등을 중심으로 이루어지고 있다. 이러한 연구들은 대부분 Illumina MiSeq을 활용하여 16S rRNA 유전자의 V1부터 V9 영역 중 선택된 특정 부분을 대상으로 짧은 서열 정보를 대상으로 진행되었다. 그러나, 최근에는 PacBio HiFi 기술이 상용화되면서 16S rRNA의 전장 분석이 가능할 수 있게 되었다. 이번 연구는 장수말벌(Vespa mandarinia)의 해부를 통해 gut과 carcass 부분을 분리한 뒤, 각 샘플을 Illumina MiSeq과 PacBio HiFi 기술을 활용하여 미생물 군집 간의 차이점을 확인하기 위하여 수행되었다.

Haemaphysalis longicornis는 사람과 동물에게 여러 심각한 병원체를 전달하는 주요 매개체로, 한반도에 널리 분포하고 있다. H. longicornis는 Rickettsia spp., Borrelia spp., Francisella spp., Coxiella spp., 그리고 중증열성혈소판 감소증후군 바이러스 (SFTS virus) 등을 매개하는 것으로 알려져 있다. 국내에 서식하는 H. longicornis의 미생물 군집과 관련된 연구는 많이 진행되지 않은 것으로 확인되었다. 이 연구는 한반도 내 다양한 지역에서 채집된 H. longicornis의 미생물군집 다양성을 지역별, 성장 단계 및 성별에 따라 분석하였다. 2019년 6월부터 7월까지 질병관리청 권역별기후변화매개체감시거점센터 16개 지역에서 채집한 H. longicornis의 16S rRNA 유전자 V3-V4 영역을 PCR로 증폭 후 Illumina MiSeq 플랫폼으로 시퀀싱하였다. Qiime2를 활용한 미생물 다양성 분석을 통해 총 46개의 샘플에서 1,754,418개의 non-chimeric reads를 얻었으며, 평균 126개 의 operating taxonmic unit (OTU) 을 식별하여 총 1,398개의 OTU를 확인하였다. 대부분의 지역에서 Coxiella spp.가 우점종으로 나타났으며, 특히 Coxiella endosymbiont는 가장 높은 우점도를 보이며, Coxiella burnetii와 계통 발생 학적으로 유사한 것으로 확인되었다. 이 연구를 통해 분석된 결과는 각 지역의 H. longicornis 미생물군집 데이터 베이스 구축에 활용되었으며, 이를 통해 지역별 미생물군집의 특이성을 식별할 수 있게 하였다. 이는 한반도의 H. longicornis에 의한 질병 전파 연구와 이를 통한 공중보건 개선에 기여할 것으로 기대된다.

Chitin and chitosan, abundant biopolymers from shellfish, crustaceans, and fungal hyphae, have diverse applications in food, biomedical, and industrial sectors. Also, insects offer a one of the chitin and chitosan source, yet research into the biological processes of chitin and chitosan within insects remains inadequate. To investigates the safety and benefits of insect-derived chitin and chitosan, we orally administered crab-derived and insect-derived chitin and chitosan to mice and compared RNA expression. NGS derived sequences were obtained and DEG and GO analyses were performed. This study displays a chance to progress the application of edible insects.

지속적인 기후변화로 인해 매개 곤충을 통한 다양한 신종감염병이 국제적으로 확산되고 있으며, 발생빈도 또한 증가하는 추세이다. 이러한 매개질병을 관리하기 위해서는 질병을 매개하는 매개체에 대한 정보와 지속적 인 모니터링이 필요하다. 이 연구는 제3급 법정 감염병으로 지정된 중증열성혈소판감소증후근(Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome, SFTS) 및 라임병(Lyme disease) 등의 매개체로 알려져 있는 참진드기를 대상으로 충남 당진 일대에서 2018년부터 2023년까지 총 6년, 4월-11월의 기간동안 월 1회 4개의 환경(무덤, 산길, 잡목림, 초지)에서 드라이아이스 유인트랩을 사용하여 발생밀도를 조사하였다. 그 결과 2018년 16,996마리, 2019년 16,698마리, 2020년 6,417마리, 2021년 7,380마리, 2022년 3,451마리, 2023년 3,465마리로, 총 54,407마리가 채집되 었으며, 초지에서 가장 많이 채집되었다. 채집된 참진드기는 2속 3종으로 작은소피참진드기(Haemaphysalis longicornis), 개피참진드기(H. flava), 일본참진드기(Ixodes nipponensis)이며, 작은소피참진드기 (H. longicornis) 가 42,489마리(78.09%)로 높은 우점도를 보였으며, SFTS 보유 여부를 확인하기 위해 RNA 추출 및 Nested RT-PCR 단계를 걸쳐 전기영동을 수행하였으나 양성 검체는 0건으로 확인되었다. 이러한 연구 결과는 SFTS의 주요 매개 체인 참진드기 발생 양상 파악 및 매개 질병 관리 전략 수립에 기초 자료로서 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

국립기상연구소의 보고에 의하면 최근 한반도의 기온 상승으로 인해 온대내륙성 기후형에 속했던 지점은 온대해양성 기후형으로, 온대해양성 기후형은 아열대습윤 기후형으로 변화하고 있다. 이러한 한반도의 기후 변화는 환경 변인에 민감한 질병 매개 곤충의 분포와 밀도 변화에 영향을 미칠 수 있어 지속적인 모니터링이 중요하다. 이 연구는 철새도래지 내 발생 및 유입될 수 있는 모기와 관련 바이러스 감염률을 확인하기 위해 충남 당진의 철새도래지에서 BG-sentinel trap 및 LED trap을 사용하여 2021년부터 2023년까지 4-11월간 월 2회 수행하 였다. 채집된 모기는 총 3,723마리로, 4속 16종을 확인하였다. 그 중 금빛숲모기 (Aedes (Aedimorphus) vexans nipponii) 가 1,711마리(45.96%)로 가장 높은 우점도를 나타냈으며, 흰줄숲모기 (A. (Stegomyia) albopictus) 와 큰검 정들모기 (Armigeres (Armigeres) subalbatus) 각각 588마리(15.79%), 빨간집모기 (Culex (Culex) pipiens pallens) 269마리(7.23%)로 나타났다. 채집된 모기의 Flavi-virus 감염 여부를 확인하기 위해 RNA 추출 및 RT-PCR을 통해 확인하였으나, 모두 음성으로 확인되었다. 이러한 연구 결과들은 기후변화에 맞추어 변화하는 감염병 매개 모기 의 발생 현황을 감시·예측하는데 유의한 자료로 활용될 수 있으며, 향후 모기 매개 질환 발생을 예측하기 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

털진드기 유충 (Acari: Trombiculidae)은 쯔쯔가무시증을 전파하는 주요 매개체이다. 털진드기 유충의 발생량 은 가을철에 증가하는 것으로 알려져 있지만, 환경 및 시기에 따라 발생 패턴이 다르게 나타날 수 있어 각 지역에 대한 조사가 필요하다. 이 연구는 충남 예산의 털진드기 발생 양상을 확인하기 위해 2017년부터 2023년까지 36-51 주차 (9-12월)에 걸쳐 현장 조사를 수행하였다. 논, 밭, 수로, 초지에 5m 간격으로 털진드기 트랩을 환경별로 5개씩 설치하여 채집하였다. 그 결과 총 3,257개체로 2017년 1,104마리, 2018년 785마리, 2019년 650마리, 2020년 160마 리, 2021년 139마리, 2022년 233마리, 2023년 186마리 채집되었다. 동정 결과 5속 12종이 확인되었으며 둥근혀털 진드기(Neotrombicula tamiyai)가 1,882개체(57.78%)로 우점도가 가장 높게 나타났다. 이러한 발생 양상에 관한 연구는 매개 질환의 예방 및 관리 전략 수립에 있어 중요한 기초 자료로 활용될 수 있으므로 지속적인 연구와 모니터링이 필요할 것으로 사료된다.

단백질의 구조 예측은 생명 과학 및 의약학 분야의 핵심적인 연구 주제 중 하나로, 단백질의 기능 및 상호작용을 이해하기 위한 주요 정보를 제공할 수 있어 다양한 연구가 수행되고 있다. 이러한 연구의 일환으로 최근 Google DeepMind의 AlphaFold2가 등장하였으며, 단백질 구조 예측 성능을 대폭 향상시켜 CASP(Critical Assessment of Protein Structure Prediction)에서 뛰어난 평가점수를 받아 단백질 구조 예측 분야의 최신 기술을 크게 향상시켰다. 이러한 컴퓨터 기반의 단백질의 구조 예측 방법은, 고전적인 방법을 사용하여 직접 단백질 구조를 결정하는 방법 에 비해 매우 정확하고 빠르며 경제적인 비용으로 수행될 수 있어 단백질 구조 예측 및 생리학 연구를 수행하는 연구자들에게 유용한 방법론이 될 것으로 사료된다. 따라서 본 연구소에서는 곤충을 포함한 무척추 자생동물을 연구하는 연구자들을 위해 단백질 구조 예측을 수행할 수 있도록 64Core/128Threads의 CPU, 256GB의 RAM과 6장의 GeForce RTX 3090으로 이루어진 GPU(Graphical Processing Unit) 고성능 컴퓨터 시스템에 AlphaFold2 program을 구축하였다. 최근 인간을 대상으로 한 단백질 구조 예측 연구는 상당한 진전을 보이고 있지만, 곤충을 포함한 자연계의 동물을 대상으로 한 연구는 여전히 미비한 상황이다. 이러한 자생동물자원연구의 확대를 위해 본 연구소에서 구축한 GPU 시스템 및 생물정보학적 분석 방법이 많이 활용되어야 하며, 이를 위해서는 연구자들 의 협력과 참여가 필요하다.

농촌진흥청 국립원예특작과학원에서는 2021년 분홍색계 소 형 호접란 ‘Arihong’을 육성하였다. 2014년 밝은 분홍색 소형 품종 Phalaenopsis ‘Wedding’와 백색 바탕에 분홍빛을 가지는 소형종 P. ‘[{KT1398-1×(KM-6)-4}×Chiangbeauty-88]-23’ 를 모본과 부본으로 교배하였다. 2018년 실생 120개체 중 잎자세, 화색, 화형, 꽃대수 등 특성이 우수한 ‘14104-1’ 개체를 선발하여 기내 화경배양을 통해 증식하였다. 2018년부터 2021년에까지 1차, 2차특성검정을 통해 품종의 안정성과 균일성을 확인한 후 ‘Arihong’로 명명하였다. 이 품종은 백색(WG155B) 바탕에 중앙 에는 보라빛 분홍색(PVG80B)을 띄며, 진한 자주색(PG78A) 순판 을 가지는 것이 특징이다. 꽃대가 2대씩 발생하고 꽃대 길이는 평균 42.1cm 소형 분화로 적절한 크기를 가지고 있다. 평피기 형태의 꽃은 길이와 폭이 각각 5.1, 5.7cm이며, 분지가 발생하여 1개의 꽃대에 13.0개의 소화가 착생한다. ‘Arihong’의 잎은 수평으로 자라며 길이와 폭이 각각 13.0cm, 4.9cm였다. 또한 초세가 우수하고 생육 속도가 빨라 엽수 확보가 용이한 특성을 보였다.

경상남도농업기술원 화훼연구소에서 2021년 화색이 연황 색이며 화심이 녹색인 미니 절화용 거베라 품종 ‘크림쿠키’ (Cream Cookie)를 육성하였다. ‘크림쿠키’ 품종은 2014년 황색 미니 ‘Sun City’를 모본으로, 백색 미니 ‘Blandy’를 부 본으로 인공교배를 실시하여 육성된 품종이다. 2021년까지 생육 및 개화 특성검정과 기호도 조사를 실시하였으며 ‘크림 쿠키’의 생육 및 개화특성을 대조품종인 ‘Sun City’와 비교하 였다. ‘크림쿠키’는 연황색(RHS 4C) 꽃잎과 녹색 화심을 가진 반겹꽃 거베라 품종이다. 화폭이 7.1cm인 작은 꽃이며, 화경 장은 58.9cm였다. 화경 직경은 상부 0.4cm, 하부 0.7cm 였 다. 외부설상화의 길이는 2.8cm이며 폭은 0.8cm였다. 개화 소요일수는 65.7일로 ‘Sun City’에 비하여 18.8일 빨랐으며, 첫 개화시 엽수는 22.4매였다. 연간 주당 절화수량은 102.3 본으로 ‘Sun City’의 82.0본에 비하여 20.3본이 많았다. 절 화수명은 17.8일로 ‘Sun City’보다 4.1일 더 길었다. ‘크림쿠 키’는 화폭이 7.1cm의 미니 품종으로 연간 주당 100본 이상 절화 생산이 가능하다. 또한 수확 후 꽃 캡 씌우기, 꽃목 보강 등 추가적인 작업을 생략할 수 있어 생산비 절감이 가능하므 로 농가보급 확대가 기대된다.

The Colloid Formation and Migration (CFM) international joint research initiative continues as a part of the GTS’s Radionuclide Retardation Programme, which has been in progress since 1984. This project focuses on examining the formation of colloids from a bentonite-engineered barrier system and exploring how these colloids impact the migration of radionuclides in fractured host rock when subjected to advective flow. Phase 1 of the project was launched in 2004 and concluded in early 2008, focusing on preliminary studies related to in-situ boundary conditions, predicting models, and supplementary lab works. Following that, Phase 2 spanned from 2008 to 2013 and aimed at fortifying the field setup by adding three new monitoring boreholes and suitable instrumentation in both the boreholes and tunnel. This phase also tested the system’s resilience while mapping the flow domain. Phase 3 kicked off in January 2014 and extended until December 2018. During this period, the Long-term In-situ Test (LIT) was introduced in May 2014, featuring a set of compacted bentonite rings laced with radionuclide tracers. These were placed in a borehole to serve as a colloid and radionuclide source. CFM Phase 4 initiative commenced in January 2019, marking the successful deployment of the i-BET (In-situ Bentonite Erosion Test). This project component involves placing approximately 50 kg of compacted bentonite in a natural water-conducting shear zone. Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) joined CFM in 2008 to examine the behavior of colloid generation and migration with radionuclides in the Underground Research Laboratory. The fourth phase of the CFM project was also scheduled to include a post-mortem evaluation of the LIT and additional tracer experiments in the well-mapped MI shear zone. This study aims to provide an interim update on the ongoing i-BET, a key component of Phase 4 of the CFM project. We will also discuss the current status of the post-mortem analysis for the LIT experiment. In addition, we will outline plans for the forthcoming Phase VI of the project. These plans will continue to advance our understanding of radionuclide migration and the influence of bentonite-based disposal systems.

In the high-level waste disposal systems, colloids generated through the chemical erosion of bentonite buffers can serve as critical mediators for the transport of radionuclides from the disposal environment to the biosphere. The stability of these colloids is influenced by the chemical composition of the groundwater. According to DLVO theory, the Critical Coagulation Concentration (CCC) is the ionic strength at which the total repulsive force between colloids is either less than or equal to the total attractive force. At ionic strengths lower than the CCC, electrostatic double-layer repulsion outweighs van der Waals attraction, forming a repulsive barrier between particles. Conversely, at ionic strengths higher than the CCC, attractive forces dominate, leading to particle aggregation. To investigate the CCC of bentonite colloids, this study focused on Ca-type WRK bentonite. Colloids separated from a ten g/L bentonite suspension underwent centrifugation (1,200 g for 30 minutes) and dialysis (3,500 MWCO) to produce colloid samples. After adjusting the ionic strength from 0.1 mM to 10 mM, the particle size distribution was monitored as a function of aggregation time for approximately 20 days. Rate constants, calculated based on variations in ionic strength, were used to interpret the observed results. The experimental outcomes revealed that the CCC value for WRK bentonite colloids was an order of magnitude lower with CaCl2 than with NaCl. This suggests that Ca ions have a more significant impact on colloid stability, which has implications for the longterm safety of high-level waste disposal systems.

The final disposal of Spent Nuclear Fuel (SNF) will take place in a deep geological repository. The metal canister surrounding the SNF is made of cast iron and copper, designed to provide longterm containment of radionuclides. Canister is intended to be safeguarded by a multiple-barrier disposal system comprising engineered and natural barriers. Colloids and gases are mediators that can accelerate radionuclide migration and influence radionuclide behavior when radionuclides leak from the canister at the end of its service life. It is very important to consider these factors in the assessment of the long-term stability of deep dispoal repository. An experimental setup was designed to observe the acceleration of nuclide behavior due to gas-mediated transport in a simulated environment with specific temperature and pressure conditions, similar to those of a deep disposal repository. In this study, experiments were conducted to simulate gas flow within an engineered barrier under conditions reflecting 1000 years post repository closure. The experiment utilized bentonite WRK with a dry density of 1.61 g/cm³ after compaction. The compacted bentonite was subsequently saturated under a water pressure of 5 MPa, equivalent to the hydrostatic pressure found 500 meters underground. Gas was introduced into the saturated bentonite at different pressures to assess the permeation behavior of the bentonite relative to gas pressure variations. Consequently, it was observed that under specific pressures, gas permeated the saturated bentonite, ascending in the form of bubbles. Furthermore, it was noted that when a continuous flow was initiated within the bentonite, erosion took place, leading to the buoyant transportation of eroded particles upward by the bubbles. The particles transported by the bubbles had a relatively small particle size distribution, and cesium also tended to be transported by the bubbles and moved upward. When high-pressure gas is generated at the interface of the canister and the buffer, flow through the buffer can occur, and cationic nuclides such as cesium and strontium can be attached to the gas bubble and migrate. However, the pressure of the gas to break through the saturated buffer is very high, and the amount of cesium transported by the gas bubbles is very limited.

The spent fuels derived from the nuclear reactor facilities may be finally disposed in a deep underground below 500 m. It majorly has uranium with minor iodine, which is a typical anionic radionuclide. In particular, radioiodine has higher mobility from its spent fuel source. It has been well known that it could freely pass through a compacted bentonite that is one of underground engineering barriers that are used to retard some nuclide’s migration from the spent fuel. We installed a small laboratory apparatus in an anaerobic glove box imitating such an underground repository and evaluated the iodine mobility in compacted bentonites with or without copper. Some copper-bearing bentonites were prepared in two types, a copper ion-exchanged form and a copper nanoparticle-mixed one. In our study, we tried to find an effect of sulfate that has an ability to retard mobile iodine from the compacted bentonite for a long-term period. Conclusively, we found an effective way to limit the iodine release from the compacted bentonite. This condition can be achievable by exchanging the bentonite interlayer cations with copper ions or by simply mixing copper nanoparticles with bentonite powder. In those cases, soluble iodine can be easily immobilized as a solid phase (i.e., marshite (CuI)) by combining with copper via the geochemical role of sulfate and indigenous SRB (sulfate reducing bacteria) of bentonite.

Raman characteristics of various minerals constituting natural rocks collected from uranium deposits in Okcheon metamorphic zone in Korea are presented. Micro-Raman spectra were measured using a confocal Raman microscope (Renishaw in Via Basis). The focal length of the spectrometer was 250 mm, and a 1800 lines/mm grating was installed. The outlet of the spectrometer was equipped with a CCD (1,024256 pixel) operating at -70°C. Three objective lenses were installed, and each magnification was 10, 50, and 100 times. The diameter of the laser beam passing through the objective lens and incident on the sample surface was approximately 2 m. The laser beam power at 532 nm was 1.6 mW on the sample surface. Raman signal scattered backward from the sample surface was transmitted to the spectrometer through the same objective lens. To accurately determine the Raman peak position of the sample, a Raman peak at 520.5 cm-1 measured on a silicon wafer was used as a reference position. Since quartz, calcite, and muscovite minerals are widely distributed throughout the rock, it is easy to observe with an optical microscope, so there is no difficulty in measuring the Raman spectrum. However, it is difficult to identify the uraninite scattered in micrometer sizes only with a Raman microscope. In this case, the location of uraninite was first confirmed using SEM-EDS, and then the sample was transferred to the Raman microscope to measure the Raman spectrum. In particular, a qualitative analysis of the oxidation and lattice conditions of natural uraninite was attempted by comparing the Raman properties of a micrometer-sized natural uraninite and a laboratory-synthesized UO2 pellet. Significantly different T2g/2LO Raman intensity ratio was observed in the two samples, which indicates that there are defects in the lattice structure of natural uraninite. In addition, no uranyl mineral phases were observed due to the deterioration of natural uraninite. This result suggests that the uranium deposit is maintained in a reduced state. Rutile is also scattered in micrometer-sizes, similar to uraninite. The Raman spectrum of rutile is similar in shape to that of uraninite, making them confused. The Raman spectral differences between these two minerals were compared in detail.

As one of the biggest service-oriented industries worldwide, the hotel industry significantly contributes to environmental degradation in several ways. Service marketers, consumers, and policy makers are increasingly aware of the damage that excessive natural resources depletion in the guise of water and energy consumption and CO2 emissions by hotels might bring about to the planet. As a result of the growing global concern about climate change, there has been an increase in consumer demand for environmentally-responsible hospitality options. One such option is green hotels, which are environmentally-conscious hospitality properties that are gaining popularity worldwide at a rapid pace. Consumers who prioritize eco-friendliness are willing to pay a premium for green hotels. However, unlike tangible products, services such as hotel experiences are subjective, emotional, and therefore, difficult to evaluate before actual usage. One of the prominent ways in which consumers assess green hotels’ credibility is through user generated content in the form of reviews.

During the decommissioning of a nuclear power plant, the structures must be dismantled to a disposal size. Thermal cutting methods are used to reduce metal structures to a disposal size. When metal is cut using thermal cutting methods, aerosols of 1 μm or less are generated. To protect workers from aerosols in the work environment during cutting, it is necessary to understand the characteristics of the aerosols generated during the cutting process. In this study, changes in aerosol characteristics in the working environment were observed during metal thermal cutting. The cutting was done using the plasma arc cutting method. To simulate the aerosols generated during metal cutting in the decommissioning of a nuclear power plant, a non-radioactive stainless steel plate with a thickness of 20 mm was cut. The cutting condition was set to plasma current: 80 A cutting speed: 100 mm/min. The aerosols generated during cutting were measured using a highresolution aerosol measurement device called HR-ELPI+ (Dekati®). The HR-ELPI+ is an instrument that can measure the range of aerodynamic diameter from 0.006 μm to 10 μm divided into 500 channels. Using the HR-ELPI+, the number concentration of aerosols generated during the cutting process was measured in real-time. We measured the aerosols generated during cutting at regular intervals from the beginning of cutting. The analyzed aerosol concentration increased almost 10 times, from 5.22×106 [1/cm3] at the start of cutting to 6.03×107 [1/cm3] at the end. To investigate the characteristics of the distribution, we calculated the Count Median Aerodynamic Diameter (CMAD), which showed that the overall diameter of the aerosol increased from 0.0848 μm at the start of cutting to 0.1247 μm at the end of the cutting. The calculation results were compared with the concentration by diameter over time. During the cutting process, particles with a diameter of 0.06 μm or smaller were continuously measured. In comparison, particles with a diameter of 0.2 μm or larger were found to increase in concentration after a certain time following the start of cutting. In addition, when the aerosol was measured after the cutting process had ended, particles with a diameter of 0.06 μm or less, which were measured during cutting, were hardly detected. These results show that the nucleation-sized aerosols are generated during the cutting process, which can explain the measurement of small particles at the beginning of cutting. In addition, it can be speculated that the generated aerosols undergo a process of growth by contact with the atmosphere. This study presents the results of real-time aerosol analysis during the plasma arc cutting of stainless steel. This study shows the generation of nucleation-sized particles at the beginning of the cutting process and the subsequent increase in the aerosol particle size over time at the worksite. The analysis results can characterize the size of aerosol particles that workers may inhale during the dismantling of nuclear power plants.

Bentonite is a promising buffer material for high-level radioactive waste (HLW) disposal due to the high nuclides sorption capacity and swelling property. However, bentonite has the potential to generate colloid particles, with small particle sizes less than 1,000 nm when in contact with groundwater. The bentonite colloids easily form pseudo-colloid with the released nuclides and migrate through the water-conducting rock to the biosphere. Therefore, understanding the generation and migration of bentonite colloids is crucial in assessing the safety of the HLW repository. In this study, an artificial fracture system was prepared to investigate colloid release from compacted bentonite. A 250 mm diameter acrylic artificial fracture system was used, with 30 mm of compacted calcium bentonite installed. Artificial groundwater flow was injected into the system at a flow rate of 250 μL/h, and every 6 mL of leachate was collected by a fraction collector. A film-type pressure sensor was equipped to monitor the swelling pressure, and the swelling was observed using a digital microscope. The results indicate that the compacted bentonite formed a mineral ring originating from the swelling of the bentonite, and the end of the ring generated colloid particles due to chemical erosion. Although the release rate of colloids increased with increasing flow rate, the colloid ratio depended on the low ionic strength of the injected artificial groundwater. This work contributes to the understanding of the chemical erosion and colloid release mechanism of compacted bentonite.

The design of a radioactive waste disposal system should include both natural and engineered barriers to prevent radionuclide leakage and groundwater contamination. Colloids and gases can accelerate the movement of radionuclides and affect their behavior. It is important to consider these factors in the long-term stability evaluation of a deep geological repository. An experimental setup was designed to observe the acceleration of nuclide behavior caused by gas-mediated transport in a simulated high temperature and pressure environment, similar to a deep disposal repository. The study used specimens to simulate gas flow in engineered barriers, based on conditions 1000 years after repository closure. In the experiment, bentonite WRK with a dry density of 1.61 g/cm3 was used after compaction. Measurements were taken of the saturation time and gas permeability of compacted bentonite. In this study, gas was injected into saturated buffer materials at various pressures to evaluate the penetration phenomenon of the buffer material according to the gas pressure. It was observed that gas penetrated the buffer material and moved upward in the form of gas bubbles at a specific pressure. Furthermore, when a flow was continuously induced to penetrate the buffer material, erosion occurred, and the eroded particles were found to be able to float upward or be transported by gas bubbles. In future studies, analysis will be conducted on the transport rate of fine particles according to the size of gas bubbles and the characteristics of the nuclides adsorbed on the fine particles.