Plants synthesize antioxidant compounds as a defense mechanism against reactive oxygen species. Recently, plant-derived antioxidant compounds have attracted attention due to the increasing consumer awareness in the heath industry. However, traditional methods for measuring the antioxidant activity of these compounds are time-consuming and costly. Therefore, our study constructed a quantitative structure-activity relationship (QSAR) model that can predict antioxidant activity using graph convolutional networks (GCN) from plant structural data. The accuracy (Acc) of the model reached 0.6 and the loss reached 0.03. Although with lower accuracy than previously reported QSAR models, our model showed the possibility of predicting DPPH antioxidant activity in a wide range of plant compounds (phenolics, polyphenols, vitamins, etc.) based on their graph structure.

Considering the non-linear behavior of structure and soil when evaluating a nuclear power plant's seismic safety under a beyond-design basis earthquake is essential. In order to obtain the nonlinear response of a nuclear power plant structure, a time-domain SSI analysis method that considers the nonlinearity of soil and structure and the nonlinear Soil-Structure Interaction (SSI) effect is necessary. The Boundary Reaction Method (BRM) is a time-domain SSI analysis method. The BRM can be applied effectively with a Perfectly Matched Layer (PML), which is an effective energy absorbing boundary condition. The BRM has a characteristic that the magnitude of the response in far-field soil increases as the boundary interface of the effective seismic load moves outward. In addition, the PML has poor absorption performance of low-frequency waves. For this reason, the accuracy of the low-frequency response may be degraded when analyzing the combination of the BRM and the PML. In this study, the accuracy of the analysis response was improved by adjusting the PML input parameters to improve this problem. The accuracy of the response was evaluated by using the analysis response using KIESSI-3D, a frequency domain SSI analysis program, as a reference solution. As a result of the analysis applying the optimal PML parameter, the average error rate of the acceleration response spectrum for 9 degrees of freedom of the structure was 3.40%, which was highly similar to the reference result. In addition, time-domain nonlinear SSI analysis was performed with the soil's nonlinearity to show this study's applicability. As a result of nonlinear SSI analysis, plastic deformation was concentrated in the soil around the foundation. The analysis results found that the analysis method combining BRM and PML can be effectively applied to the seismic response analysis of nuclear power plant structures.

In this study, alternative seismic force-resisting systems for plant structure supporting equipment were designed, and the seismic performance thereof was compared using nonlinear dynamic analysis. One alternative seismic force-resisting system was designed per the requirement for ordinary moment-resisting and concentrically braced frames but with a reduced base shear. The other seismic force-resisting system was designed by accommodating seismic details of intermediate and unique moment-resisting frames and special concentrically braced frames. Different plastic hinge models were applied to ordinary and ductile systems based on the validation using existing test results. The control model obtained by code-based flexible design and/or reduction of base shear did not satisfy the seismic performance objectives, but the alternative structural system did by strengthened panel zones and a reduced effective buckling length. The seismic force to equipment calculated from the nonlinear dynamic analysis was significantly lower than the equivalent static force of KDS 41 17 00. The comparison of design alternatives showed that the seismic performance required for a plant structure could be secured economically by using performance-based design and alternative seismic-force resisting systems adopting minimally modified seismic details.

원자력발전소 기기 내진설계 및 지진해석은 비연계모델을 대상으로 수행된다. 그러나 이러한 비연계해석은 실제 구조물-기기 간 상호작용 등의 실제 현상을 모사할 수 없기 때문에 연계해석에 비하여 정확하지 못한 결과를 발생시키게 된다는 한계를 가진다. 이러 한 배경 아래 이 연구는 실제 원전 격납건물 구조물 및 관련 부계통을 대상으로 질량비와 고유진동수비를 고려하여 지진 연계해석과 비연계해석을 수행하고, 이를 바탕으로 부계통에서의 응답을 비교 분석하였다. 결과적으로 지진 연계해석 결과가 비연계해석 결과보 다 대다수 작은 값을 주는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 기존 연구인 단순한 연계모델에 대한 해석 결과와 유사하지만, 부계통 응답 차이는 훨씬 더 두드러지게 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 이는 지진파의 입력 주파수의 영향보다는 부계통의 설치위치에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 마지막으로 비연계 및 연계 지진해석의 차이가 부계통의 질량비가 크고, 고유진동수가 거의 일치하는 영역 에서 발생하는 이유는 이 영역에서 주계통과 부계통 동적 상호작용이 크게 나타나기 때문인 것으로 보인다.

In decommissioning a nuclear power plant, numerous concrete structures need to be demolished and decontaminated. Although concrete decontamination technologies have been developed globally, concrete cutting remains problematic due to the secondary waste production and dispersion risk from concrete scabbling. To minimize workers’ radiation exposure and secondary waste in dismantling and decontaminating concrete structures, the following conceptual designs were developed. A micro-blast type scabbling technology using explosive materials and a multi-dimensional contamination measurement and artificial intelligence (AI) mapping technology capable of identifying the contamination status of concrete surfaces. Trials revealed that this technology has several merits, including nuclide identification of more than 5 nuclides, radioactivity measurement capability of 0.1–107 Bq·g−1, 1.5 kg robot weight for easy handling, 10 cm robot self-running capability, 100% detonator performance, decontamination factor (DF) of 100 and 8,000 cm2·hr−1 decontamination speed, better than that of TWI (7,500 cm2·hr−1). Hence, the micro-blast type scabbling technology is a suitable method for concrete decontamination. As the Korean explosives industry is well developed and robot and mapping systems are supported by government research and development, this scabbling technology can efficiently aid the Korean decommissioning industry.

식물 종은 주어진 환경조건과의 상호작용의 결과로 현재와 같은 특성을 나타낸다. 제비꽃속의 식물은 적응전략으로 개방화와 더불어 왕성한 영양번식체계를 선택하였거나 또는 폐쇄화를 발달시키는 전략을 선택하였다. 왕제비꽃은 제비꽃 속의 식물로 세계적으로 한반도와 중국 지린(길림)성의 동부에만 분포한다. 분포의 중심과 가장자리는 서로 다른 개체군 동태를 나타낼 것으로 예상된다. 왕제비꽃이 복합적인종자생산전략(Mixed-mating strategy)을 소유함에도 현재와 같은 제한적인 분포를 나타내는 원인을 알아볼 필요가 있다. 먼저 우리는 분포지의 식생환경을 조사하여 그 특성을 평가하였다. 식물계절학을 통해 생장특성을 알아보았다. 또한 개체군의 구조, 개방화의 결실특성, 폐쇄화의 생산성을 평가하였다. 그리고 2014년과 2018년 사이의 개체군크기 변화를 비교하였다. 분포지의 대부분은 계곡에 인접한 낙엽활엽수혼효림의 식생하부에 위치하였다. 4∼5월에 자가불화합성의 개방화를 생산하였고 6∼9월까지 폐쇄화를 생산하였다. 폐쇄화의 생산은 불확실한 환경변화에서 종자의 생산을 보증하기 위한 전략으로 평가되며 개방화에 비해 약 2배의 생산량을 나타내었다. 개체군의 구조는 안정적인 지역과 매우 불안정한 지역이 구분되었다. 2014년에 비해 2018년의 조사에서 개체군의 급격한 감소를 경험한 지역이 존재하였다. 이러한 큰 폭의 감소는 가장자리 개체군에서 크게 나타나는 것으로 평가되었다. 왕제비꽃 분포지는 가뭄이라는 자연적인 교란 요인과 분포지를 구성하는 기질에 따른 다양한 미소입지의 존재로 다양한 식물을 부양하였다. 이러한 불확실한 조건에서 폐쇄화를 통해 종자의 생산을 보증하고 그에 따라 자연적인 교란요인이 제거되었을 때 빠르게 유묘의 재정착과 개체군의 보충이 가능한 것으로 판단되었다. 그리고 환경요인은 모든 개체군 및 개체군 내의 모든 개체에 동일하게 작용하지 않는 것으로 추정되었다. 따라서 지역적으로 급격한 개체수의 감소에도 불구하고 완전한 소멸에 이르지 않을 것이고 환경의 변화에 따라 국지적인 소멸과 재정착이 반복될 것으로 예상되었다. 우리는 본 연구를 통해 수집된 종의 특성에 대한 정보를 바탕으로 추가적인 분포지의 조사가 필요함을 제안하였다. 또한 효과적인 보전 전략의 수립과 시행을 위해서는 보다 장기적인 개체군 동태와 개방화와 폐쇄화의 유전적 특성을 평가하는 것이 필요함을 제안하였다.

본 연구는 도서식물자원인 소사나무의 식물군집구조 분석을 통해 소사나무림의 서식지 외 보전 및 서식환경 등의 기초자료를 제공하고자 수행하였다. 군집구조 분석을 위하여 소사나무가 출현하는 석모도, 영종도, 영흥도 및 대부도를 대상으로 총 29개의 방형구(각 100㎡)를 설치 및 조사하였다. 군집분류는 TWINSPAN에 의한 classification 분석을 하였다. 군집분류 결과 소사나무-졸참나무 군락(Ⅰ), 소사나무-소나무 군락(Ⅱ), 소사나무-신갈나무 군락(Ⅲ), 소사나무-팥배나무 군락(Ⅳ), 소사나무 전형군락(Ⅴ), 소사나무-굴참나무 군락(Ⅵ) 등 총 6개의 군락으로 분류되었다. 종다양도는 0.90008~1.12868, 우점도는 0.17536~0.25665이며, 유사도지수는 17.1429~38.2979%이었다. 군락별 7개 환경인자를 RDA ordination로 상관관 계 분석한 결과 제 1축은 울폐도 및 낙엽층 깊이가 양의 상관관계를 보였으며, 암석노출도, 토양경도 및 해발고도는 음의 상관관계를 보였다. 제 2축은 암석노출도와 울폐도가 양의 상관관계를 보였으며, 경사도는 음의 상관관계를 보였다. 군락 Ⅰ(소사나무-졸참나무 군락)은 주로 울폐도 및 낙엽층 깊이가 식생분포에 영향을 미치는 환경인자로 나타났다. 군락 Ⅱ(소사나 무-소나무 군락)와 군락 Ⅲ(소사나무-신갈나무 군락)은 경사도가 식생분포에 영향을 미치는 환경인자로 나타났으며, 군락 Ⅳ(소사나무-팥배나무 군락), 군락 Ⅴ(소사나무 전형군락)와 군락 Ⅵ(소사나무-굴참나무 군락)은 암석노출도, 해발고도, 토양 경도 등이 식생분포에 영향을 미치는 환경인자로 나타났다.

콘크리트 구조물 절단에 사용되고 있는 다이아몬드 와이어 쏘가 장착된 당김형 절단 장치의 단점을 개선하여 밀기형 절단장치를 개발하였다. 개발된 밀기형 절단장치에는 먼지 집진 커버가 부착되며 마찰열을 냉각하기 위한 건식이나 습식방법을 선택할 수 있다. 개발된 절단장치의 동작특성과 집진 먼지의 누설률 측정을 실험하였다. 시험결과 원활한 동작특성을 보였으며, 먼지의 누설률은 1.7%인 것으로 나타났다. 개발된 절단장비를 사용하여 생물학적 차폐 콘크리트 절단 시 작업자의 내부 피폭선량을 평가하였다. 보수적 평가를 위해 노심 중심부분을 절단하는 경우를 가정하였다. 비방사능이 99.5 Bq·g-1인 누설 먼지로 인해 반면마스크를 착용한 작업자의 예탁유효선량은 0.25 mSv로 평가되었다. 개발된 밀기형 절단장비 사용 시 미량의 먼지 누설률로 인해 작업자의 방사선 피폭이 저감되며, 사용의 편리성으로 세부 절단 계획을 수립할 수 있어 방사성 콘크 리트 폐기물 감량에도 기여할 수 있다. 따라서 원전의 방사화된 생물학적 차폐 콘크리트를 비롯하여 철근 콘크리트 구조물 해체 작업 시 절단 장비로서 사용될 수 있을 것이다.

본 연구는 거제도에 분포하는 난대림대의 식물군집구조 특성을 파악하기 위하여, 교목층, 아교목층, 관목층에 상록활엽수가 우점하거나 분포하는 천장산 북동사면을 대상으로 조사구를 설정하였다. 조사구는 상록활엽수가 분포하는 능선, 계곡, 경사지 등 천장산을 대표할 수 있는 식생군락과 입지환경의 변화가 있는 지역을 대상으로 31개소의 방형구를 설치하였다. TWINSPAN에 의한 군락분류 결과, 참식나무-굴피나무, 참식나무-때죽나무, 참식나무-참회나무, 곰솔-참식나무, 참식나무- 졸참나무, 굴참나무-굴피나무 6개 군락으로 구분되었다. 난대림의 천이경향에 의하면, 곰솔, 낙엽활엽수를 거쳐 상록활엽수로 진행된다라는 연구결과를 반영한다면, 곰솔군락 뿐만 아니라 졸참나무, 굴피나무, 굴참나무 등 낙엽활엽수가 우점하거나 경쟁하는 지역도 참식나무가 우점하는 상록활엽수로 천이가 진행될 것이다. 환경요인과 식생분포간의 관계를 살펴보면, 경사 도, Na+, K+, 전기전도도, 물리적 특성 중 점토(clay) 등이 식생분포에 직간접적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

서울시에 위치한 생태･경관보전지역은 도시의 개발, 탐방객 증가 등으로 급격하게 주변 여건이 바뀌고 있어, 지속적인 변화 관찰 그리고 이를 근거로 한 종합관리계획의 주기적 개선이 필요하다. 그 중에서도 인왕산 생태경관보전지역은 2007년 수려한 자연경관을 사유로 생태･경관보전지역으로 설정되었음에도 불구하고, 2009년 인왕산 생태･경관보전지역 관리계획 수립연구 이후로 인왕산의 주요 경관을 이루고 있을 뿐 아니라 역사문화적으로도 중요한 의미를 가지는 소나무림의 식생분포에 관한 연구가 이루어지지지 않은 실정이다. 거기에 2018년 올해 인왕산의 완전개방이 예정되어 있어 탐방로 및 샛길 이용객의 증가가 예상되는만큼, 인왕산 소나무림 식생특성을 분석하고 지난 9년간의 변화를 파악하는 것은 인왕산･생태경관보전지역의 관리 측면에서 중요할 것으로 생각된다. 따라서 본 연구는 현존 식생조사를 통하여 소나무림 및 기타 식생구조의 변화를 통해 인왕산 생태･경관보전지역에 적합한 관리방안 마련을 위한 기초자료를 제공하고자 한다. 본 연구는 2018년 3월부터 현재까지 진행되었으며, 인왕산 생태･경관보전지역(총 면적 258,098㎡)을 포함한 인왕산 전역(총 면적 2,522,626㎡)를 연구대상지로 선정하였다. 우선 인왕산 소나무의 분포현황을 파악하기 위해 2018년 6월 인왕산 전체를 대상으로 현존식생 조사를 진행하였다. 이 때 서울시 배포 1/1,000 축적의 수치지도를 이용하여 교목층 식생상관을 기준으로 현존식생도를 작성하였으며, 그 결과를 2008년도 작성된 인왕산 생태경관보전지역 관리계획 수립연구(서울시, 2009)의 현존식생도와 비교하였다. 현존식생도를 바탕으로 조사구(단위면적400㎡)를 생태경관보전지역 내부에 생태경관보전지역 고정조사구 5개를 포함하여 총 36개, 외부에 총 64개의 방형구를 설정하여, 2018년 6~9월에 걸쳐 식생구조 조사를 진행하였다. 해당 자료는 2009년도 조사된 고정조사구와 비교하여 생태경관보전지역 지정 이후 산림의 변화를 파악하는데 활용하였다. 각 조사구의 층위별 각 수종의 우점도를 파악하기 위해 상대밀도 및 상대피도로 상대우점치를 산출하고 다시 수관층별로 가중치를 부여하여 평균상대우점치를 산출하였다. 그 결과 소나무 군락, 소나무-상수리나무 군락, 상수리나무 군락, 아까시나무 군락으로 구분할 수 있었으며, 이는 다시 조사구 사이의 인접한 정도를 바탕으로 소나무군집 1~16, 소나무-상수리군집1, 상수리군집1, 아까시나무조림지1~6으로 세분하여 입지에 따른 군집별 특성 차이를 파악하는데 활용하였다. 인왕산 생태･경관보전지역의 현존식생도 작성 결과, 2008년도 현존식생도와 비교하였을 때 소나무군락, 상수리나무군락, 아까시나무 조림지 등이 동일하게 분포하고 있었다. 토지극상인 소나무군락은 암석노출지 및 능선부를 중심으로 분포하며, 2008년과 면적을 비교해 보았을 때 큰 차이는 보이지 않았다(166,288→159,535㎡, 65.0→61.3%). 상수리나무 군락의 면적은 증가(3.231→9,413㎡, 1.3→3.6%) 하였으며 아까시나무조림지는 감소(19.097→18.118㎡, 7.5 →7.0%)하였다. 2008년 현존식생도의 소나무-신갈나무 군락, 물오리나무군락은 2018년에는 드러나지 않았으며, 2008년 현존식생도에서는 치마바위를 중심으로 아까시나무 식재림이 넓게 분포하고 있었으나, 2018년 조사 결과 해당 지역에는 소나무-상수리나무 군락이 넓게 분포하고 있었다. 암석노출지 면적과 나지 면적은 감소(22.1→17.6%, 1.2→0.7%)하였으며, 2018년 현존식생 조사 당시 생태경관 보전지역 내에 일부 경작(밭농사)이 행해지고 있었다. 인왕산 전체 현존식생도 작성 결과, 토지극상인 소나무군락은 암석노출지 및 고지대 능선부를 중심으로 분포하며, 2008년과 면적을 비교해 보았을 때 큰 차이는 보이지 않았다(1,064,176→1,010,076㎡, 41.69→40.04%). 상수리나무 군락의 면적은 감소(164,828→12,188㎡, 6.88→0.48%)하였으며, 아까시나무 조림지는 저지대에 주로 분포하는 것으로 나타났으며 그 면적은 증가하였다(828,074→878,996㎡, 32.44→34.84%). 2008년 현존식생과 다르게 2018년 조사결과 소나무는 상수리나무, 아까시나무와 주로 동반되어 나타났다. 또한 조경수목식재지의 경우, 개미마을부근에 편백, 화백이 조림되어 있으며 청운문학도서관 근처로 당단풍나무, 단풍나무, 스트로브잣나무, 복자기, 계수나무, 느티나무 등이 식재된 것으로 나타났다. 인왕산 전체 암석노출지 면적과 나지 면적은 2008년에 비해 증가(0.06→0.58%, 2.03→5.44%)하였으나 이는 도면상의 표기 차이에서 비롯된 것으로 추정된다. 2018년에는 인왕산 내의 경작지(0.13 →0.64%)도 증가한 것으로 나타났다. 전반적으로 교목층과 아교목층에서 소나무가 우점하고 있으나, 한양도성 서쪽사면은 아까시나무와의 경쟁이 예상 되었으며 한양도성 동쪽사면 소나무군락은 아까시나무와 신갈나무의 경쟁 이후 참나무림으로의 천이가 이루어질 것으로 나타났다. 인왕산 능선부에 위치한 토지극상의 소나무군락은 다른 수종이 세력을 형성하기 힘들 것으로 생각되어 이후로도 소나무극상을 유지할 것으로 예상되나, 아까시나무가 전층위에서 나타나는 만큼 지속적인 관찰이 필요할 것으로 생각된다. 생태경관보전지역 외부 소나무림의 경우, 홍제동 방면 능선에서는 아교목층에서 산벚나무 혹은 아까시나무와의 경쟁이 이루어지고 있는 것으로 나타났으며, 장기적으로는 활엽수림으로의 천이가 예상된다. 부암동 방면 사면에 위치한 소나무군집은 소나무림이 유지될 것으로 예상되며, 수성동 계곡 방면에서는 아까시나무로의 천이가 예상된다. 소나무-상수리군락에서는 아교목층에서 상수리나무가 우점(35.85%)하고 소나무가 경쟁(20.75%)하고 있으나 관목층에서 소나무의 발달이 없는 탓에, 장기적으로 참나무림으로의 천이가 예상된다. 생태경관보전지역 내부 상수리나무 군락은 각기 생태경관보전지역 북측 성곽부와 치마바위 남측에 위치하고 있어 서로 이격되어있다. 둘 다 교목층에서는 상수리나무가 우점하고 있으나, 각각 소나무와 때죽나무와의 경쟁이 예상된다. 생태경관보전지역 내부 아까시나무림은 교목에서 아까시나무가 절대우점하는 것으로 나타났으며, 아까시가 선구수종임을 감안하면 장기적으로는 아교목을 우점하고 있는 때죽나무(62.75%)가 세력을 키울 것으로 예상된다. 인왕산생태경관보전지역 외부 아까시나무군집은 교목층, 아교목층에서 아까시나무가 우점하는 것으로 나타났으며, 이 역시 아까시나무가 선구수종임을 고려할 때, 장기적으로 팥배나무(11.41%)가 세력을 키울것으로 예상된다. 연구결과, 인왕산 생태경관보전지역은 크게 소나무군락, 소나무-상수리나무군락, 상수리나무군락, 아까시나무조림지로 구분되었다. 대부분이 소나무군락인 것으로 드러났으며, 그 면적은 2008년과 비교하여 큰 변화를 보이지 않았다. 하지만 상수리나무와의 경쟁이 지속적으로 나타나고 있으며, 소나무군락 전 층위에서 아까시나무가 나타나고 있으므로 소나무림 경관을 유지하기 위해선 인위적인 식생 관리가 필요할 것으로 보인다. 또한 인왕산 생태경관보전지역 관리계획 수립연구 당시와 비교하여 물오리나무군락, 소나무-신갈나무군락이 사라지고 소나무-상수리군락이 증가한 것을 통해 군락별 경계가 바뀐 것으로 나타났다.