고준위방사성폐기물의 처분은 고심도 암반내에 처분시스템을 구축하는 심층 처분방법이 고려된다. 심층 처분은 처분용기, 완충재, 뒷채움재, 근계암반의 설계 요소인 공학적방벽과 천연 방벽으로 구성된다. 공학적방벽 중에서 벤토나이트 완충재는 암반으로부터 유입되는 지하수 흐름을 최소화하고 핵종 유출을 저지하는 기능을 한다. 지하수 유입으로 인한 완충재의 수리전도도 특성 규명은 처분장 공학적방벽의 안정성 및 건전성에 대한 성능 평가에 있어 중요한 사안이다. 본 연구에서는 경주 벤토나이트를 이용하여 다양한 건조밀도와 온도 조건에 따라 포화 수리전도도 실험을 수행하였으며, 120개의 실험 결과를 다중 회귀 분석을 통해 수리전도도 추정 모델을 제시하였다. 실험 결과에서는 건조밀도가 커질수록 수리전도도가 감소하는 경향이 나타났다. 또한, 온도가 증가할수록 수리전도도가 증가하였다. 이러한 실험 결과들을 종합한 다중 회귀 분석 결과에서는 수리전도도 추정식의 결정계수(R2)가 0.93으로 높게 나타났다. 본 연구에서 제시된 수리전도도 추정식은 벤토나이트 완충재의 성능과 연관된 건조밀도와 온도의 영향을 고려하여 처분시스템의 공학적방벽 설계에 활용 될 것으로 판단된다.
해안지역에서 과잉 양수정 보호를 위한 최적 해수쐐기 제어 전산모델을 개발하였다. 최적화 목적함수는 세 가지 종류의 관정에 대하여 유도되었다: 담수 양수, 담수 주입 그리고 해수 양수. 지하수 개발과 쐐기 제어로 인하여 지하수 체에 미치는 영향을 고려하기 위하여 환경인자를 도입하였다. 가상 연직단면에 대한 적용 예에서 담수 인공 주입을 통하여 해수침투로부터 과잉 양수정을 보호할 수 있음을 보였다. 연직 단면 수치실험에서는 주입량 조건이 만족되면 여러 주입 위치에서 동일하게 과잉 양수정을 보호할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 지하수 환경인자를 고려하면 최적 주입위치가 고유하게 결정된다.
LNG지하저장 핵심기술 중 하나인 ice ring 형성을 열-수리 역학 해석을 통해 분석하였다. ice ring은 극저온물질의 누출에 대한 이차방벽 역할과 지하수의 저장공동 침투에 대한 일차방벽역할을 수행한다. 따라서 ice ring의 두께와 위치는 콘크리트와 PU foam 및 멤브레인으로 구성된 일차방호재의 무결성 유지에 있어서 핵심인자가 된다. 수치해석을 통해 이러한 ice ring의 위치와 두께를 추정하였으며 온도와 지하수위 결과를 계측치와 비교하였다. 수치해석결과는 PU foam 열전도도의 온도의존성과 지하수의 상변화를 고려한 경우 파일럿 공동에서 측정한 계측치와 잘 일치하였다. 본 논문에서 제시한 수치해석 기법은 실규모 저장시설의 설계에 있어서 ice ring 형성을 모델링하는 데에 바로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
The SKINTEX Method is based on a two-compartment physico-chemical model which includes a Biomembrane Barrier in compartment one and an organized macromolecular matrix in compartment two. Test samples absorb onto or permeate through the keratin/collagen Biomembrane Barrier and then can interact with the organized macromolecular matrix. Changes in the integrity of the barrier release a dye indicator: Changes in the matrix can alter its transparency. The sum of these two responses is read spectrophotometrically at 470nm. An early investigation of 950 chemicals and formulations in the SKINTEX System produced results which were 89% concordance to in vivo Draize dermal irritation results obtained with 24-hour occluded application of test samples with-out abrasion and standard scoring. Alkaline materials were analyzed in a specialized SKINTEX AMA Protocol. In this early study, the model did not distinguish nonirritant test materials and formulation with PDII(Primary Dermal Irritation Index)in the range from 0 to 1.2, A High Sensitivity Assay Protocol(HSA)was developed to amplify the changes in both compartments of this model and provide more accurate calibration of these changes. A study of 60 low irritation test samples including cosmetics, household products, chemicals and petro-chemicals distinguished nonirritants with PDII $\leq$ 0.7 for 26 of 30 nonirritants. A second protocol was developed to evaluate the SKINTEX model predictability with respect to human irritation. The Human Response Assay (HRA )has been optimized based on differences in penetration and irritation responses in humans and rabbits. An additional 32 test materials with different mechanisms and degrees of dermal toxicity were evaluated by the HRA. These in vitro results were 86% concordant to human patch test results. In order to further evaluate this model, a Standard Chemical Labelling (SCL) Protocol was developed to optimize this system to predict Draize dermal irritation results after a 4-hour application of the test material. In a study of 52 chemicals including acids, bases, solvents, salts, surfactants and preservatives, the SCL results demonstrated 85% concordance to Draize results for a 4-hour application of test samples on non-abraded rabbit skin. The SKINTEX System, including three specialized protocols, provided results which demonstrated good correlation to the endpoint of dermal irritation in man and rabbits at different application times.
Dexmedetomidine displays multiple mechanisms of neuroprotection in ameliorating ischemic brain injury. In this study, we explored the beneficial effects of dexmedetomidine on blood-brain barrier (BBB) integrity and neuroinflammation in cerebral ischemia/reperfusion injury. Sprague-Dawley rats were subjected to middle cerebral artery occlusion (MCAO) for 1.5 h and reperfusion for 24 h to establish a rat model of cerebral ischemia/reperfusion injury. Dexmedetomidine (9 ㎍/kg) was administered to rats 30 min after MCAO through intravenous injection, and SB203580 (a p38 MAPK inhibitor, 200 ㎍/kg) was injected intraperitoneally 30 min before MCAO. Brain damages were evaluated by 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride staining, hematoxylin-eosin staining, Nissl staining, and brain water content assessment. BBB permeability was examined by Evans blue staining. Expression levels of claudin-5, zonula occludens-1, occludin, and matrix metalloproteinase-9 (MMP-9) as well as M1/M2 phenotypes-associated markers were assessed using immunofluorescence, RT-qPCR, Western blotting, and gelatin zymography. Enzyme-linked immunosorbent assay was used to examine inflammatory cytokine levels. We found that dexmedetomidine or SB203580 attenuated infarct volume, brain edema, BBB permeability, and neuroinflammation, and promoted M2 microglial polarization after cerebral ischemia/reperfusion injury. Increased MMP-9 activity by ischemia/reperfusion injury was inhibited by dexmedetomidine or SB203580. Dexmedetomidine inhibited the activation of the ERK, JNK, and p38 MAPK pathways. Moreover, activation of JNK or p38 MAPK reversed the protective effects of dexmedetomidine against ischemic brain injury. Overall, dexmedetomidine ameliorated brain injury by alleviating BBB permeability and promoting M2 polarization in experimental cerebral ischemia/reperfusion injury model by inhibiting the activation of JNK and p38 MAPK pathways.
고준위방사성폐기물 심지층처분장은 공학적방벽과 천연방벽의 다중방벽으로 이루어져 있으며 각 방벽재 사이의 상호작용에 의해 처분시스템의 전반적인 장기 건전성이 영향을 받게 된다. 특히 공학적방벽재인 압축 벤토나이트 완충재와 천연방벽인 근계암반의 상호작용에 의한 완충재의 침식 및 파이핑 현상은 사용후핵연료의 붕괴열 발산, 지하수 유입 저지 및 핵종 이동 저지의 역할을 수행하는 완충재의 성능을 저하시키기 된다. 처분 초기에 벤토나이트 완충재가 흡수할 수 있는 물의 양보다 많은 유량이 근계암반의 절리로부터 유입되면 잉여 지하수로 인한 수압이 발생하고 이로 인해 완충재 자체 및 갭채움재 주변으로 파이핑 현상이 발생할 수 있다. 또한 지하수와 벤토나이트 완충재의 물리-화학적 상호작용으로 인하여 완충재의 표면의 팽윤 및 겔/졸화로 인하여 완충재의 표면에서 침식이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 침식 및 파이핑 현상이 발생하는 조건과 이로 인한 완충재의 건전성을 명확하게 평가하는 것이 처분장의 장기건전성 평가를 위해 반드시 필요하다. 처분선진국들에서는 주로 실내 및 공학규모 실험이 수행되고 있으며 일부 전산 모델 개발이 진행되고 있는 상황이지만 실험에서 관측된 현상들을 복합적으로 모사할 수 있는 전산 모델은 개발되지 않았다. 국내에서도 다양한 침식/파이핑 시나리오에 대한 연구나 열-수리-역학-화학적 복합거동을 고려한 연구는 수행되지 않았다. 본 기술 보고에서는 현재까지 수행된 국내외 벤토나이트 침식 및 파이핑 연구와 이들이 주로 고려한 영향인자를 파악하였다. 실험값을 검증하기 위해 제안된 전산 모델들을 소개하고 향후 완충재 침식 및 파이핑 현상 규명을 위한 연구 수행 방향에 대해 정리하였다. 본 논문에서 검토한 다양한 시험 및 모델링 사례를 바탕으로 향후 국내 심층처분장환경을 고려한 압축 벤토나이트 완충재 침식 및 파이핑 관련 연구가 필요하다고 판단된다.
To evaluate the structural integrity of the NPP containment building more rigorously, the effective prestress, which is one of the most affecting elements, needs to be estimated exactly. This paper presents the results of an experimental study to determine the effective prestress force in prestressed concrete beams. It is possible to improve the effective prestress measuring method by test beam, which is being applied for the investigation of the nuclear power plant in operation. If experimentally evaluated Lift-Off method in this study can be coupled with test beam test currently being used in in-service nuclear power plant, it is possible to measure prestress loss of the tendon and the level of the effective prestress load.
The concept of improved performance indicators (PIs) for use in the KINS Safety Performance Indicator (SPI) program for reactor safety area is proposed in this paper. To achieve this, the recently developed PIs from the USNRC that use risk information were investigated, and a feasibility study for the application of these PIs in Korean NPPs was performed. The investigated PIs are Baseline Risk Index for Initiating Events (BRIIE), Unplanned Scrams with Complications (USwC), and Mitigating System Performance Index (MSPI). Moreover, the thresholds of the existing safety performance indicators of KINS were evaluated in consideration of the risk and regulatory response to different levels of licensee performance in the graded inspection program.
본 연구에서는 염증성 사이토카인 IL-1α가 소장의 tight junction (TJ)의 integrity에 미치는 영향을 평가하고 항염증 효능이 있다고 알려진 curcumin (CCM)이 IL-1α에 의한 TJ 손상 예방효과를 알아보고자 Caco-2 세포 모델을 이용하여 실험하였다. Caco-2 세포 단층의 TJ integrity에 대한 IL-1α의 영향을 FITC-dextran flux와 transepithelial electrical resistance (TEER)를 측정하여 검증하였다. IL-1α를 100 ng/ml의 농도로 Caco-2 세포 단층의 상부에 24시간 동안 처리하였을 때 처리 2시간 이후 FITC-dextran의 flux가 유의적으로 증가하였고, IL-1α 처리시간에 비례하여 상승하였다. 또한 IL-1α의 처리는 TEER 값을 유의적으로 감소시켜 IL-1α에 의한 TJ 손상을 확인할 수 있었다. 반면 CCM의 전처리는 이러한 IL-1α에 의한 TJ 기능 저하를 거의 완전히 예방하는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과로 염증성 사이토카인 IL-1α이 TJ의 integrity 조절에 부정적인 영향을 미치며 이는 강황에서 발견되는 CCM 전처리에 의해 효과적으로 억제될 수 있음을 보여준다. 본 연구 결과와 관련되어 TJ 구성단백질 발현 및 작용 기작에 대한 분자세포생물학적 연구와 in vivo 연구가 필요하다.
세라마이드, 콜레스테롤, 자유지방산은 각질세포간 주요 지질로써 피부장벽의 생성과 유지에 있어 중요한 역할을 담당한다. 그러나, 개에서 각질세포간 지질에 대한 역할은 거의 알려져 있지 않다. 본 연구는 개에서 1.25% sodium lauryl sulphate (SLS)에 의한 피부 장벽손상 유발후 2% 세라마이드, 2%콜레스테롤, 2% 리놀레익산과 이들 세가지 지질의 혼합제 (혼합제)의 장벽손상 복구를 평가하고자 실시하였다. 피부장벽기능은 표피경유수분소실(TEWL), 피부 수화도, 피부 산도, 피부 두께 측정을 통하여 평가하였고 최종적으로 조직학적 분석과 투과 전자 현미경 (TEM)을 통하여 피부 장벽구조를 평가하였다. SLS는 개의 피부에 효과적으로 피부장벽 손상을 유발하였다. 표피경유수분소실은 세라마이드와 혼합제 적용부위에서 계면활성제 및 대조군과 비교하여 유의적인 감소를 나타내었다 (p<0.05, p<0.01). 표피경유수분소실은 12일째에 모든 지질 적용군에서 유의적으로 감소하였으나 특히 세라마이드와 혼합제에서 콜레스테롤과 리놀레익산보다 유의적으로 감소하였다 (p<0.01). 실험 기간 동안, 피부 수화도는 세라마이드와 혼합제에서 유의적 증가를 보였다 (p<0.01). 조직학적 분석에서도 각각의 지질들은 피부손상을 회복시켰다. 특히 세라마이드와 혼합제의 효과가 탁월하였고 각질층의 두께도 대조군에 비해 유의적으로 증가되었다. 피부 산도는 세라마이드, 리놀레익산, 혼합제에서 유의적으로 감소하였다 (p<0.05). 따라서 세라마이드와 혼합제의 국소적용은 계면활성제에 의한 피부 장벽 손상에 효과가 탁월함을 확인하였으며 아토피와 같은 염증성 피부염과 외부 자극에 의한 피부 장벽 손상시에도 세라마이드 또는 혼합제의 병용이 효과적일 것으로 사료된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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