The domestic Pressurized Heavy Water Reactor (PWHR) nuclear power plant, Wolsong Unit 1, was permanently shut down on December 24, 2019. However, research on decommissioning has mainly focused on Pressurized Water Reactors (PWRs), with a notable absence of both domestic and international experience in the decommissioning of PHWRs. If proper business management such as radiation safety and waste is not performed, it can lead to increased business risks and costs in decommissioning. Therefore, the assessment of waste volume and cost, which provide fundamental data for the nuclear decommissioning process, is a crucial technical requirement before initiating the actual decommissioning of Wolsong Unit 1. Decommissioning radiation-contaminated structures and facilities presents significant challenges due to high radiation levels, making it difficult for workers to access these areas. Therefore, technology development should precede decommissioning process assessments and safety evaluations, facilitating the derivation of optimal decommissioning procedures and ensuring worker safety while enhancing the efficiency of decommissioning operations. In this study, we have developed a program to estimate decommissioning waste amounts for PHWRs, building upon prior research on PWR decommissioning projects while accounting for the specific design characteristics of PHWRs. To evaluate the amount of radioactive waste generated during decommissioning, we considered the characteristics of radioactive waste, disposal methods, packaging container specifications, and the criteria for the transfer of radioactive waste to disposal operators. Based on the derived algorithm, we conducted a detailed design and implemented the program. The proposed program is based on 3D modeling of the decommissioning components and the calculation of the Work Difficulty Factor (WDF), which is used to determine the time weighting factors for each task. Program users can select the cutting and packaging conditions for decommissioning components, estimate waste amount based on the chosen decommissioning method, and calculate costs using time weighting factors. It can be applied not only to PHWRs, but also to PWRs and non-nuclear fields, providing a flexible tool for optimizing decommissioning process.

With the aging of nuclear power plants (NPPs) in 37 countries around the world, 207 out of 437 NPPs have been permanently shutdown as of August 2022 according to the IAEA. In Korea, the decommissioning of NPPs is emerging as a challenge due to the permanent shutdown of Kori Unit 1 and Wolsong Unit 1. However, there are no cases of decommissioning activities for Heavy Water Reactor (HWR) such as Wolsong Unit 1 although most of the decommissioning technologies for Light Water Reactor (LWR) such as Kori Unit 1 have been developed and there are cases of overseas decommissioning activities. This study shows the development of a decommissioning waste amount/cost/process linkage program for decommissioning Pressurized Heavy Water Reactor (PHWR), i.e. CANDU NPPs. The proposed program is an integrated management program that can derive optimal processes from an economic and safety perspective when decommissioning PHWR based on 3D modeling of the structures and digital mock-up system that links the characteristic data of PHWR, equipment and construction methods. This program can be used to simulate the nuclear decommissioning activities in a virtual space in three dimensions, and to evaluate the decommissioning operation characteristics, waste amount, cost, and exposure dose to worker. In order to verify the results, our methods for calculating optimal decommissioning quantity, which are closely related to radiological impact on workers and cost reduction during decommissioning, were compared with the methods of the foreign specialized institution (NAGRA). The optimal decommissioning quantity can be calculated by classifying the radioactivity level through MCNP modeling of waste, investigating domestic disposal containers, and selecting cutting sizes, so that costs can be reduced according to the final disposal waste reduction. As the target waste to be decommissioning for comparative study with NAGRA, the calandria in PHWR was modeled using MCNP. For packaging waste container, NAGRA selected three (P2A, P3, MOSAIK), and we selected two (P2A, P3) and compared them. It is intended to develop an integrated management program to derive the optimal process for decommissioning PHWR by linking the optimal decommissioning quantity calculation methodology with the detailed studies on exposure dose to worker, decommissioning order, difficulty of work, and cost evaluation. As a result, it is considered that it can be used not only for PHWR but also for other types of NPPs decommissioning in the future to derive optimal results such as worker safety and cost reduction.

Chamaecyparis obtusa is one of the economical conifers planted in Korea due to its good quality timber and wood characteristics. Individuals of C. obtusa containing high terpenes (HT) and low terpenes (LT) were selected for by colorimetric method. The HT of C. obtusa was delayed in wilting against various abiotic stresses compared to the LT plants. The HT group exposed to UV did not significant influence the chlorophyll content, and the chlorophyll value was higher in the HT group than the LT group. Also, chilling treatment (5℃) did not significant influence on the chlorophyll content. However treatment at -4℃ showed relatively low chlorophyll content in the LT group than the HT group. Plants exposure to high temperature was not a difference between the HT and the LT group. However, treatment at 38℃ influenced the chlorophyll content that was increased exposure time-dependently. In salt treatments, chlorophyll in the HT group was lower at high concentrations (300 and 500 mM) of NaCl. However, chlorophyll content increased to slightly in treatment time-dependently, which is 6.7% to 40%. H2O2 treatment has been a negative effect on the chlorophyll content in the HT group. All concentration of H2O2 decreased the chlorophyll content of 5% to 35%. Plants containing high terpenoids were resisted against some abiotic stress such as salt and H2O2. Our results implied that terpenoids could cause various abiotic stress resistance. These results could be utilized for efficient management and biomass production during forest silvicultures.

하수오(Polygonum multiflorum Thunb.)는 여뀌과에 속하는 초본식물로 동아시아와 북아메리카에 자생하고 있다. 하수오는 관상용으로도 이용되며, 한의학에서 뿌리를 약용으로 사용한다. 하지만 월동 이 어렵고 노동력 소모가 많아 최근 재배농가가 감소하고 있다. 본 연구에서는 하수오의 우량종묘를 짧 은 시간에 대량생산하기 위하여 수경재배에 적합한 양액과 조직배양묘의 크기를 조사하였다. 토양에 적 응이 완료된 하수오 종묘는 크기에 따라 Type 1, Type 2 및 Type 3으로 나누어 4종류의 양액에 치상 하였다. 치상 후 양액과 종묘에 따른 생육차이를 확인하기 위하여 생육조사를 실시하였다. 생육조사는 8주 동안 양액에서 생육시킨 후 줄기길이, 잎 수, 마른 잎 수, 줄기 수, 생체중과 건물중에 대해 측정 하였다. 그 결과 양액3에서 Type 1과 Type 2의 뿌리길이는 각각 33.8cm와 29.5cm로 각각 나타났다. 이와 유사한 경향으로 덩굴 길이도 CaCl2가 첨가 된 양액3에서 Type 1과 Type 2가 가장 길게 나타나 우수한 생육을 보였다. 이처럼 뿌리가 증대된 종묘는 밭으로 이식 될 때 활착을 도와 우수한 초기생육 을 나타낼 것이라 사료된다. 반면 Type 3는 잎끝마름과 고사하는 현상을 보여 추후 양액의 적정농도에 대한 추가 실험이 필요할 것이라 사료된다.

대반하[大半夏: Pinellia tripartita(Blume) Schott]는 천남성과에 속하는 다년생 초본식물로써 중국, 일본, 우리나라를 포함한 아시아 전역에 분포하며 꽃과 전초가 아름다워 최근 원예용으로도 많이 이용 되고 있으나 체계적인 대량번식 체계가 구축되어 있지 않다. 본 연구에서는 조직배양을 통해 증식된 대 반하 기내 식물의 토양조성별 괴경 생육을 조사하여 비교하였다. 기내 증식된 대반하 괴경의 크기에 따 라 직경이 1cm 이상인 경우 TypeⅠ, 1cm 이하를 TypeⅡ로 나누어 6종의 조합상토에 파종하여 괴경의 비대와 생육을 조사하였다. 괴경의 비대와 전초의 생육변화를 확인하기 위하여 초장, 잎 수, 마른 잎 수, 괴경 수, 괴경 크기, 생체중 및 건물중을 8주간 변화를 측정한 결과, Type I와 II 모두 코이어 68.0%, 피트모스 14.7%, 펄라이트 3.0%, 버미큘라이트 7.0% 및 제오라이트 7.0%로 구성된 조합상토 B에서 가장 우수한 생육을 보였다. 특히 TypeⅠ은 조합상토 B에서 괴경 크기와 생체중이 각각 45%와 101%를 보였으며, 이는 생육이 가장 좋지 못했던 처리구인 조합상토 E(코이어 14.3%, 피트모스 14.3%, 펄라이트 42.9%, 버미큘라이트 14.3% 및 제오라이트 14.3%)와 약 2배의 차이를 보였다. 이러한 연구 결과는 종자번식이 어려운 대반하의 기내 대량증식을 통한 육묘에 있어 안정적인 토양 순화와 대규모 배양묘 생산을 위한 중요한 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

한약재는 전초, 잎, 뿌리, 종자, 열매 등 다양한 부위가 약용부위로 활용되고 있다. 우수한 한약재를 안정적으로 생산하기 위해서는 종자의 특성 분석 및 발아율 검증을 통해 우량종자를 선발하고 발아율을 향상시키는 것이 매우 중요 하다. 특히 한약자원식물의 종자는 다른 작물종자와 비교하면 모양과 크기 및 내·외부 형태적 특징이 매우 다양하다. 본 연구에서는 비파괴측정기술인 광학현미경(Light microscopy) 와 X-선 회절분석법(X-Ray Diffractometer)을 이용하여 한약자원식물의 종자의 내·외부 특성을 평가 하여 건전종자를 파악하였고, 분광분석법(Hyperspectral system)을 이용하여 종자의 발아율을 예측 하 였다. 23개의 한약자원식물 종자를 대상으로 외부형태(길이와 폭)와 내부형태를 관찰하여, 배(Embryo) 의 상태가 건전한지 파악하였다. 종자표면이 거칠고 입체적인 표면을 가진 종자를 제외하고, 대부분의 종자들은 건전성 여부가 파악되었다. 한약재 내복자(萊菔子, Raphanus seed)로 사용되는 무(Raphanus sativus L.)종자를 선정하여, 192개의 종자를 임의적으로 선발한 후 국제종자검정협회(ISTA) 규정에 따 라 발아율 실험을 실시하였다. 총 192립의 종자 중 150립의 종자가 발아하였고, 42립의 종자가 발아되 지 않았으며, 이것을 바탕으로 발아 종자와 비발아 종자의 예측가능 모델 스펙트럼의 자료를 확보하여 최적 모델개발에 적용하였다. 발아측정모델을 만들기 위해서 근적외선 분광분석기(FT-NIR), 단파 적외 선 초분광기(SWIR) 및 가시/근적외선 초분광기(Vis/NIR)를 이용하여 발아 유무를 예측한 결과, 가시/ 근적외선 초분광기(Vis/NIR)를 이용한 분석 결과(Accuracy=90%)가 단파 적외선 초분광기(SWIR) 분석 결과(Accuracy=71%) 및 근적외선 분광분석기(FT-NIR) 분석결과(Accuracy=85%)보다 예측율이 높았 다. 본 결과를 바탕으로 한약자원식물 종자의 특성를 평가하고, 발아율을 예측하여 건전종자 및 우량종 자를 선발하는 기술로 활용이 가능하리라 사료된다.

대반하[大半夏: Pinellia tripartita(Blume) Schott]는 천남성과에 속하는 초본성 식물로써, 중요 한약재인 반하[半夏: Pinellia ternata(Thunb.) Makino]의 국내 자생 동속 종으로 활용가치가 높은 식물이나 반하에 비해 생리학 및 유전학 등 관련 연구가 거의 진행되지 않았다. 본 연구는 대반하의 소괴경 형성 및 분화에 적합한 최적 배지와 식물생장조절물질의 농도를 규명하고, 유전적인 안전성 및 토양환경 순화조건을 검증하여 향후 반하의 대체 약재로 활용시 이용가능한 배양묘 대량생산조건을 확립하기 위하여 수행되었다. 자생지에서 채집한 대반하는 소독 후 MS 기본배지에서 배양하여 기내식물체를 확보하였고, 소괴경 분화와 비대 최적배지 규명을 위해서 10종류의 다양한 식물배지에서 6주간 배양 한 결과, Nitsch & Nitsch(NN) 배지에서 가장 효과적이었다. 기내 배양 시 발생한 캘러스를 이용하여 식물체 최적 재분화 조건을 규명하기 위하여, 명/암 반응과 BA 호르몬의 다양한 농도별(0.5ppm-3.0ppm) 처리를 통해서 4주 동안 배양한 결과, 명상태에서 BA 1.0 ppm이 첨가된 배지에서 가장 효과가 높았다. 최적 기내배양 및 재분화 개체는 2주 후 토양으로 이식하여 환경적응을 유도한 후 배양묘 대량 생산조건을 설정하였다. 기내배양 및 재분화를 통해 생산된 배양묘의 유전적 안전성을 검증하기 위해서 각 증식 단계별 식물조직 및 캘러스 시료의 RAPD genomic profile을 분석한 결과, 원 식물체와 각 단계별 개체의 유전적 안전성이 증명되었다.