본 연구는 인천광역시 강화군에 위치한 퇴모·혈구산의 관속식물상과 강화도 및 주변 지역의 외래식물 등을 파악하여, 조사된 식물들의 체계적인 관리와 생물다양성 보전을 위한 기초자료로 활용하기 위하여 조사를 실시하였다. 조사는 2019년 3월부터 2020년 10월까지 총 13회에 걸쳐 실시되었다. 퇴모·혈구산 일대의 관속식물상은 총 101과 321속 517종 13아종 38변종 5품종 573분류군으로 파악되었다. 이는 우리나라 관속식물 총 4,641분류군의 약 12.35%로 나타났다. 퇴모·혈구산에서 확인된 한반도 북방계식물은 청나래고사리 등 68분류군, 한반도 특산식물은 늦둥굴레 등 10분류군, IUCN 지정 희귀식물은 께묵 등 총 9분류군이 확인되었다. 식물구계학적 특정식물은 총 69분류군으로 파악 되었다. Ⅳ등급은 뚝사초 등 3분류군, Ⅲ등급은 종덩굴 등 14분류군이 확인되었다. 연구 대상지에서 출현한 귀화식물은 개망초, 돼지풀, 망초 등 63분류군으로 확인되었다. 개망초, 돼지풀, 망초 3종은 강화도뿐만 아니라 주변 지역인 석모도, 교동도 김포 등에도 전방위적으로 확산된 것으로 파악되었다. 그리고 가시상추, 가시박, 애기수영 등 생태계교란식물이 퇴모·혈구산에 처음으로 보고되어 퇴모·혈구산 내 특기할만한 식물 등 자생식물에 대해 중장기적인 보전 대책을 수립하 고 정기적으로 물리적인 제거 등의 관리방안 대책을 조기에 마련하여야 할 것이다

비무장지대는 한반도 동-서 248km를 횡단하는 군사분계선을 기준으로 남, 북 각각 2㎞씩 무장이 금지된 지역이다. 그 중 남쪽으로 2㎞ 떨어진 경계를 남방한계선이라고 한다. 비무장지대는 정전협정 이후 자연천이과정을 거치며 독특한 생태계를 형성한 지역으로 보전가치가 높다. 그러나 남방한계선 철책주변과 일부 지역은 군작전수행을 위한 각종 시설이용과 제초작업으로 인한 훼손이 빈번하게 발생하고 있다. 본 연구는 훼손된 불모지 식생복원을 위한 기초자료 마련을 목적으로 시행되었다. 불모지 식생구조 파악을 위해 지표종을 중심으로 식생군락을 분류한 결과 뱀딸기군락, 비비추군락, 기린초-돌나물군락, 가락지 나물군락, 양지꽃군락, 꿀풀군락, 구절초-그늘사초군락, 산구절초군락, 질경이-토끼풀군락, 좀씀바귀-매듭풀군락 등 10개 군락으로 구분되었다. 남방한계선 내 불모지는 군사적 활동으로 인한 토양침식, 지형변화, 산불 등 인위적인 교란이 지속적으로 발생하기 때문에 교란된 환경에 대한 적응성이 높은 종을 중심으로 식생이 발달하는 특성을 나타냈다. 분류된 군락 내 우점종은 대부분 우리나라 전국에 분포하는 종으로 길 또는 길가, 나지, 훼손지, 초지 등 주변에서 흔히 볼 수 있는 식물로 구성되어 있다. 현재 비무장지대 불모지 식생은 나지에서 초본식생으로 발달하는 천이 초기의 형태를 보인다. 불모지 내 분포하는 우점종은 특별한 유지·관리 없이도 자생할 수 있으므로 향후 복원소재 개발에 활용하거나 복원 종 선정 등에 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

본 연구는 임관밀도와 임분 내 빛 조건의 상관관계를 정량적으로 조사하기 위해 수행되었다. 이를 위해 임관밀도가 서로 다른 임분의 광도 및 광질을 측정하고, 서로 간의 상관성을 비교하였다. 또한 임관 밀도와 빛 조건의 상관관계를 토대로, 임상의 빛 조건을 반영하는 임관밀도의 변수와 상대광도 및 광반의 출현빈도를 검토하였다. 그 결과 임관밀도의 변수 중에서 엽면적지수(R2=0.95)가 임상의 상대광도와 상관성이 가장 높은 것으로 판단되었다. 상대광도와 광반의 출현빈도의 상관성을 조사한 결과, 상대광도가 증가할수록 광반의 출현빈도가 증가하는 양의 상관관계가 나타났다(R2=0.85). 상대광도와 광질 간의 상관성을 조사한 결과, 상대광도가 낮아지면서 산란광과 광반의 R/FR 비율은 각각 82%, 31%의 감소율을 보였다. 또한 상대광도와 광질의 R/FR 비율은 양의 상관관계를 보였다(R2=0.91). 이러한 결과로부터 서로 다른 임관밀도에 대한 임상의 빛 조건을 정량적으로 확인할 수 있었으며, 임상의 빛 조건을 반영하는 임관밀도의 지표는 엽면적지수로 판단되었다.

IP-2형 운반용기는 정상운반조건에서의 자유낙하시험 및 적층시험을 수행한 후에 운반내용물의 분산 및 유실이 없어야 하며 외부표면에서의 방사선량률이 20%이상 증가할 수 있는 차폐능력의 상실이 없어야 한다. 본 연구에서는 두꺼운 철판을 구조재로 사용하며 볼트체결방식의 뚜껑을 가진 IP-2형 운반용기에 대한 구조 안전성을 평가하기 위한 해석적인 방안을 제안하였다. 해석적인 방법을 통하여 원자력발전소에서 발생된 방사성폐기물 드럼을 폐기물 처리시설에서 임시저장고까지 운반하기 위한 두 종류의 IP-2형 방사성폐기물 운반용기에 대하여 자유낙하조건에서 운반내용물의 분산 및 유실과 차폐손실이 없음을 확인하였다. 자유낙하조건에서 운반내용물의 분산 및 유실을 평가하기 위하여 최대 볼트단면 평균응력값과 최대 뚜껑열림량을 볼트의 인장강도와 뚜껑부에 존재하는 단차와 비교 평가하였다. 또한 최대 차폐두께 감소량을 이용하여 차폐손실을 평가하였다. 자유낙하조건에 대한 동적충돌해석을 검증하고 구조 안전성을 시험적으로 평가하기 위하여 자유낙하시험을 다양한 방향으로 실시하였다. 자유낙하시험에서는 운반내용물의 분산 및 유실은 볼트체결방식의 뚜껑에서 볼트의 파손 및 플랜지의 변형 등을 검사하여 평가하였으며, 차폐손실은 초음파 두께 측정기를 이용한 차폐두께를 측정하여 평가하였다. 해석에 대한 검증을 위하여 시험에서 취득한 변형률과 가속도를 동일한 위치에서 얻어진 해석결과와 비교하였다. 해석결과는 시험결과에 비하여 보수적인 결과를 보여주므로 해석에서 입증한 IP-2형 방사성폐기물 운반용기의 안전성은 보수적인 결과이다. 마지막으로 유한요소해석을 통하여 적층조건에 대한 IP-2형 방사성폐기물 운반용기는 안전함을 입증하였다. 적층해석에서 차폐체의 응력은 항복응력에 비하여 1/3정도의 작은 값을 보였다. 두 종류의 IP-2형 방사성폐기물 운반용기는 정상운반조건에서의 자유낙하시험 및 적층시험에 대하여 안전함을 입증하였다.

사용후연료 건식저장용기의 전복사고조건에 대한 1/3 축소모델의 시험을 실시하여 전복해석에 대한 검증을 하였다. 전복해석은 전복각도에 따른 위치에너지와 동일한 운동에너지를 가지는 초기각속도를 이용하여 결정된 각 점에서의 속도를 충돌직전 모델에 대한 초기경계값으로 입력하여 해석하였다. 전복시험에 따른 캐니스터의 구조적 건전성을 확인하기 위하여 육안검사와 함께 액체침투법과 초음파 탐상법와 같은 비파괴검사를 실시하였다. 전복충격에 의하여 저장용기의 뚜껑 에 변형 이 발생되었지만 캐니스터의 구조적 건전성이 유지되었다. 시험에서 취득한 변형률과 가속도를 해석결과와 비교하여 해석 에 대한 검증을 실시하였다. 해석결과는 시험결과보다 대체로 두 배 정도의 큰 값을 주는 것으로 나타났다.

사용후핵연료 건식저장용기는 낙하사고조건에서 캐니스터의 건전성이 입증되어야 한다. 낙하사고조건은 캐니스터를 건식저장용기에 장입하기 위하여 저장용기의 상부에서 크레인으로 취급하는 도중에 캐니스터가 저장용기 내부의 받침대로 자유 낙하하는 조건이다. 저장용기 내부의 받침대는 이러한 조건에서 캐니스터의 구조적 건전성을 유지하도록 완충효과가 좋아야 한다. 본 연구에서는 다양한 저장용기 내부 받침대 에 대한 3차원 유한요소해석을 통하여 낙하사고조건에서 캐니스터의 구조적 건전성을 향상시킬 수 있는 구조를 결정하였다. 저장용기 내부 받침대는 탄소강으로 만들어진 원통 쉘의 내부에 콘크리트를 장입한 구조와 받침대 높이의 변화 없이 콘크리트 높이의 1/4정도에 탄소강과 폴리우레탄폼을 이용한 구조물을 사용하여 완충효과를 보완하고자 수정된 구조를 고려하였다. 완충체의 형상 및 구조를 결정하기 위하여 십자형상이나 원형의 탄소강 구조물을 받침대 상부에 위치하여 그 영향을 알아보았다. 이때 탄소강 구조물의 두께를 24 mm, 12 mm, 6mm로 변화를 주었다. 또한, 탄소강 구조물 사이에 충진하는 폴리우레탄폼의 밀도에 대한 영향을 알아보았다.