The operation time of a disposal repository is generally more than one hundred years except for the institutional control phase. The structural integrity of a repository can be regarded as one of the most important research issues from the perspective of a long-term performance assessment, which is closely related to the public acceptance with regard to the nuclear safety. The objective of this study is to suggest the methodology for quantitative evaluation of structural integrity in a nuclear waste repository based on the adaptive artificial intelligence (AI), fractal theory, and acoustic emission (AE) monitoring. Here, adaptive AI means that the advanced AI model trained additionally based on the expert’s decision, engineering & field scale tests, numerical studies etc. in addition to the lab. test. In the process of a methodology development, AE source location, wave attenuation, the maximum AE energy and crack type classification were subsequently studied from the various lab. tests and Mazars damage model. The developed methodology for structural integrity was also applied to engineering scale concrete block (1.3 m × 1.3 m × 1.3 m) by artificial crack generation using a plate jacking method (up to 30 MPa) in KURT (KAERI Underground Research Tunnel). The concrete recipe used in engineering scale test was same as that of Gyeongju low & intermediate level waste repository. From this study, the reliability for AE crack source location, crack type classification, and damage assessment increased and all the processes for the technology development were verified from the Korea Testing Laboratory (KTL) in 2022.

본 연구는 급속하게 성장하는 시설농업과 동시에 증가하는 에너지 사용량 및 탄소배출량을 저감하기 위해, 온실의 에너 지 부하를 동적으로 분석하기 위한 작물에너지의 다중 회귀 모델 개발을 수행하였다. 온실은 연중 안정적인 대량 생산을 위한 적절한 환경을 조성하기 위해 에너지 투입이 필요하다. 도시농업의 일종인 옥상온실 플랫폼을 통해 건물에서 버려지 거나 활용되지 않는 에너지를 옥상온실에서 사용할 수 있다. 옥상온실의 효율적인 운영을 위해서는 다양한 환경 조건에 대 한 동적 에너지 분석이 선행되어야 하며, 온실에 도입되는 태 양 에너지의 40－75%가 작물을 위한 에너지 교환이므로 필수적으로 고려되어야 한다. 한국기계연구원 내 옥상온실에서 여름철에 청경채를 재배하며 생장단계에 따른 에너지 교환을 분석하였다. 작물을 중심으로 미기상 및 양액 환경 분석과 생 장 특성 조사를 수행하였다. 정식일수에 따른 엽면적지수를 추정하였으며, 개발된 수식은 결정계수 0.99로 분석되었다. 또한 작물에너지 흐름에 지배적인 잎 표면온도로부터의 현열 부하와 증발산에 의한 잠열부하로 나누어 모델을 개발하였다. 엽온과 증발산량을 각각 다중 회귀모델을 이용하여 추정하고 실측한 값을 비교해 보았을 때, 평균 결정계수 0.95, 0.71로 분 석되었으며, 이 모델을 이용하여 옥상온실의 에너지 부하를 동적으로 산정하기 위한 모델에 입력값으로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

본 실험은 아로니아의 착즙수율 향상을 목적으로 Rapidase Press L, Rapidase C80 MAX, 그리고 Plantase TCL 3종류의 효소를 사용하여 농도, 온도 및 시간에 따른 착즙수율을 측정하고 각 효소별 최대 착즙수율 조건을 설정하여 최적 효소처리 후 아로니아 과즙의 이화학적 변화를 조사하였다. 각 효소별 최적 농도는 0.1%(v/w) 사용 시 최대 수율을 보였으며, 최적 효소반응 온도는 50℃였으며, 최적 효소반응 시간은 120분으로 나타났다. 사용된 효소들 중 pectinase와 hemicellulase로 구성된 복합효소 Rapidase PRESS L은 효소처리를 하지 않은 대조구보다 18.1% 높은 69.1%의 착즙수율을 보였다. 효소처리를 후 아로니아 과즙의 당도, 환원당, pH, 총산, 총 안토시아닌, 총 페놀성 화합물, 그리고 항산화활성을 조사하였다. 착즙수율 증대를 위한 효소처리 결과, 당도, 환원당, 그리고 총산은 처리전과 비교하였을 때 증가하였으며, pH는 효소처리에 따른 큰 변화는 없었다. 총 안토시아닌과 총 페놀성 화합물은 효소처리 후 대구조에 비해 약간 증가하였다. 효소 처리 전후의 아로니아의 항산화능을 측정하기 위해 DPPH radical 소거능을 측정한 결과 3종류의 효소 모두 대조구에 비해 소폭 상승하였다. 본 연구를 바탕으로 아로니아 과즙의 착즙수율에 대한 기초 자료로 활용될 수 있으리라 예상하며, 착즙수율이 증가함에 따라 대량 생산 시 수익성도 증가하여 경제적으로도 경쟁력을 가질 수 있을 것으로 사료된다.