본 연구는 과체중과 정상체중의 비글견 사이에서 미네랄 소화율의 차이를 평가하기 위해 수행되었다. 중성화 된 건강한 비글견 11마리(47.7개월령 ±0.14)의 Body condition score (BCS)를 기준으로 Normal BCS 그룹(BCS≤5, n=5)과 High BCS 그룹(BCS ≥6, n=6)의 두 그룹에 배치하였다. 시험사료는 반려견의 영양소 요구량을 충족하도록 제조하여 개체 별 에너지요구량에 맞춰 일일 2회에 나누어 14일 동안 급여하였다. 미네랄의 외관상 전장 소화율은 0.5% 산화크롬(Cr2O3)을 이용한 지시제법을 이용하여 평가되었다. 사료와 분변 내 Macro 미네랄(K, Mg, P, Na, Ca)과 Micro 미네랄(Se, Fe, Zn, Cu, Mn)의 함량은 유도결합플라즈마 분광광도계를 이용하여 분석하였다. 체중과 BCS는 Normal BCS 그룹 보다 High BCS 그룹이 유의하게 높았으며(p<0.01), 시험기간 동안 두 그룹 내 각각의 체중과 BCS는 통계적으로 유의한 변화는 관찰되지 않았다(p>0.05). 미네랄 소화율을 평가한 결과, Macro 미네랄 중에서는 마그네슘, 인, 칼슘의 소화율이 High BCS 그룹에서 높은 경향으로 관찰되었으며(p<0.1), Micro 미네랄 중에서는 High BCS 그룹에서 망간의 소화율이 유의하게 높았고(p<0.05), 셀레늄과 아연의 소화율은 높은 경향(p<0.1)을 나타내었다. 또한, 통계적인 유의성과 관계없이 분석한 모든 미네랄 지표에서 High BCS 그룹이 Normal BCS 그룹보다 높은 소화율의 결과를 보여 주었다. 본 연구의 결과는 비글견에서 과체중 또는 비만이 미네랄 소화율의 변화를 유도할 잠재적 가능성을 보여주었다.

이 연구는 한국과 호주 간 양자 협력 의제 중 자원 안보와 밀접한 관 련이 있는 탄소중립 기술 개발, 핵심 광물 공급망 그리고 농업 협력을 중심으로 살펴본다. 탄소중립 기술과 핵심 광물 공급망 같은 경우 2021 년 양국의 포괄적 동반자 관계 수립 이후 급격하게 협력이 시작되었고 정부와 주요 기업들이 적극적으로 참여하였다. 이에 반해 농업 협력은 2014년 양국의 자유 무역 협정 이후 협력위원회가 단 한 차례밖에 열리 지 않았다. 농업 협력은 향후 식량안보와 밀접한 관련이 있기에 협력이 순조롭게 진행될 수 있도록 노력을 기울일 필요가 있다. 향후 자원확보 와 공급망 구축이 그 무엇보다 중요한 시기에 양국의 상황을 면밀하게 관찰하고 부족한 부분의 협력을 적극적으로 모색하는 노력이 매우 중요 하다.

The mobility of radionuclides is largely determined by their radiological properties, geochemical conditions, and adsorption reactions, such as surface adsorption, chemical precipitation, and ion exchange. To evaluate the safety assessments of radionuclides in nuclear sites, it is essential to understand the behavior and mechanism of radionuclides onto soils. Since nuclear power plants are located in coastal areas, the chemical composition of groundwater can vary depending on the intrusion of seawater, altering the adsorption distribution coefficient (Kd) values of radionuclides. This study examines the impact of seawater on the Kd values of clay minerals for cesium (Cs) and strontium (Sr). The results of Cs+ adsorption experiments showed a broad range of Kd values from 36 to 1,820 mL/g at an initial concentration of 1 mg/L and a high sorption coefficient of 15-613 mL/g at an initial concentration of 10 mg/L. Montmorillonite, hydrobiotite, illite, and kaolinite were ranked in terms of their CEC values for Cs+ adsorption, with hydrobiotite having the highest adsorption at 1 mg/L. The results of Sr adsorption experiments showed a wide range of Kd values from 82 to 1,209 mL/g at an initial concentration of 1 mg/L and a lower adsorption coefficient of 6.68-344 mL/g at an initial concentration of 10 mg/L. Both Cs+ and Sr2+ demonstrated lower Kd values at higher initial concentrations. CEC of clays found to have a significant impact on Sr2+ Kd values. Ca2+ ions showed a significant impact on Sr2+ adsorption distribution coefficients, demonstrating the greater impact of seawater on Sr2+ compared to Cs+. These findings can inform future safety assessments of radionuclides in nuclear sites.

The removal of cesium (Cs) from contaminated clay minerals is still a challenge due to the limited efficiency of the process. Thus, this study aimed to enhance the removal for Cs+ ions during the conventional acid washing process by incorporating a bead-type adsorbent. Polyacrylonitrile-based nickel potassium hexacyanoferrate (NiFC-PAN) was utilized as the Cs adsorbent to selectively adsorb Cs+ ions in a strongly acidic solution that contained competing ions. To enable easy separation of clay particles and protect the adsorbent from harsh environmental conditions, PAN was deliberately constructed as large beads. The synthesized adsorbent (NiFC/PAN in a 2:1 ratio) displayed high selectivity for Cs+ ions and had a maximum capacity of 162.78 mg/g for Cs+ adsorption in 0.5 M HNO3 solution. Since NiFC-PAN exhibited greater Cs selectivity than the clay mineral (hydrobiotite, HBT), adding NiFC-PAN during the acid washing substantially increased Cs desorption (73.3%) by preventing the re-adsorption for Cs+ ions on the HBT. The acid treatment in the presence of NiFCPAN also significantly decreased the radioactivity of 137Cs-HBT from 209 to 27 Bq/g, resulting in a desorption efficiency of 87.1%. Therefore, these findings suggest that the proposed technique is a potentially useful and effective method for decontaminating radioactive clay.

A disposal research program for HLW has been carried out since 1997 with the aim of establishing the preliminary concept of geological disposal in Korea. The preliminary studies were conducted by conducting manufacture and installation of an in-situ nuclide migration system in KAERI Underground Research Tunnel (KURT). Nuclides could be released from a deep underground disposal facility due to thermal and physicochemical changes into the surrounding environments. Understanding on the migration and retardation processes of nuclides in a fractured rock is very important in the safety assessment for the radioactive waste disposal. In this study, we evaluated fracture filling minerals and aperture distribution (3D map) along the fracture surfaces under the controlled conditions. The fractured granite block which has a single natural fracture of 1 m scale was sampled in a domestic quarry (Iksan), which groundwater had been flowed through. This rock has an interconnected porosity of 0.36 with the specific gravity of 2.57. The experimental set-up with the granite block with dimensions of 100×60×60 (cm). A flow of de-ionized water through the fracture between pairs of boreholes was initiated and the pressure required to maintain a steady flow was measured. In additions, fracture filling minerals were sampled and examined by mineralogical and chemical analyses. There are phyllosilicate minerals such as illite, kaolinite, and chlorite including calcite, which are fracture filling minerals. The illite and kaolinite usually coexist in the fracture, where their content ratio is different according to which mineral is predominant. For the evaluation of fracture, surface was divided into an imaginary matrix of 20×20 sub-squares as schematically. The calculated results are expressed as a two dimensional contour and a three dimensional surface plot for the aperture distribution in the fracture. The aperture value is distributed between 0.075 and 0.114 mm and the mean aperture value is 0.095 mm. The fracture volume is about 55 ml. Also the 137Cs sorption (batch test) distribution coefficients increased to Kd = 800~860 mL/g in the fractured rock because of the presence of secondary minerals formed by weathering processes, compared to the bedrock (Kd = 750~830 mL/g). These results will be very useful for the evaluation of environmental factor affecting the nuclides migration and retardation.

Nuclear spent fuel (SNF) disposal in deep geological repositories is considered as one of sound options for the long-term and safe sequestration of radiotoxic SNF and the sustainable use of nuclear energy. The chemical behaviors of various radionuclides originated from SNF should be well understood to evaluate the migrational behaviors of radionuclides and their reactions and interactions with various geochemical components. Formation of secondary minerals, colloids, other insoluble precipitates is of interest since the concentrations of radionuclides in groundwaters can be limited by the solubility of those solid phases. Particularly when evaluating their solubility, the use of well-defined solid materials in terms of chemical composition and molecular structure is crucial to obtain reliable measurement results. In this study, a synthetic calcium uranyl silicate (Ca-U(VI)-silicate, or uranophane) was prepared and characterized by using various analytical methods including powder X-ray diffraction (pXRD), scanning electron microscopy/energy dispersive X-ray spectrometry (SEM/EDX), and vibrational (FTIR and Raman) spectroscopies. Uranyl silicate minerals are significant to the disposal of nuclear wastes. Our simulation demonstrates that uranophane (Ca[UO2SiO3OH]2·5H2O), one having a U:Si ratio of 1:1, can be a mineral species limiting U(VI) solubility under groundwater conditions in Korea. For the preparation of Ca-U(VI)-silicate, we applied a two-step hydrothermal synthetic procedure reported in literature with modification. Briefly, we conclude that the obtained mineral phase is the ‘α-uranophane’; our characterization results show that the structural and spectroscopic properties of the synthetic Ca-U(VI)-silicate agree well with those of α-uranophane. For instance, the pXRD patterns obtained from the solid show nearly identical diffraction peak positions with those from the reference XRD pattern. From IR and Raman spectroscopy it is noticed that the stretching modes of UO2 2+ and SiO4 4- ions result in strong absorption bands in a region of 700 ~ 1,100 cm-1. Elemental compositions of the synthetic solids were also estimated by using EDX analysis, which results in a Ca:U:Si ratio close to 1:2:2 on average. However, we found that it is difficult to obtain good crystallinity of uranophane, which can be observable by using SEM and its image analysis. We believe that this work serves as a model study to provide synthetic routes of radionuclide-related mineral phases and applicable solid phase characterization methods. In the presentation, the potential use of the U(VI)-silicate solid phase for the upcoming groundwater solubility measurements will be discussed. Keywords: Hexavalent Uranium, Silicate

In this study, we evaluated fracture filling minerals and aperture distribution along the fracture surfaces under the controlled conditions. The fractured granite block which has a single natural fracture of 1 m scale was sampled in a domestic quarry (Iksan), which groundwater had been flowed through. This rock has an interconnected porosity of 0.36 with the specific gravity of 2.57. The experimental setup with the granite block with dimensions of 100×60×60 (cm). The fracture is sealed with rock silicone rubbers when it intersects the outer surfaces of the block and the outer surfaces are coated with the silicone to prevent loss of water by evaporation. Nine boreholes were drilled of orthogonal direction at the fracture surface. A flow of de-ionized water through the fracture between pairs of boreholes was initiated and the pressure required to maintain a steady flow was measured. In additions, fracture filling minerals were sampled and examined by mineralogical and chemical analyses. There are phyllosilicate minerals such as illite, kaolinite, and chlorite including calcite, which are fracture filling minerals. The illite and kaolinite usually coexist in the fracture, where their content ratio is different according to which mineral is predominant. For the evaluation of fracture, surface was divided into an imaginary matrix of 20×20 sub-squares as schematically. The calculated results are expressed as a two dimensional contour and a three dimensional surface plot for the aperture distribution in the fracture. The aperture value is distributed between 0.075 and 0.114 mm and the mean aperture value is 0.082 mm. The fracture volume is about 49 ml. These results will be very useful for the evaluation of environmental factor affecting the nuclides migration and retardation.

이 연구는 광물과 암석을 주제로 진행된 야외지질학습에 참여한 초등학생들의 학습 효과를 생소한 경험 공간 (Novelty space) 개념을 중심으로 탐색하는 것을 목적으로 한다. 방과 후 자율 동아리 활동 형식으로 서울의 한 공립 초등학교에서 진행된 본 프로그램에 6학년 학생 총 10명이 참여하였다. 학생들은 교실 학습 환경에서 광물과 암석 표 본을, 야외 학습 환경에서 노두에 노출되었거나 정원석 등으로 쓰이고 있는 광물과 암석을 각각 관찰하였다. 저자들은 각 차시별 연구 참여자들이 작성한 활동지(글, 그림), 연구자 참여 노트, 연구 참여자의 활동이 담긴 영상 및 음성 자료 와 사후 인터뷰 자료를 수집하였다. 인지적 영역에서 학생들의 학습 효과를 분석하기 위해 Remmen and Frøyland (2020)의 암석 분류를 위한 관찰 분석틀과 Oh (2020)의 암석 기술어 분석틀을 활용하였다. 또한 심리 및 지리적 영역 의 학습 효과를 탐색하기 위해 학생들의 그림과 담화 및 면담 자료를 귀납적으로 분석하였다. 연구 결과 학생들은 교 실 학습 환경에서 ‘일상적’, ‘과도기적’ 관찰 양상을 보였으며 야외 학습 환경에서(학교 운동장, 지역사회)는 ‘과도기적’ 및 ‘과학적’ 관찰 단계까지 발전하는 모습을 나타냈다. 덧붙여 과학적 관찰 단계로 갈수록 더 많은 종류의 암석 기술어 가 사용되는 것 또한 확인되었다. 심리, 지리적 측면에서 학생들은 익숙한 야외 학습 환경으로의 답사 장소 선정, 야외 지질학습에 대한 긍정적인 인식, 심미적 감상 등을 표현하였다. 끝으로 이 연구는 학생들의 학습 효과 분석을 위한 도 구로써 생소한 경험 공간 개념이 유용한 도구가 될 수 있음을 강조하며 아울러 가상야외지질학습과 같은 새로운 학습 환경을 고려하는 학술적인 접근이 필요함을 제안하는 바이다.

세계적인 에너지 수요의 증가는 통제할 수 없는 환경 오염을 야기하고 있다. 화석 연료에 대한 수요와 그로 인한 탄소 배출이 지구 온난화와 기후 변화로 이어진 것이다. 핵에너지는 청정 에너지를 생산하는 대체 자원이지만 핵연료 채굴은 유해한 화학물질과 관련이 있다. 반면에 막 분리 과정을 통해 바닷물에서 중요 광물을 채굴하는 것은 효율적이며 친환경적이 다. 분리와 흡착을 통해 해수로부터 주요 광물을 채굴하는 것은 또 다른 효율적인 과정이다. 희토류 원소에서 악티늄족을 회 수하는 것은 매우 어렵고 고비용의 과정이다. 압력 기반 막 분리 과정은 친환경적일 뿐만 아니라 경제적으로 실현가능한 과 정이기도 하다. 본 리뷰에서 다루는 막 공정에는 폴리에테르 설폰, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미독신 및 하이브리드 막 이 있다. 또한 흡착 공정의 경우, 주로 아미독심 종류의 흡착제가 논의될 것이다.

The behaviors of various desorption agents were investigated during the desorption of cesium (Cs) from samples of clay minerals and actual soil. Results showed that polymeric cation exchange agents (polyethyleneimine (PEI)) efficiently desorbed Cs from expandable montmorillonite, whereas acidic desorption solutions containing HCl or PEI removed considerable Cs from hydrobiotite. However, most desorption agents could desorb only 54% of Cs from illite because of Cs’s specific adsorption to selective adsorption sites. Cs desorption from an actual soil sample containing Cs-selective clay mineral illite (< 200 μm) and extracted from near South Korea’s Kori Nuclear Power Plant was also investigated. Considerable adsorbed 137Cs was expected to be located at Cs-selective sites when the 137Cs loading was much lower than the sample’s cation exchange capacity. At this low 137Cs loading, the total Cs amount desorbed by repeated washing varied by desorption agent in the order HCl > PEI > NH4+, and the highest Cs desorption amount achieved using HCl was 83%. Unlike other desorption agents with only cation exchange capabilities, HCl can attack minerals and induce dissolution of metallic elements. HCl’s ability to both alter minerals and induce H+/Cs+ ion exchange is expected to promote Cs desorption from actual soil samples.

전기차, 에너지저장시스템의 수요급증으로 에너지 저장장치에 대한 관심이 세계적으로 증가해왔다. 에너지 저장장치의 핵심원료인 리튬과 바나듐 등과 같은 에너지저장광물 자원을 안정적으로 공급하기 위하여 새로운 기술적 대안이 필요하다. 이미 리튬과 바나듐을 직접 확보할 수 있는 기술에 대한 여러 국가들의 연구개발 활동이 이루어지고 있다. 이에 따라 효과적인 연구개발 전략을 수립하기 위해서 특허 및 논문 분석을 통해 각국의 기술동향을 분석하고 향후 기술발전방향을 설정하는 것이 중요하다. 본 연구는 1970년부터 2019년 10월까지 출원 공개 또는 출원 등록된 한국, 미국, 유럽, 일본의 특허자료와 2000년 1월부터 2019년 10월까지의 논문을 대상 검색된 자료를 통해 신기술 개발 동향 및 국내외 연구개발 현황을 분석하였다. 분석결과, 현재 에너지저장광물과 관련된 기술의 성장단계는 태동기 단계에 있는 것으로 분석되었다. 따라서 기술시장 선도와 기술 경쟁력 강화를 위해 새로운 기술의 개발과 개발된 기술에 대한 실증을 병행하여 빠르게 기술을 고도화 하는 전략이 필요하다고 사료된다.

본 연구의 목적은 포졸란의 항생제 내성균과 장내 유해 미생물 억제에 관한 체외배양 항균 활성을 조사하는 것이었다. 대조군 (CON, 포졸란 무첨가 대조군)과 DP0.3 (증류수와 포졸란 분말 0.3%를 혼합하여 제조한 배지군), DP0.5 (증류수와 포졸란 분말 0.5%를 혼합하여 제조한 배지군), PE (포졸란 분말 추출물을 이용하여 제조한 배지군)으로 구분하였다. Lacctobacillus casei 균수는 CON과 비교할 때 DP0.3 처리군에서 유의하게 높았으나 (P<0.05) 기타 처리구 사이의 차이는 없었다. Clostridium butyricum, E. coli, Salmonella typhimurium 균수는 CON과 비교할 때 포졸란 처리구가 유의하게 낮았다 (P<0.05). Clostridium butyricum, Salmonella typhimurium 균수는 DP0.3, DP0.5와 PE 사이, E. coli 균수는 DP0.5와 PE 사이의 유의차가 있었다 (P<0.05). MRSA와 VRE의 균수는 CON과 비교할 때 포졸란 처리구가 유의하게 낮았다 (P<0.05). MRSA 균수는 DP0.5와 DP0.3, PE 사이의 차이가 있었고, VRE 균수는 PE> DP0.3> DP0.5> CON 처리구 순서로 유의하게 높았다 (P<0.05). 이와 같은 결과를 통해 포졸란의 항생제 내성균 및 장내 유해 미생물에 대한 항균활성이 확인됨에 따라 가축용 천연항균제, 보조사료 규산염제로써의 활용이 가능할 것으로 보인다.

국내에는 독자적으로 연구가 수행되어 개인적으로 보관 중인 지질 연구 자료가 다량 존재하는데, 이 자료에 대한 접근성이 떨어지기 때문에 다른 연구자들과의 공유가 용이하지 않다. 이런 자료에 대한 메타데이터를 체계적으로 구축하고 총괄적으로 관리하여 이 자료를 필요로 하는 연구자들이 효과적으로 연구를 수행할 수 있는 기회를 제공하는 것이 이 연구의 목적이다. 국내에서 연구된 약 1000여개의 지질 시료(900여개의 암석과 화석 시료, 100여개의 박편 시 료)를 수집하였고, 각 시료의 고화질 사진, 분류, 시료명, 보유기관, 산지, 좌표, 특징 등에 대한 메타데이터를 구축하였다. 암석과 화석 시료 100개에 대해 추가적으로 3D 모델링을 수행하였다. 이 연구를 통해 유실되거나 방치되는 중요한 지질 자료에 대한 연구자들의 접근성이 높아지고 자료의 공유가 가능해진다. 따라서 연구자들은 반복적인 연구 자료 수 집 작업으로 인한 시간과 비용의 낭비를 줄일 수 있고, 효율적인 연구를 수행하여 경쟁력을 갖춘 연구 결과를 획득할 수 있다. 또한 이미 확보된 시료에 대한 무분별한 반복 채집으로 인해 중요한, 그리고 피해에 취약한 자료가 훼손되는 것을 방지할 수 있다. 향후 전국의 대학과 연구기관에서 보관중인 다양한 암석과 박편 시료에 대한 메타데이터를 추가로 구축하면 자료의 식별 및 진전된 연구가 가능하고, 더불어 전문적인 광물학 및 암석학의 기초 지식에 대한 비교와 분석을 기대할 수 있다.