원자력발전소를 운영하게 되면 사용후핵연료와 같은 고준위방사성폐기물이 필연적으로 발생한다. 이러한 고준위방사성폐 기물을 처분하기 위해 심층처분방식이 가장 적합한 대안으로 알려져 있으며 고준위방사성폐기물은 공학적방벽과 천연방벽에 둘러 쌓여 지하 500~1,000 m 깊이의 심지층에 처분된다. 이 중 압축 벤토나이트 완충재는 공학적방벽의 가장 중요한 구성요소이다. 완충재는 처분용기와 자연 암반 사이에 위치해 있기에 주변 지하수 흐름으로부터 처분용기를 보호하고 처분 용기로부터 핵종이 유출되는 것을 저지하는 역할을 한다. 주변 지하수 흐름으로 인한 완충재의 불포화 함수특성 규명은 전체 공학적방벽의 성능을 평가하는데 있어 매우 중요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 실내 시험을 수행하여 국내 압축 벤토나이트 완충재의 건조밀도, 구속조건 여부, 그리고 건조 및 포화 이력에 따른 압축 벤토나이트 완충재의 함수특성곡선을 도출하여 분석하였다. 구속 조건하에서 건조밀도에 따른 함수특성곡선은 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 비구속 조건이 구 속 조건에 비해 보다 큰 수분흡입력을 나타냈으며, 아울러 포화 과정보다 건조 과정에서 보다 큰 수분흡인력이 측정되었다.

고준위폐기물을 처분하기 위한 심층처분시스템의 구성 요소로는 처분용기, 완충재, 뒷채움 및 근계 암반이 있다. 이 중 완충재는 심층 처분시스템에 있어 필수적인 요소이다. 처분용기에서 발생하는 고온의 열량은 완충재로 전파되기에 완충재의 열적 특성은 처분시스템의 안정성 평가에 상당히 중요하다고 할 수 있다. 특히, 고온의 열량은 완충재의 열적 팽창을 야기 하여 근계 암반에 열응력을 야기할 수 있기에 완충재의 열팽창 특성 규명은 반드시 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 경주산 압축 벤토나이트 완충재(KJ-II)에 대한 열팽창 거동 특성을 실내 실험을 통해 분석하고 선형 열팽창계수 에 대한 추정 모델을 제시하고자 하였다. 압축 벤토나이트 완충재의 선형 열팽창계수는 딜라토미터 장비를 이용하여 승온 속도, 건조밀도, 온도 범위에 따라 측정되었으며 선형 열팽창계수 값은 대략 4.0~6.0×10-6/℃ 로 측정되었다. 또한 실험 데이터를 토대로 비선형 회귀분석 방법을 이용하여 건조밀도에 따른 경주 압축 벤토나이트 완충재의 선형 열팽창계수를 추정 할 수 있는 모델을 제시하였다.

본 연구의 목적은 고준위폐기물 처분기술 개발과 관련하여 현장실증 연구를 위해 사용될 공학규모 이상의 균질 완충재 블록 을 제작하기 위한 새로운 방법론을 제시하는 것이다. 이와 관련하여 플롯팅 다이(floating die) 방식의 프레스 재하 및 냉간 등방압프레스(CIP; Cold Isostatic Press) 기법을 국내 최초로 완충재 제작에 적용하였다. 또한 소요 밀도기준을 충족하는 완충재 블록을 생산하기 위한 최적의 제작조건(프레스 및 CIP의 소요 압력)과 현장 적용성을 분석하였다. 상기 기법의 적용을 통해 완충재 블록 내 밀도분포 편차가 현저히 감소하였으며, 이와 동시에 평균 건조밀도가 소폭 상승하고 약 5%의 크기가 감소하였다. 또한 CIP 적용을 통해 응력이완(stress release) 현상이 감소하고, 이로 인해 시간 경과에 따른 표면균열 발생이 현저히 저감됨을 시험제작을 통해 확인하였다. 본 연구에서 제시된 방법론은 공학규모 이상의 균질한 완충재 블럭을 성형할 수 있으며, 또한 이는 선진핵주기 고준위폐기물처분시스템(AKRS; Advanced Korea Reference Disposal System of HLW)의 완충재 소요 밀도기준을 충족하는 것으로 분석되었다.

Recently, the use of an aluminum nitride(AlN) buffer layer has been actively studied for fabricating a high quality gallium nitride(GaN) template for high efficiency Light Emitting Diode(LED) production. We confirmed that AlN deposition after N2 plasma treatment of the substrate has a positive influence on GaN epitaxial growth. In this study, N2 plasma treatment was performed on a commercial patterned sapphire substrate by RF magnetron sputtering equipment. GaN was grown by metal organic chemical vapor deposition(MOCVD). The surface treated with N2 plasma was analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy(XPS) to determine the binding energy. The XPS results indicated the surface was changed from Al2O3 to AlN and AlON, and we confirmed that the thickness of the pretreated layer was about 1 nm using high resolution transmission electron microscopy(HR-TEM). The AlN buffer layer deposited on the grown pretreated layer had lower crystallinity than the as-treated PSS. Therefore, the surface N2 plasma treatment on PSS resulted in a reduction in the crystallinity of the AlN buffer layer, which can improve the epitaxial growth quality of the GaN template.

In this experiment, we determined the effect of curcumin supplementation in freezing buffer for miniature pig sperm cryopreservation. Each ejaculate was diluted with modified Modena B extender and mixed with lactose-egg yolk (LEY extender, 80% v/v lactose solution [310 mM], 20% v/v egg yolk, and100 μg/mL kanamycin sulfate) and LEY-glycerol Orvus ES Paste (LEYGO, 89.5% v/v LEY, 5% v/v glycerol, 1.5% v/v Orvus ES Paste), 100 mM trehalose supplemented with 0, 10, 50, 100, and 500 μM of curcumin from turmeric, respectively. Following equilibration, the 0.5 mL French straws were frozen and plunged into LN2 tank for 7 days at least. Sperm parameter and oxidative byproducts were determined by the computer assisted sperm motility analysis (CASA) and fluorescence-activated cell sorting (FACS) as compared with each groups.Supplementation of curcumin had no effect on sperm motility, progressive motility and curvilinear velocity. However, average-path velocity and straight-line velocity were significantly higher in 10 μM curcumin group (100.9±8.8 μm/s, 61.7±2.9 μm/s, respectively) than control group (77.8±3.9 μm/s, 46.4±3.0 μm/s, respectively) (p < 0.05). In addition, the level of the O2 radical and H2O2 were comparatively decreased in curcumin groups by evaluation of ethidium and DCF fluorescence. According to the results, curcumin can improve sperm kinetic variables and alleviate ROS induced cryoinjury to pig sperm.

고준위폐기물을 처분하기 위한 심층 처분시설은 지하 500~1,000 m 깊이의 암반층에 설치된다. 심층 처분시스템의 구성 요 소로는 처분용기, 완충재, 뒷채움 및 근계 암반이 있다. 이 중 완충재는 심층 처분시스템에 있어 필수적인 요소인데, 완충재 는 지하수 유입으로부터 처분용기를 보호하고, 방사성 핵종 유출을 저지한다. 처분용기에서 발생하는 고온의 열량은 완충 재로 전파되기에 완충재의 열물성은 처분시스템의 안정성 평가에 상당히 중요하다고 할 수 있다. 완충재의 열전도도 규명 에 대한 연구는 많이 진행되고 있는 반면, 비열에 대한 연구는 미진한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 국내 경주산 압축 벤 토나이트 완충재(KJ-II)에 대한 비열 추정 모델을 개발하고자 하였다. 압축 벤토나이트 완충재의 비열은 이중 탐침법을 이용 하여 다양한 포화도와 건조밀도에 따라 측정하였으며, 총 33개의 실험 데이터를 토대로 회귀분석을 이용하여 경주 압축 벤 토나이트의 비열을 추정할 수 있는 모델을 제시하였다.

We investigated the effect of ZnO buffer layer on the formation of ZnO thin film by ultrasonic assisted spray pyrolysis deposition. ZnO buffer layer was formed by wet solution method, which was repeated several times. Structural and optical properties of the ZnO thin films deposited on the ZnO buffer layers with various cycles and at various temperatures were investigated by field-emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, and photoluminescence spectrum analysis. The structural investigations showed that three-dimensional island shaped ZnO was formed on the bare Si substrate without buffer layers, while two-dimensional ZnO thin film was deposited on the ZnO buffer layers. In addition, structural and optical investigations showed that the crystalline quality of ZnO thin film was improved by introducing the buffer layers. This improvement was attributed to the modulation of the surface energy of the Si surface by the ZnO buffer layer, which finally resulted in a modification of the growth mode from three to two-dimensional.

The buffer green space of Sihwa industrial complex is located on the boundary of residential areas and industrial areas, and this regions have been the ability to mitigate environmental impact of noise, vibration, atmospheric. In this area, the survey of vegetation and bird was conducted to understand the biology structures and function of buffer green space from biology habitats and natural recovery for ecology restoration. The survey was performed four times according to the season. As a result, vegetation were distributed to the most widely Pinus thunbergii community (72.2%) in the whole survey area (approximately 0.32 km2), and grasslands (6.6%), Amorpha fruticosa community (4.1%), Koelreuteria paniculata community (4.0%), Acer buergerianum community (3.9%) in the order of distribution. The characteristics of vegetation distribution were mainly planted Pinus thunbergii in outlying areas, and Koelreuteria paniculata, Acer buergerianum, Sophora japonica, Quercus acutissima were planted in the middle areas. The birds observed in this area were a total of 37 species, 912 individuals, the species of legal protection were observed Falco tinnunculus 1 individuals. The most of birds observed in this area were the resident that can be observed easily in the park and greenland surrounding urban. The waterfowl almost were not observed because of lacking water space. Thus, as providing safe habitats and movement passageway of wildlife, the connection of ecological green areas will be strengthened.

심지층 처분시스템에서 완충재는 지하수 유입으로부터 처분용기를 보호하고, 방사성 핵종 유출을 저지하기 위한 중요한 방 벽의 하나이다. 이에 완충재는 장기 건전성, 낮은 수리전도도, 낮은 유기물의 함량, 높은 핵종저지능, 높은 팽윤성, 높은 열 전도도 등 기술적 요건을 충족시켜야 하며 이는 정량적 분석결과를 바탕으로 결정될 수 있다. 국내의 경우 한국원자력연구 원에서는 1997년부터 경주지역에서 생산되는 벤토나이트를 완충재 후보물질로 연구를 지속하고 있다. 본 논문에서는 최근 동일 지역에서 생산된 벤토나이트(KJ-II)의 7가지 물리적 및 화학적 특성을 평가하였다. 분석 결과, 국내산 벤토나이트의 몬 모릴로나이트 함량은 약 65% 정도이며, 벤토나이트는 Ca형 벤토나이트이다. 본 논문을 통해 완충재 후보물질의 성능평가 항목과 분석 방법에 대한 기준을 제시하고자 하였다.

Bacterial Cellulose (BC) produced from Acetobacter sp. is used in a wide variety of applications including paper, textile, food, cosmetic, and medicine due to its high mechanical strength, purity, and water holding capacity. In Southeast Asia, coconut water is commonly used as a carbon source for producing BC called “nata de coco”. However, there have been very few attempts to produce BC from juices of other fruit sources, such as pear, apple, and grape, which are major fruits produced in East Asia including South Korea. Since those fruits have relatively low pH because of a large quantity of organic acids, the control of pH is necessary to achieve the maximum BC production yield. The objective of this study was to investigate the BC fermentation characteristics of various fruit juices as media and to determine optimum conditions for the BC production. Sodium acetate was added to each fruit juice medium and the pH was adjusted to pH 5 with acetic acid. Acetobacter xylinus KCCM 41431 was inoculated and BC fermentation was performed for 10 days. The total sugar levels of pear, apple, and grape were 102.31, 155.10, 131.70 g/l and the pHs were 4.72, 4.04, and 3.08, respectively. In buffered fruit juice media, BC production yields were 1.98, 1.44 and 2.55 fold higher than those of pure fruit juice, probably due to the reduction of acid stress. However, the BC production was inhibited at high sodium acetate concentration (>150mM).

본 연구에서는 벤토나이트의 변질을 모사하기 위해 TOUGHREACT를 이용하여 열-수리-화학적 개념 모델링을 수행하였다. 모델링 결과 벤토나이트의 포화도는 지속적으로 증가하여 약 10 년 후에 포화상태에 도달하였다. 또한 온도는 급격히 증가 하여 0.5 년 이후에는 구리관으로부터 거리에 따라 일정한 온도 구배가 유지되었다. 이러한 열-수리 조건 변화에 따라 화학 적으로는 경석고와 방해석의 변질이 주로 발생하였다. 경석고와 방해석은 지하수가 유입됨에 따라 지속적으로 용해되었으 나, 온도가 높은 구리관 인근에서는 침전하는 경향을 보여주었다. 또한 경석고와 방해석의 침전으로 인해 구리관 인근의 공 극률과 투과도가 감소하였다. 확산 상수 변화에 대한 모델링 결과 경석고와 방해석의 변질은 확산 상수에 매우 민감하였으 며, 이는 결과적으로 수리적 특성인 공극률과 투과도에 영향을 미치고 있었다. 본 연구는 고준위 방사성폐기물 처분장 안전 성 연구에 기초적인 자료를 제공해 줄 것으로 판단된다.

The present in vitro study was conducted to examine the effect of buffer solubility of eight protein feeds (coconut meal, distillers grain, sesame meal, perilla meal, soy source cake, rape seed meal, soybean meal and lupine) on the fermentation characteristics, degradability of dry matter (DM) and crude protein (CP), and methane (CH4) production by rumen microbes. Buffer extraction increased pH (P<0.05 ~ p<0.001) of the culture solution but tended to lower ammonia- N concentration for all protein feeds. Total volatile fatty acids(VFAs) and each VFAs concentrations in all incubation was decreased by buffer extraction (P<0.01 ~ P<0.001). Also, molar proportion of acetate in 1h (P<0.001), 3h (P<0.01) and 12h (P<0.05) incubations and molar proportion of propionate in 1h (P<0.001), 3h (P<0.01), 6h (P<0.05) and 12h (P<0.05) were decreased by buffer extraction. But molar proportion of butyrate in 1h (P<0.001), 3h (P<0.01) and 6h (P<0.05) were increased by buffer extraction. The in vitro effective degradability of dry matter (P<0.001) and CP (P<0.001) was decreased by buffer extraction. The methane production (P<0.01~P<0.001) in all incubation was decreased by buffer extraction. The results from in the current study might be useful for diet formulation to improve the feed efficiency of the ruminant animals without massive loss of major nutrients.

고준위폐기물처분장에서 완충재는 공학적방벽의 주요 구성요소 중 하나이다. 본 연구에서는 국·내외의 완충재 요구사항과 성능기준을 분석하고, 우리나라 고준위폐기물처분장에 적합한 완충재 개념 도출을 위한 접근방안을 제시하였다. 완충재의 주요 성능기준 인자항목으로, 수리전도도, 핵종 저지능, 팽윤압, 열전도도, 역학적 특성치(mechanical properties), 유기물함 량(organic carbon content), 일라이트화 속도(illitization rate) 등을 고려하였다. 우리나라 고준위폐기물처분장 완충재 물질 로서 국산 벤토나이트(Ca-벤토나이트)와 대안재로 MX-80 벤토나이트(Na-벤토나이트)를 제안하였다. 완충재의 기술사양은 Ca-벤토나이트 경우엔 우리나라의 성능기준을, Na-벤토나이트의 경우는 스웨덴의 성능기준을 보수적으로 만족하는 값으로 설정하였다. 완충재의 두께는 전단거동, 핵종 유출, 열전도의 측면에서 평가하여 결정하였으며, 평가결과 완충재의 두께는 0.25 ~ 0.5 m 사이가 적절하였다. 그러나 최종적인 완충재의 두께는 향후 보다 심도 있는 열-수리-역학적 평가와 경제적, 공 학적 측면을 고려하여 결정하여야 할 것이다.