The bentonite buffer material is a crucial component in an engineered barrier system used for the disposal of high-level radioactive waste. Because a large amount of heat from the disposal canister is released into the bentonite buffer material, the thermal conductivity of the bentonite buffer is a crucial parameter that determines the design temperature. At the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI), a new standard bentonite (Bentonil-WRK) has been used since 2022 because Gyeongju (KJ) bentonite is no longer produced. However, the currently available data are insufficient, making it essential to investigate both the basic and complex properties of Bentonil-WRK. Thus, this study evaluated its geotechnical and thermal properties and developed a thermal conductivity empirical model that considers its dry density, water content, and temperature variations from room temperature to 90°C. The coefficient of determination (R2) for the model was found to be 0.986. The thermal conductivity values of Bentonil-WRK were 1–10% lower than those of KJ bentonite and 10–40% higher than those of MX-80 bentonites, which were attributable to mineral-composition differences. The thermal conductivity of Bentonil-WRK ranged between 0.504 and 1.149 W·(m−1·K−1), while the specific heat capacity varied from 0.826 to 1.138 (kJ·(kg−1·K−1)).

In environments where buffer materials are exposed to increased temperature due to the decay heat emitted by radioactive waste, it is crucial to assess the performance of the buffer material in relation to temperature effects. In this study, we conducted experiments using Bentonil-WRK, a calcium-type bentonite, compacted to a dry density of 1.65 g/cm3 and an initial water content of 15%. The experimental temperature conditions were set to 30, 60, 90, 110, and 130°C. We observed that the swelling pressure of the compacted bentonite buffer decreased as the temperature increased. The findings from this study can provide valuable guidance for the design of high-level waste repository in Korea.

In order to reduce the area of the high-level radioactive waste (HLW) repository, a buffer material with high thermal conductivity is required. This is because if the thermal conductivity of the buffer material is high, the distance between the disposal tunnels and the deposition holes can be reduced. Sand, which is a natural material and has higher thermal conductivity than bentonite, is added to bentonite to develop an enhanced buffer material. For the sand-bentonite mixture, it is important which sand to use and how much to add because an enhanced buffer material should satisfy both hydraulic (H) and mechanical (M) performance criteria while improving thermal conductivity (T). In this study, we would like to show what type of sand and how much sand should be added to develop an enhanced buffer material by adding sand to Gyeongju bentonite, a representative bentonite in Korea. For this purpose, the thermal conductivity, hydraulic conductivity, and swelling pressure of the sand-Gyeongju bentonite mixture according to the sand addition rate were measured. It is more efficient to use silica sand with smaller particles than Jumunjin sand which is a representative sand in Korea as an additive for an enhanced buffer material than using the Jumunjin sand. In order for the sand-Gyeongju bentonite buffer material to satisfy both the hydraulic and mechanical performance criteria as a buffer material while increasing the thermal conductivity, it is judged that the optimum dry density is 1.7 g/cm3 at least and the optimum sand addition rate is 10% at most.

The buffer block, which is one of the main components of the engineering barrier system, plays an essential role in mitigating groundwater infiltration and radionuclide transport in a high-level nuclear waste repository. To achieve those purposes, the compacted buffer block must satisfy the functional safety criteria for dry density, water content, and many other components. In this study, the compation curves of the compacted bentonite-sand mixtures were evaluated to identify the relationship between the dry density and the water content of the buffer material. The floating die press at 10 MPa and the cold isostatic press at 40 MPa were applied to compaction of a buffer block with a diameter of 100 mm and a thickness of 10 mm. The condition of a bentonite-sand mixing ratio was 6:4, 7:3, 8:2, and 9:1 with 9 to 21% water content. As a result, the maximum dry density increases, the optimum moisture content decreases as the sand content of buffer material increases. This study can provide the conditions for manufacturing the compacted bentonite-sand buffer block.

A compacted bentonite buffer is a major component of engineered barrier systems, which are designed for the disposal of high-level radioactive waste. In most countries, the target temperature required to maintain safe functioning is below 100°C. If the target temperature of the compacted bentonite buffer can be increased above 100°C, the disposal area can be dramatically reduced. To increase the target temperature of the buffer, it is necessary to investigate its properties at temperatures above 100°C. Although some studies have investigated thermal-hydraulic properties above 100°C, few have evaluated the water suction of compacted bentonite. This study addresses that knowledge gap by evaluating the water suction variation for compacted Korean bentonite in the 25–150°C range, with initial saturations of 0 and 0.22 under constant saturation conditions. We found that water suction decreased by 5–20% for a temperature increase of 100–150°C.

The buffer material plays a role in preventing the excessive rise in temperature generated from the high-level radioactive waste by dissipating the decay heat to the rock. For this reason, the buffer material must have thermal properties to ensure the performance of the deep geological repository. This study measured the thermal conductivity of sand-bentonite according to the mixing ratio to improve the thermal properties. The compacted buffer was manufactured with a sand-bentonite mixing ratio of 6:4, 7:3, and 8:2 with 9 to 12% water content. As a result, the thermal conductivity increases as the ratio of sand increases. As a further study, it is necessary to experiment on whether sand-bentonite’s hydraulic, mechanical, and chemical performance is suitable for the stable operation of a repository.

A geological repository system consists of a disposal canister with packed spent fuel, buffer material, backfill material, and intact rock. Among these, the bentonite buffer is one of the most important components to assure the safe disposal of high-level radioactive waste (HLW). As the bentonite buffer is installed as a block type, it is important to fabricate homogeneously. Generally, floating die method and cold isostatic press (CIP) method are used to fabricate bentonite blocks. In this paper, two bentonite blocks were produced using float die method at first, and CIP method was additionally applied to just one block. After that, several samples were cored from two blocks. The dry density and water content of several samples produced from two blocks were measured.

본 연구는 가축 개량을 위해서 사용되는 육종가의 신뢰도를 PEV (Prediction Error Variance) 방법과 MTEDC (Multiple-trait Effective Daughter Contribution) 방법으로 각각 추정하여, 한우 육종가 신뢰도 수준을 평가·비교하고자 하였다. 본 연구를 위해 혈통등록 거세우 중 결측치와 이상치를 제거하고 도축월령이 27-32개월령 1,391,141두의 도체자료를 이용하였다. 한우 농가의 도축기록이 있는 개체의 모집단(Population)에서 무작위 추출법(Random Sampling)으로 10번 반복하여 추출된 표본자료(Data 1)과 전국 한우농가의 전체 도체자료(Data 2)를 분석에 이용하였다. 한우 도체형질 추정육종가의 신뢰도는 PEV로 분석한 Data 1에서 도체중, 등심단면적, 등지방두께, 근내지방도가 각각 0.38, 0.39, 0.40, 0.42로 추정되었고 MTDEC로 분석한 Data 2에서는 0.45, 0.48, 0.48, 0.52로 분석되었다. 도체중의 후대 두수별(0-5두) 신뢰도는 Data 1에서 0.30-0.64, Data 2에서 0.42-0.52로 분석되었고 등심단면적에서 Data 1과 Data 2가 각각 0.57-0.67, 0.47-0.55, 등지방두께는 Data 1과 Data 2가 각각 0.31-0.67. 0.43-0.55, 근내지방도는 Data 1과 Data 2가 각각 0.43-0.60으로 분석되었다. 분석 결과 표본에 따라 다소 차이가 있었으나 암소 후대 수에 따라 뚜렷한 차이가 있었으며, 신뢰도는 형매 기록 수가 늘어날수록 추정육종가의 신뢰도가 향상됨을 확인할 수 있었다. 한우 암소의 후대가 대부분 0-1두 사이로 개체별 높은 신뢰도를 갖기 어려운 상황이므로 신뢰도 향상을 위해서는 형매 두수가 100두 이상 필요할 것으로 판단되며 이를 위해 육종가 추정을 위한 데이터 구성에서 강력한 혈연계수 행렬을 구현할 수 있는 전국단위 혈통자료와 그에 따른 능력검정 성적이 함께 분석되어야 할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 한우 암소와 씨수소의 육종가를 기반으로 연도별 유전적 개량량을 추정하여 현재 한우 축군의 개량 정도를 파악하여 향후 한우 개량 방향을 위한 기초자료로 활용하고자 본 연구를 시행하였다. 본 연구를 위하여 한우농가 4,040호에서 축산물품질평가원에 도축된 970,567두의 도축자료를 이용하여 10번 반복되어 추출된 표본 자료와 한우농가에서 2009년부터 2019년까지 사육되고 도축된 개체 중에서 한국종축개량협회에 혈통등록 되어 있는 거세우를 선별하여 결측치 및 이상치를 제거하고 도축월령이 27~32개월 이외의 기록은 분석에서 제외한 후, 1,391,141두의 도체 자료를 분석에 이용하였다. 이용된 형질은 도체중(Carcass Weight, CW), 등심단면적(Eye Muscle Area, EMA), 등지방두께(Backfat Thickness, BF) 및 근내지방도(Marbling Score, MS)의 4개 형질을 고려하였다. Random Sampling 10 반복되어 추출된 Data 1의 도체중, 등심단면적, 등지방두께 및 근내지방도의 개량추세에 대한 회귀계수는 매년 평균 0.44㎏, 0.197㎠, -0.051㎜ 및 0.034점으로 나타났으며, 도축성적을 보유한 전체 개체의 자료로 구성된 Data 2에서는 각각 0.35㎏, 0.22㎠, 0.06㎜ 및 0.04점의 개량추세를 보였다. Data 2에서 씨수소의 개량추세는 1.54㎏, 0.343㎠, -0.045㎜ 및 0.050점의 추세를 보였으며 암소와 씨수소 간에는 1.19㎏, 0.119㎠, -0.014㎜ 및 0.010점의 차이를 보였다. 유전적 개량량을 확인하기 위하여 육종가의 표준편차를 이용하였으며, 암소의 선발강도는 본 연구에서 보고한 암소의 후대 거세우 기록 빈도 및 비율을 통해 계산하였다. 한우 암소의 선발 시기를 3산차 이전을 기준으로 하는 것과 4산차 이후를 기준으로 하는 것으로 나눠서 선발강도를 적용하였다. 그 결과, 암소의 선발 시기를 3산차 이전으로 했을 때 세대당 유전적 개량량은 도체중, 등심단면적, 등지방두께 및 근내지방도에서 각각 5.04㎏, 1.31㎠, 0.71㎜ 및 0.32점으로 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 현재 한우 암소집단에서 정확한 육종가를 추정하고, 유전적 개량량을 높이기 위해서는 후대의 기록을 높이기 위한 육종 계획이 필요할 것으로 판단된다.

본 연구는 한우농가에서 직접 사육되어 도축되어진 한우 거세우 전체의 도축성적 및 혈통자료를 수집하여 한우 암소의 유전능력평가를 위한 유전모수를 추정하고 농가에서 직접적으로 활용 가능한 유전능력 추정을 위한 기초자료로 제공하고자 하였다. 본 연구를 위해 검증된 970,141두의 도축기록으로부터 60,000두 이상의 표현형 표본을 추출하기 위해 전체 4,040농가 중 600농가를 단순임의추출(Simple Random Sampling)하여 선정된 농가의 도축기록을 모두 추출하는 방식으로 10회 반복하여 표본을 생성하였다. 본 연구에서 추정된 도체형질에 대한 유전력은 도체중에서 0.24-0.30, 등심단면적에서 0.24-0.31, 등지방두께에서 0.31-0.39, 근내지방도에서 0.38-0.58로 추정되었으며, 10회 반복 추정된 유전력의 평균값은 도체중, 등심단면적, 등지방두께 및 근내지방도에서 각각 0.28, 0.28, 0.35 및 0.48로 추정되었다. 추정된 결과가 기존에 한우에서 보고된 유전력에 비해 다소 낮게 추정되었으나 실제 농가에서 사육되어 도축된 전체 자료가 표본이 된 만큼 본 연구 결과는 전국단위의 도축자료를 이용한 결과로서 암소개량을 위해 직접적으로 활용 가능한 자료가 될 수 있을 것으로 기대된다.

The present study was conducted to compare on embryo survival rates by blastomere isolation methods, and establish the optimal PCR procedure for perform the sexing of bovine blastocysts produced by IVF. IVF embryos used in the study was used the Bisected or Sliced methods for blastomere isolation, and the survival rates of blastocyst with rapid way of sexing PCR was assessed. In the present study for survival rates in blastocyst was the total cleavage rate was 75% and a blastocyst development among cleaved embryos was 40%. Survival rate of embryos treated with intact, bisected or sliced method was 100, 63.3 or 81.3%, respectively. Therefore, survival rate of embryos treated with sliced method was higher compared to that of embryos treated with bisected method. The sexing rate of female or male was not significantly different between S4BFBR primer and BSY + BSP primer (1.75 : 1 vs. 1.43 : 1), respectively. Because of the PCR amplification using the S4BFBR primer was simpler method than multiplex PCR amplification method. Furthermore, the accuracy of sexing rate and reduction of PCR work time between 2-step and 3-step of PCR methods was 98.0% / 1.5 hr and 97.0% / 3.5 hr, respectively. Based on these results, it can be suggested that the sliced and PCR methods we developed was very effective method to reduce time consuming and procedure of PCR amplification for sexing with the increase of survival rate on the blastocyst.

본 연구는 농촌진흥청 국립축산과학원에서 사육중인 제주재래돼지와 랜드레이스의 상호교차교배를 통해 생산된 417두의 F2집단을 대상으로 성장형질(생시체중, 3주령 체중, 10주령 체중, 20주령 체중)을 측정하고, 개체별 혈액으로부터 Illumina Porcine SNP 60k BeadChip을 이용하여 유전자형 분석을 실시하여 성장형질과 유전체 전장의 단일염기다형의 유전자형 간에 연관성을 알아보았다. 단일연기다형의 유전자형 분석은 돼지의 성염색체를 제외한 18개의 상염색체 내에 나타난 52,574개의 SNP표지인자 중다형성이 나타나지 않은 7,564개의 표지인자, 모든 개체에서 이형으로 나타난 47개 표지인자 및 결측률이 10 % 이상인 1,830개의 표지인자가 나타나 분석에 앞서 사전 제거를 실시하였으며, 남은 44,133개의 표지인자를 체중형질과 표지인자간 연관성 분석하는데 이용하였다. 체중에 영향하는 고정효과에 대해 일반선형모형을 설정하여 사전 보정을 실시하였으며, 여기서 얻어진 잔차값을 이용하여 표지인자와 월령별 체중간의 연관성 분석을 실시하였다. 분석결과 전장의 유전체 정보 중 통계적 판단의 오류를 고려하여 연관성이 강한(p <10-6)표지인자가 생시(BWB), 3주령(BW3), 10주령(BW10) 및 20주령(BW20) 체중에서 각각 657개, 846개, 49개, 122개로 추정되었다. 생시와 3주령 체중에 공통으로 유의적 영향을 하는 표지인자가 286개로 나타났으며, BWB와 BW10에서 5개, BWB와 BW20에서 8개, BW3와 BW10에서 13개, BW3과 BW20에서 11개, BW10과 BW20에서 1개로 나타났다. 또한 염색체별 성장형질에 영향하는 표지인자의 분포를 조사한 결과, 주령별 체중에 영향하는 표지인자는 전장의 유전체에 고르게 분포하는 것으로 조사되었으며, 특히 생시 및 3주령 체중에 영향하는 표지인자는 특정 염색체(SSC9)에서 고도의 통계적 유의차(p <10-15)를 나타내는 유전자 좌위가 있는 것으로 추정되었다.

본 연구는 2001년부터 2005년까지의 요크셔종 모돈 분만기록 4,989복의 번식성적 자료를 근거로 요크 셔 모돈의 번식형질에 대한 유전모수 추정시 년도-계절, 산차, 교배웅돈을 교정효과로 포함하였으며, 영 구환경효과 포함여부에 따른 두 개의 혼합모형을 설정하여 번식형질에 대한 환경효과 및 유전모수 추정을 실시하였다. 연구의 결과는 다음과 같다. 요크셔종의 초교배일령, 경산돈의 발정재귀일령 및 포유기간이 번식형질에 미치는 효과를 추정한 결과 경산돈의 번식형질에 있어 사산두수, 미라두수, 기타두수를 제외한 번식형질에서는 계절의 요인을 제외하 고는 년도, 산차, 발정재귀일령, 포유기간에 대해 각 요인별로 유의적으로 차이를 나타내었다 (p<0.05). 총산자수와 포유두수 사이의 표현형상관과 유전상관은 고도의 정의 상관을 나타내었으며 유전상관이 표현 형상관보다 높은 결과를 나타내었다. 번식형질에 대한 유전력의 경우 영구환경 효과를 고려하지 않은 유 전력 및 영구환경 효과를 고려한 유전력은 각각 총산자수에서 0.240과 0.076, 포유두수에서 0.187과 0.096으로 추정되어 영구환경 효과를 고려한 유전력이 영구환경 효과를 고려하지 않은 유전력 보다 매우 낮게 추정되었다. 이상의 결과로 보아 유전모수 추정시 영구환경 효과를 고려한 모델식을 적용한다면 육 종가의 정확도를 높일 수 있을 것으로 사료된다.

본 연구는 1999년부터 2005년까지 K GGP 종돈장에서 농장검정된 Yorkshire종 16,202두의 산육형질자료 를 근거로 다변량 통계모옇을 이용한 산육형질에 대한 유전모수를 추정 하고자 실시하였다. 조사된 모든 산육형질에 대해 성, 출생년도, 출생계절, 산차 및 생시체중의 효과는 고도의 유의성(p<0.01)을 나타내었다. 산육형질에 대한 생시체중 그룹의 효과는 생시 체중이 높은 그룹일수록 일당증체량 및 정육율은 높아지는 반면, 90 kg 도달일령, 등지방 두께 및 등심단면적은 결과치가 낮아지는 경향을 보였다. 생시체중이 높은 그룹이 복 평균개체중과 복 총체중이 높은 경향을 보였다. 산육형질에 대한 유전력의 경우 복의 효과를 고려하지 않은 유전력 보다 10~30%까지 낮게 추정되었다. 복의 효과를 고려하지 않은 유전력 및 복의 효 과를 고려한 유전력 결과는 각각 일당증체량이 0.468, 0.328, 90 kg 도달일령이 0.474, 0.326, 등지방 두께가 0.452, 0.396, 등심단면적이 0.240, 0.200, 정육율의 경우 0.458, 0.380로 추정되었다. 따라서 최근 연구문헌의 자료 및 유전모수추정치 결과를 종합하여 볼 때 정확한 유전모수 추정을 위해 분석시 복의 효과를 고려한 모델식을 적용하여 육종가의 정확도를 높여야 할 것으로 사료된다.