As the demand for nuclear power increases as a means to achieve carbon neutrality, concerns about nuclear proliferation have also grown. Consequently, significant researches have conducted to enhance nuclear non-proliferation resistance. Among these research, nuclear material attractiveness is a methodology used to evaluate how appealing a particular material is for potential use in nuclear weapons, based on the characteristics of that material. Existing nuclear material attractiveness assessments focused on materials like U, Pu, and TRU, which could be directly used in the production of nuclear weapons. However, these assessments did not consider how the properties of nuclear materials change throughout the nuclear fuel cycle, with each facility process. This study assumed a scenario of the nuclear fuel cycle of graphite reduction reactors and analyzed including enrichment facilities and PUREX. This study used the FOM (Figure-Of-Merit) method developed by LANL (Los Alamos National Laboratory) for evaluating the nuclear material attractiveness. The FOM formula consists of three parameters such as critical mass, heat content, and dose The critical mass of targe materials and the dose evaluation were conducted using the Monte Carlo N-Particle code. The heat content was calculated using the ORIGEN code embedded in the Scale code. In particular, if U-238 is dominant in the facility’s materials, such as mining and refining facilities, and critical mass evaluation is unpractical. Therefore, 1SQ (Significant Quantity) of that uranium was assumed as the critical mass value for the FOM evaluation, even though 1SQ is not identical to the critical mass As a result of this study, the attractiveness of Pu produced by PUREX among all nuclear fuel cycle facilities was 2.7616, which was the most attractive to be diverted to nuclear weapons. Through this study, it was shown that the proliferation risk of the nuclear facilities in the nuclear fuel cycle and risk of diversion among those facilities.

세계 인구가 증가하면서 식량문제가 발생하며 이러한 식량을 생산하는 과정에서 발생하는 온실가스는 기후 변화문제를 유발하고 있다. 질소는 단백질의 주요 요소로 동물이나 식물에게 필수적인 성분이나 과잉 공급되어 주변 수계로 배출되어 부영양화문제가 발생하고 있다. 또한 인은 계속 수요가 증가하는데 한정적인 인광석양으로 인해 자원고갈문제가 발생하고 있다. 따라서 질소와 인의 손실을 예방하고 효율적으로 이용하기 위한 흐름 파악이 필요하며 질소와 인을 효과적으로 순환시키는 것이 필요하다. 이러한 문제를 해결할 대책으로 국제연합 식량농업기구(FAO)는 곤충을 적극 권장하고 있다. 누에는 다른 곤충들과 달리 오래전부터 우리나라에서 많이 길러왔으며 최근 양잠산업을 웰빙･친환경･기능성 산업으로 육성하기 위한 제2차 양잠산업 육성 5개년 계획이 확정되어 양잠산업의 규모는 점점 커질 것으로 보인다. 누에는 식품으로 이용할 수 있을 뿐 아니라 잠용박을 이용하여 사료를 만들 수도 있다. 또한 잠분은 유기질 비료로 사용할 수 있다. 최근 원유가 상승 및 원유 자원의 고갈문제가 대두되고 자연 상태에서 분해되지 않는 물질을 소각하거나 매립하면서 발생하는 환경문제가 증가하면서 원유로부터 추출한 물질로 합성하여 만든 플라스틱을 대체할 수 있는 누에의 산물인 실크 피브로인을 이용한 생분해성소재(biomaterial)개발이 활발히 이루어지고 있다. 따라서 본 연구는 누에의 활용에 따른 질소, 인 흐름을 분석하여 질소, 인 이용 효율을 평가하고 온실가스 배출량을 평가하였다. 온실가스 배출량은 전과정평가를 통해 산정하였다. 질소, 인 이용 효율은 유출량을 유입량으로 나누어 구하였다. 누에를 식용으로 사용하는 경우는 누에5령3일을 이용하여 누에가루를 만들었을 경우와 번데기를 식품으로 섭취하는 경우 모두 고려하였다. 식용으로 사용하는 경우 소, 돼지, 닭, 대두와 비교하였으며 사료로 사용하는 경우 대두박과 비교하였다. 실크의 경우 나일론, wool과 비교하였다. 누에를 활용한 질소, 인 이용효율과 온실가스배출량은 소보다 좋은 결과를 보였다.

세계 인구가 증가하면서 식량문제가 발생하며 이러한 식량을 생산하는 과정에서 발생하는 온실가스는 기후변화문제를 유발하고 있다. 질소는 단백질의 주요 요소로 동물이나 식물에게 필수적인 성분이나 과잉 공급되어 주변 수계로 배출되어 부영양화문제가 발생하고 있다. 인은 계속 수요가 증가하는데 한정적인 인광석양으로 인해 자원고갈문제가 발생하고 있다. 따라서 질소와 인의 손실을 예방하고 효율적으로 이용하기 위한 흐름파악이 필요하다. 그리고 물질을 효과적으로 순환시키는 것이 필요하다. 이러한 문제를 해결할 대책으로 국제연합식량 농업기구(FAO)는 곤충을 적극 권장하고 있다. 누에는 다른 곤충들과 달리 오래전부터 우리나라에서 많이 길러왔으며 최근 양잠산업을 웰빙･친환경･기능성 산업으로 육성하기 위한 제2차 양잠산업 육성 5개년 계획이 확정되어 양잠산업의 규모는 점점 커질 것으로 보인다. 누에는 식품으로 이용할 수 있을 뿐 아니라 잠용박을 이용하여 사료를 만들 수도 있다. 또한 잠분은 유기질 비료로 사용할 수 있다. 최근 원유가 상승 및 원유 자원의 고갈문제가 대두되고 자연 상태에서 분해되지 않는 물질을 소각하거나 매립하면서 발생하는 환경문제가 증가하면서 원유로부터 추출한 물질로 합성하여 만든 플라스틱을 대체할 수 있는 누에의 산물인 실크 피브로인을 이용한 생분해성소재(biomaterial)개발이 활발히 이루어지고 있다. 따라서 본 연구는 누에의 활용에 따른 질소, 인 흐름을 분석하여 질소, 인 이용 효율을 평가하고 온실가스 배출량을 평가하였다. 질소, 인 흐름 분석 시 사용하는 문헌자료 및 통계수치는 국내 자료와 외국자료를 비교하여 사용하였다. 통계자료는 최근 자료를 기준으로 사용한다. 누에를 식품화 하는 경우는 누에5령3일을 이용하여 누에가루를 만들었을 경우와 번데기를 식품으로 섭취하는 경우 모두 고려한다. 단백질 중 질소 함량은 16%로 계산하였다. 질소, 인의 흐름 분석 시 자연적, 인위적 질소, 인 모두 고려한다. 효율은 유출량을 유입량으로 나누어 구한다. 온실가스 배출량은 전과정평가를 통해 산정한다.

국제연합식량농업기구(FAO)는 2050년, 전 세계 인구 수가 약 90억에 이를 것으로 예측하였다. 이와 같은 인구 증가는 식량 부족, 물 부족, 기후변화, 자원고갈 등 여러 문제들을 야기할 수 있다. 또한 식량 및 에너지원 생산과정에서 자연계에 과잉으로 배출되는 질소, 인은 토양 산성화 및 부영양화 등의 환경문제를 유발할 수 있다. 이에 대한 해결책으로 FAO에서는 ‘곤충’을 자원으로 활용하는 것을 제시하였다. 이는 곤충을 식･약품, 사료, 비료 등으로 활용하는 것으로 식량 부족문제 및 환경문제 해결을 꾀하는 것이다. 현재 국내 연구는 곤충의 이용가능성 여부 및 활용기술개발 위주의 연구에 치중되어있어 곤충활용에 따른 환경성 연구는 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내에서 식용곤충으로 인정받은 곤충 6종 중 하나인 벼메뚜기를 선정하여 벼메뚜기의 활용방안에 따른 환경성 평가를 진행하였다. 벼메뚜기는 예로부터 식품으로 이용된 친숙한 종이다. 벼메뚜기의 성분함량을 기존의 식품 및 사료와 비교하였을 때 유사하거나 높기 때문에 단백질원 및 사료로써의 이용가능성은 충분하다. 벼메뚜기의 환경성 평가는 활용방안에 따른 질소, 인 흐름분석 및 온실가스 배출량을 산정하여 진행하였다. 이는 인간이 벼메뚜기를 단백질원으로 섭취하였을 경우와 벼메뚜기 사료로 키운 가축을 섭취하였을 경우로 나누어 분석하였다. 이를 토대로 물질흐름의 각 단계를 비료, 작물, 벼메뚜기, 가축, 사람으로 나누어 유입, 유출되는 질소와 인의 양을 산정하고 이에 따른 질소, 인 이용효율을 산정하였다. 질소와 인의 산정은 환경오염사전예방 측면에서 SCOPE 3(기타 간접 배출)에 속하는 온실가스 배출원을 포함하여 간접손실 항목에 추가하였다. 이는 기존 이용효율성 평가의 시스템 경계를 확장한 것이다. 또한 벼메뚜기 사육 시 발생하는 온실가스 량을 기존의 단백질원 생산과 비교하였다.

In this study, the material cycle model was applied to suggest alternative management of water quality for Jeju Harbor. The distribution of COD, DIN (dissolved inorganic nitrogen) and DIP (dissolved inorganic phosphorus) concentrations was reasonably reproduced by simulations on the model area of the Jeju Harbor using a material cycle model. The simulations of COD, DIN and DIP concentrations were performed under the conditions of 20～100% pollution loadings reductions from pollution sources. In case of the 100% reduction of the input loads from Sanzi river, concentrations of COD, DIN and DIP were reduced to 39%, 78% and 52%, respectively at Jeju harbor. In contrast, in case of the pollutant loadings reductions from sediment, the effect of DIN and DIP reduction relatively seemed to increase around the center of study area. The 95% reduction of the pollutant loadings from river and sediment is required to meet the COD and nutrients concentration of second grade of ocean water quality criteria.

The purpose of this study is to investigate the characteristics of water quality in Jeju harbor and to estimate pollutant loadings discharged into Jeju Harbor. To know characteristics of water quality in Jeju harbor and pollutant loadings of Sanzi river, we have investigated from August, 2000 to May, 2001. The results showed that the concentrations of COD, DIN and DIP were in the range of 1.00～4.85㎎/L (mean 2.15㎎/L), 2.14～74.0㎍-at/L(mean 12.20㎍-at/L) and 0.52～4.00㎍-at/L(mean 1.18㎍-at/L), respectively. These values were under Ⅲ class of seawater quality criteria. The ratio of nitrogen to phosphorus was lower than 16 except for Station 1 in Jeju harbor. Therefore, nitrogen was playing an important role in phytoplankton growth as limiting factor in Jeju harbor. The mean values of eutrophication index were exceeding 1, which was the eutrophication criteria. The results of estimating pollutant loadings at Sanzi river are 0.30 ton/day for COD, 300㎏/day for DIN and 18.0㎏/day for DIP, respectively.

It is noted that the red tides and the oxygen-deficient water mass are extensively developed in Masan Bay during summer. The nutrients mass balance was calculated in Masan Bay, using the three-dimensional numerical hydrodynamic model and the material cycle model. The material cycle model was calibrated with the data obtained on the field of the study area in June 1993. The nutrients mass balance calculated by the combination of the residual currents and material cycle model results showed nutrients of surface and middle levels to be transported from the inner part to the outer part of Masan Bay, and nutrients of bottom level to be transported from outer part to inner part of Masan Bay. The uptake rate of DIN in the box A1(surface level of inner part) was found to be 337.5㎎/㎥ ·day, the largest value in all 9 boxes and that of DIP was found to be 18.6㎎/㎥·day in box A1, and the regeneration rate of DIN was found to be 78.2㎎/㎥· day in the box A3(bottom level of inner part), and that of DIP was found to be 18.6㎎/㎥· day in box A1. The regenerations of DIN and DIP in the water column of the entire Bay were found to be 7.66ton/day and 760㎏/day, respectively. And the releases of DIN and DIP from the sediments of the entire Bay were found to be 2.86ton/day and 634㎏/ day, respectively. The regeneration rate was 2.5 times as high as the release rate in DIN, and 1.2 times in DIP. The results of mass balance calculation showed not only the nutrients released from the sediments but the nutrients regenerated in water column to be important in the control and management of water quality in Masan Bay.