• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.88-89
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• 2013

A variety of influenza A viruses from animal hosts are continuously prevalent throughout the world which cause human epidemics resulting millions of human infections and enormous industrial and economic damages. Thus, early diagnosis of such pathogen is of paramount importance for biomedical examination and public healthcare screening. To approach this issue, here we propose a fully integrated Rotary genetic analysis system, called Rotary Genetic Analyzer, for on-site detection of influenza A viruses with high speed. The Rotary Genetic Analyzer is made up of four parts including a disposable microchip, a servo motor for precise and high rate spinning of the chip, thermal blocks for temperature control, and a miniaturized optical fluorescence detector as shown Fig. 1. A thermal block made from duralumin is integrated with a film heater at the bottom and a resistance temperature detector (RTD) in the middle. For the efficient performance of RT-PCR, three thermal blocks are placed on the Rotary stage and the temperature of each block is corresponded to the thermal cycling, namely $95^{\circ}C$ (denature), $58^{\circ}C$ (annealing), and $72^{\circ}C$ (extension). Rotary RT-PCR was performed to amplify the target gene which was monitored by an optical fluorescent detector above the extension block. A disposable microdevice (10 cm diameter) consists of a solid-phase extraction based sample pretreatment unit, bead chamber, and 4 ${\mu}L$ of the PCR chamber as shown Fig. 2. The microchip is fabricated using a patterned polycarbonate (PC) sheet with 1 mm thickness and a PC film with 130 ${\mu}m$ thickness, which layers are thermally bonded at $138^{\circ}C$ using acetone vapour. Silicatreated microglass beads with 150~212 ${\mu}L$ diameter are introduced into the sample pretreatment chambers and held in place by weir structure for construction of solid-phase extraction system. Fig. 3 shows strobed images of sequential loading of three samples. Three samples were loaded into the reservoir simultaneously (Fig. 3A), then the influenza A H3N2 viral RNA sample was loaded at 5000 RPM for 10 sec (Fig. 3B). Washing buffer was followed at 5000 RPM for 5 min (Fig. 3C), and angular frequency was decreased to 100 RPM for siphon priming of PCR cocktail to the channel as shown in Figure 3D. Finally the PCR cocktail was loaded to the bead chamber at 2000 RPM for 10 sec, and then RPM was increased up to 5000 RPM for 1 min to obtain the as much as PCR cocktail containing the RNA template (Fig. 3E). In this system, the wastes from RNA samples and washing buffer were transported to the waste chamber, which is fully filled to the chamber with precise optimization. Then, the PCR cocktail was able to transport to the PCR chamber. Fig. 3F shows the final image of the sample pretreatment. PCR cocktail containing RNA template is successfully isolated from waste. To detect the influenza A H3N2 virus, the purified RNA with PCR cocktail in the PCR chamber was amplified by using performed the RNA capture on the proposed microdevice. The fluorescence images were described in Figure 4A at the 0, 40 cycles. The fluorescence signal (40 cycle) was drastically increased confirming the influenza A H3N2 virus. The real-time profiles were successfully obtained using the optical fluorescence detector as shown in Figure 4B. The Rotary PCR and off-chip PCR were compared with same amount of influenza A H3N2 virus. The Ct value of Rotary PCR was smaller than the off-chip PCR without contamination. The whole process of the sample pretreatment and RT-PCR could be accomplished in 30 min on the fully integrated Rotary Genetic Analyzer system. We have demonstrated a fully integrated and portable Rotary Genetic Analyzer for detection of the gene expression of influenza A virus, which has 'Sample-in-answer-out' capability including sample pretreatment, rotary amplification, and optical detection. Target gene amplification was real-time monitored using the integrated Rotary Genetic Analyzer system.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권2호
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• pp.46-69
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• 2013

권이진(1668~1734)의 문집(유회당집)에 수록된 기문에 근거하여 별업형 별서 유회당 원림(하거원)의 의미경관과 환경설계기법을 추적하였는바, 첫째, 유회당 권이진은 대전 보문산 남쪽 무수동 마을 뒷동산 일대에 20여 년 동안 3단계에 걸쳐 선묘, 별업, 원림, 강학처 등 별업형 별서원림을 조성했다. 즉, 초창기 마을 뒷동산에 부친의 묘를 자리 잡아 별업(유회당)을 조성했고, 중반기에 연못(납오지), 원림(반환원), 선묘를 보호하고 후손의 강학을 위한 여경암과 거업재 등을 조성했으며, 후반기에 유회당을 증축하고, 동쪽 영역을 확충하여 하거원 원림을 완성했다. 둘째, 풍수적 입지 체계하의 무수동 마을에 자리 잡은 유회당 별업은 본제 살림집(안동 권씨 종가), 별업(유회당), 선묘소, 하거원(원림), 여경암(강학처) 등 별업형 별서가 갖추어야 할 공간요소를 모두 포함하고 있는 대표적 사례라 하겠다. 셋째, 유불선(儒佛仙)에 기반한 의미경관 요소가 작용되었는데, (1) 부모님 추모, (2) 가문 화합, (3) 절개, (4) 덕, (5) 고매한 인간 염원, (6) 상서로움, (7) 은일자의 삶, (8) 가문 번영과 학문 발전, (9) 선조의 은혜, (10) 선경세계, (11) 묘역보존, (12) 불로장생의 염원 등을 들 수 있다. 넷째, 선영 묘역을 조성한 후 13년에 걸쳐 조성한 하거원은 계류를 따라 3개의 연못이 어우러진 수경원을 조성했으며, 5개의 대(臺)와 3곳의 대숲, 그리고 석가산 등을 갖추어 선경의 이상세계를 구축하였다. 다섯째, 소나무, 단풍, 철쭉, 진달래, 감나무, 대나무, 버드나무, 석류, 사계화, 산당화, 왜철쭉, 복숭아, 연꽃, 국화, 작약, 모란, 장미, 벽오동, 무궁화, 배롱나무, 자두와 살구, 매화, 반송, 잣나무, 회양목, 단내 등 수 많은 조경식물종을 도입하여 시정(詩情)을 통한 낭만성, 의인화를 통한 상징성과 이상향 표출, 사계절 경색을 고려한 다양성 등을 꾀하였다. 여섯째, 경관석의 활용은 자연암석을 그대로 이용하는 진경(眞景)기법, 수경요소와 연계, 석연지와 화계 등을 이용한 점경물 기법, 의미경관의 진수를 보여주는 축경형 석가산기법 등을 들 수 있다. 그리고 수경관의 특징은 자연계류와 지형조건(동쪽계곡)을 고려한 물의 적극적 활용, 계류를 따라 원림의 각 공간을 리듬감 있게 물길로 연계하는 생태적 코리도 역할, 활수담, 몽정, 호수와 복수 등 철학적 가치를 연계시킨 의미경관의 대입, 물성을 이용한 청각과 시각 등 이목구비(耳目口鼻)의 오감만족 체험 공간화 등을 들 수 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제44권1호
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• pp.106-121
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• 2011

유네스코(UNESCO: United Nations Educational, Scientific, and Cultural Organization) 세계유산 가운데 자연유산이 차지하는 비율이 전체 지정건수의 1/3에도 못 미치며 이에 대한 큰 이유는 세계적으로 가장 탁월한 가치 즉, 과학적 혹은 보존적 관점에서 보존할 필요성이 있는 빼어난 보편적 가치(OUV: Outstanding Universal Value)를 지니고 있어야만 유네스코 세계자연유산으로 인정받기 때문이다. 한편 지금까지 지정된 180건의 세계자연유산 중 9건만이 화석과 관련된 자연유산이다. 이 연구에서는 이 9건의 화석관련 세계자연유산의 특징을 분석하고, 그들이 가진 장점을 비교하여, 우리나라가 현재 추진하고 있는 한국백악기 공룡해안(KCDC: Korean Cretaceous Dinosaur Coast)의 등재 준비에 기초 자료를 제공하고자 한다. 이 연구에서는 지난 2005년에 지정된 이집트의 Wadi Al-Hitan을 직접 방문하여, 현장을 조사하고 담당직원들과의 인터뷰를 통해 얻어진 자료를 정리하였다. Wadi Al-Hitan의 성공적인 관리와 운영체계는 세 가지 요인으로 요약할 수 있다. 첫째, 연구와 모니터링을 위한 시스템 운영이고 둘째, 관련 전문가 채용과 훈련, 그리고 마지막으로 자연친화적인 보존기법 적용과 장기 발전계획에 따른 실행이다. 향후 우리나라가 추진하는 세계자연유산 후보지역들이 성공적으로 등재되고 관리되기 위해서는 우리가 가진 장점을 최대한 부각하여 신청서 제출 이전부터 세계자연보전연맹(IUCN: International Union for Conservation of Nature) 등 국제전문가들로부터 OUV를 인정받고, 연구와 관리를 담당하는 전문가를 정식직원으로 고용하여 준비과정에서 부터 참여해야 하며, 등재 이후의 관리와 운영에도 만전을 기해야 한다. 특히, 우리나라가 보유한 유일한 세계자연유산인 '제주 화산섬과 용암동굴'의 2007년 최종 등재까지의 준비과정에서도 경험했듯이 한 지역이 세계유산으로 지정되기까지는 여러분야의 전문가들의 참여와 각 부처의 적극적인 노력이 이상적으로 조화를 이뤄야 한다.

• 지능정보연구
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• 제25권3호
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• pp.221-238
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• 2019

최근, 기업 및 공공기관에서는 고객 상담과 응대 분야에 챗봇(Chatbot)서비스를 적극적으로 도입하고 있다. 챗봇 서비스의 도입은 기업이나 기관에게 있어서 인건비 절감 효과를 가져올 뿐만 아니라 고객과의 빠른 커뮤니케이션 효과를 기대할 수 있다. 데이터 분석 기술의 발전과 인공지능 기술의 고도화는 이런 챗봇 서비스의 성장을 견인하고 있다. 하지만 기술중심으로 개발된 챗봇은 사용자가 내재적으로 원하는 바와 괴리가 있을 수 있으므로, 챗봇이 단순히 기술의 영역이 아닌 사용자 경험의 영역에서 다루어질 필요가 있다. 본 연구는 사용자 경험 분야의 대표적 방법론인 디자인 사고 접근법을 챗봇 개발에 적용하여, 사용자 니즈 기반의 챗봇 개발 프로세스를 제안하고자 한다. 사용자 관찰을 통해 팩트(Fact) 수집을 시작으로, 인사이트(Insight)를 도출하고 기회영역(Opportunity)을 발굴하는 추상화의 과정을 수행한다. 이어서 사용자의 멘탈모델에 맞는 기능을 제공하고 원하는 정보를 구조화하는 구체화의 과정을 통해, 사용자의 니즈에 부합하는 챗봇을 개발할 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구에서는 제안한 프로세스의 실효성을 확인하기 위하여 국내 화장품 시장을 대상으로 실제 구축 사례를 함께 제시한다. 본 연구는 챗봇 개발 프로세스에 사용자 경험을 접목한 점에서 이론적 시사점을 가지며, 기업이나 기관이 바로 적용 가능한 현실적인 방법을 제안한다는 면에서 실무적 시사점을 가진다.

• 한국조경학회지
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• 제47권5호
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• pp.14-27
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• 2019

본 연구는 5.18민주화운동 이후 사적지로 지정되었던 국군광주병원과 505보안부대 옛터를 대상으로 역사적 사실을 바탕으로 한 시대적 특성을 공간설계 개념으로 설정해 기념공원화 계획안을 제시하였다. 광주광역시는 5.18사적지인 국군광주병원과 505보안부대 옛터를 5.18기념사업의 일환으로 공원화하고자 도시공원 조성계획을 수립하고, 역사에 대한 기억의 공간으로만 보존해왔던 대상지를 5.18민주화운동의 역사적 가치를 함양함과 동시에 시민 삶에 활력을 주는 공원으로 단계적 조성계획을 추진하고 있다. 결과적으로 5.18사적지의 공동체적 가치가 현대적으로 계승될 수 있도록 사회적 합의를 통해 단계별 계획, 조성과정의 틀을 설정하고, 상처의 치유, 역사의 기억을 담아내는 계획을 하고자 함이다. 계획안에서 사적지의 공원화와 관련된 선행연구 및 계획사례 분석을 통해 공간 활용을 위한 문제 해결적 접근방법을 제시하였고, 대상지가 갖고 있는 장소적 가치를 탐색함과 동시에 공원의 계획개념을 유지하면서 역사적 사실에 대한 시대적 특성을 담아내는 공간 활용 전략과 세부내용을 서술하였다. 연구의 결과로 국군광주병원 사적지는 5.18민주화운동을 통해 남겨진 상처에 대한 치유의 문제를 지역사회가 주체적으로 해결할 수 있도록 과거의 역사적 기억과 치유의 공원으로 계획하되, 기존 자연환경을 활용한 치유의 숲 개념을 제시하였고, 505보안부대 옛터 사적지는 5.18기억공동체의 확장과 지속성을 강화하는 측면에서 미래 세대인 어린이와 청소년이 공감할 수 있는 역사 체험 배움의 공간개념으로 계획하였다. 사적지를 활용한 기념공원화 계획은 계획 단계에서 시민, 관련단체, 전문가를 아우르는 사회적 공감대의 형성이 선결요건으로 작용하며, 장소성 재현을 위한 구성원들의 사회적 합의가 공간활용 방향 설정에 중요한 계획적 요소로 작용할 수 있다. 본 연구를 통해 5.18사적지에 역사적 가치를 담는 기념공원으로 환원하는 데 기여하고, 과거 역사에 대한 상처와 기억을 치유하는 장소를 넘어 도시와 시민의 삶에 활력을 주며, 미래 세대와의 공유할 수 있는 방향성을 제시한 것에 대한 의의가 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.431-449
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• 2022

지금까지 국내에서는 수 많은 터널들이 완공되어 오면서 시공에서뿐 아니라 설계에서도 다양한 경험과 기술이 지속적으로 축적되어 왔다. 따라서 이제는 매우 복잡한 지질조건 또는 특수한 터널구조가 아니라면 일반적인 터널설계작업은 설계 항목에 따라 기존 유사 설계사례를 수정 또는 보완하는 것만으로도 충분한 경우도 적지 않다. 특히 터널발파설계의 경우, 실제 터널시공시 현장에서 시험발파를 통해 시공을 위한 발파설계를 추가로 수행하는 것이 일반적이라는 것을 감안할때, 설계단계에서 수행하는 발파설계는 예비설계 성격을 지니고 있어 기존의 유사 설계사례를 참고하는 것도 타당하다고 사료된다. 한편 최근 4차산업혁명시대에 들어서면서 전 산업분야에 걸쳐 그 활용도가 급증하고 있는 인공지능은 터널 및 발파분야에서도 다양하게 활용되고 있지만, 발파터널의 경우 발파진동 및 암반분류 등의 예측 분야에서 주로 활용되고 있을 뿐 터널발파패턴 설계에 활용된 사례는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 터널발파설계를 인공지능의 한 분야인 머신러닝 모델을 이용하여 자동화하기 위한 시도를 하였다. 이를 위하여 25개 학습용 터널설계 자료 및 2개의 시험용 설계자료에서 4가지의 입력데이터(지보패턴, 도로유형, 상반 및 하반 단면적) 및 16개의 출력데이터(심발공 종류, 비장약량, 천공수, 각 발파공 그룹별 공간격과 저항선 등)를 발췌하였다. 이를 기반으로 3가지 머신러닝 모델, 즉, XGBoost, ANN, SVM 모델을 시험한 결과 XGBoost모델이 상대적으로 최상의 결과를 나타내었다. 또한 이를 이용하여 실제 발파설계 상황을 가정하여 발파패턴을 제안하도록 한 결과 일부 항목에서 보완이 필요하긴 하지만 일반적 설계와 유사한 결과를 나타내었다. 본 연구가 기초연구 성격이어서 전체 발파설계를 완벽하게 수행하기는 아직 부족하지만, 향후 충분한 발파설계데이터를 확보하고 세부적인 처리과정을 보완하여 실용적인 활용이 가능하도록 추가 연구를 수행할 계획이다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.333-344
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• 2022

화강암 및 대리석 같은 천연 건축용 석재의 채석 및 활용이 개발도상국에서 급부상하고 있다. 이러한 석재를 사용하기 위해 가공, 절단 및 치수화 과정에서 많은 양의 폐기물이 발생한다. 석재폐기물은 개방된 환경에서 처리되며, 부산물로 발생하는 폐기물의 독성이 환경과 인간의 건강에 악영향을 줄 수 있다. 2019년 세계 석재 산업 성장은 채석장 폐기물을 제외하고 1% 이상 증가한 약 155,000천톤의 새로운 기록을 달성하였다. 인구 천명당 석재 사용량(m²/1,000 inh)은 2001년 177, 2018년 266에서 2019년 268로 증가했다. 2019년 세계 총채석량은 316,000천톤(100%)이고, 생산량의 53%는 채석장 폐기물로 발생되었다. 석재가공 단계에서는 완제품 생산량이 91,150천톤(29%)에 도달했으며 결과적으로 63,350천톤이 석재폐기물이 생산되었다. 그러므로 세계적으로 채석장에서 생산된 석재가 100%이라면 전체 폐기물 발생량은 71%이다. 석재폐기물은 환경적, 경제적 및 사회적 관점에서 상당한 문제를 발생시킨다. 석재폐기물 처리는 기본적으로 3가지 방법이 있는데 재사용, 재활용 및 매립처리가 있다. 그 중에 재사용 및 재활용은 환경 친화적으로 할 수 있는 양호한 석재폐기물 관리 방법이다. 석재폐기물은 많은 사용 방법이 있지만 건축 자재, 세라믹 재료 및 환경 적용으로 요약된다. 석재폐기물을 이용한 재료 생산은 매우 유망하며 채석장과 산업 현장에서 재생되어 사용할 수 있다. 새로운 생산품(인공토양)은 토목 공사, 철도 제방 및 원형교차로 주변 표토로 사용하며, 석분토는 산성토양의 중화를 위해 사용도 가능하다. 또한 석재폐기물은 광물 잔유물 회수, 광물 성분 추출, 건설 자재, 전력 생산, 빌딩 재료와 가스 및 수질 처리에 이용할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권10호
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• pp.61-74
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• 2022

최근 구조물 기초가 풍화암상에 위치하는 경우가 증가하는 추세로 풍화암상 기초의 적정 설계 지지력을 평가하고자 국내 지반조사서상 제안된 풍화암 기초 허용 지지력을 조사하였다. 조사 결과 몇몇 현장에 제안된 풍화암 허용 지지력은 약 400~700kN/m² 수준으로 그 편차가 큰 편이며 보수적인 값으로 판단되었다. 지반의 기초 허용 지지력은 설계 초기 기초 형식 결정에 중요한 지표로, 그 결정에 따라 공사비 및 공기에 큰 영향을 줄 수 있다. 이에 본 연구에서는 적정한 풍화암 지반의 허용지지력을 평가하고자 풍화암 지반에 대하여 총 6회의 대형 평판재하시험을 실시하고 지지력 및 침하 특성을 분석하였다. 시험 결과 지지력은 모두 1,500kN/m²이상으로 평가되었으며 기존 지지력 공식과 비교하였을 때 공내재하시험에 의한 지지력 평가식이 본 시험결과와 유사함을 확인하였다. 또한 대형 평판재하시험의 하중-침하 거동 역산에 의한 지반의 탄성계수는 공내재하시험의 탄성계수(E) 값 적용이 적절하다고 평가되었다. 본 연구에서의 대형 평판재하시험 결과 및 국내 타 현장에서의 평판재하시험 사례 등을 종합하여 볼 때 풍화암 허용 지지력은 1,000kN/m² 이상으로 평가된다. 그러나 기초 침하량은 기초 크기 증가에 따라 비례하므로 구조물 허용 침하량 기준에 따라 허용 지지력은 제한되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 수치해석적 방법으로 기초 크기 및 풍화암 두께에 따른 기초 예상 침하량을 평가하였으며, 풍화암 지반상 기초 허용지지력이 1,000kN/m² 이상일 수 있는 기초 크기 및 지반 조건을 표로 제안하였다. 이는 기초 설계 초기 기초 형식 결정에 유용하다고 사료된다.

• 환경영향평가
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• 제32권1호
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• pp.1-14
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• 2023

백로번식지 주변 개발사업을 진행할 때 환경영향평가 단계에서 갈등을 사전에 예방할 수 있도록 중점평가항목 선정과 저감방안을 제시하여 지속가능한 공존의 방안을 강구하고자 한다. 중점평가항목으로 백로번식지 보전을 위한 동·식물상 항목, 백로번식지로 인한 악취와 소음의 영향을 평가할 수 있는 악취와 소음 항목을 선정한다. 평가항목의 평가방안은 첫째, 동·식물상 항목에서 조사범위는 법정보호종 위주로 국한하지 말고 주요 종 번식지와 철새도래지에 해당하는 백로번식지와 취식지까지 포함하여 조사하고, 번식지와 취식지 면적감소에 따른 보전방안을 세운다. 둘째, 악취 항목에서 조사시기는 6월말에서 7월말까지 악취발생량이 최고인 시점을 포함한다. 악취 평가기준은 농도규제인 복합악취 배출허용기준과 사람이 느끼는 악취농도는 2~5OU/m³, 빈도는 2% 이하로 한다. 셋째, 소음 항목에서 조사시기는 백로류와 어린 새들의 소리가 합해져서 소음 발생이 최대가 되는 시점을 포함하여 5월부터 8월까지 매달 소음을 측정한다. 여름철새인 백로류의 소음은 일정 기간에만 발생하기 때문에 방음벽 설치 등 인공적인 구조물 설치로 소음을 저감하기 보다는 이격거리확보, 완충녹지, 마운딩 조성 등의 방법으로 저감대책을 세운다. 기존 백로번식지가 개체군의 적정한 밀도를 유지하면서 개체군이 다른 곳으로 이동하지 않기 위해서는 영소목 관리와 취식지의 양과 질을 안정적으로 유지해주는 것이 선행되어야 한다.

• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.167-183
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• 2023

사용 후 핵연료(SNF: spent nuclear fuel) 지하 처분장에서 발생된 가스는 처분장 내에서 자체로 이동성이 클 뿐 아니라, 처분장 내 방사성핵종 거동에도 영향을 줄 수 있다. 지하 처분장 방벽 내에서 가스-핵종 발생 및 거동 기작에 대한 연구와 가스 거동이 처분장의 안전성에 미치는 영향에 대한 연구가 처분장 건설 이전에 충분히 수행되어져야 함에도 불구하고, 처분장 다중 방벽내 가스-핵종 거동에 대한 연구는 국내는 물론 국외에서 조차 매우 초보적인 단계이다. 본 연구에서는 지하 SNF 처분장 내 가스 발생과 거동 특성과 관련된 국내외 선행연구 결과들을 고찰하여, 가스 발생/거동 기작을 처분장의 수리지질학적 진화과정에 따라 분류하여 설명하였다. 처분장 내 가스 발생을 크게 SNF의 핵분열에 의한 방사성 가스 생성, SNF 저장 용기의 부식에 의한 가스 발생, 지하수의 산화-환원 반응에 의한 가스 생성, 미생물 활동과 천연 방벽 내 지화학적 반응에 의한 가스 생성 등 총 5가지 유형으로 구분하여 정리하였다. 처분장 다중 방벽 내 가스 거동과 관련된 선행연구 자료들을 정리하여, 방벽 내 가스 거동 시나리오를 다공성 매체에서 일어나는 거동 형태에 따라, 총 4가지 형태(① visco-capillary 흐름을 포함하는 공극 내 자유상 가스 이동, ② 공극 수 내 용존상 기체로서 이류 및 확산 이동, ③ 체적팽창에 의한 거동(dilatant pathway), ④ 가압파쇄에 의한 인장 절리 흐름 등)로 구분하여 제시하였다. 본 연구를 통해 고찰한 SNF 처분장의 다중 방벽 시스템 내 가스 발생 기작과 거동 특성자료들은, 향 후 지하 SNF 처분장 내 가스-핵종 거동관련 다양한 실험 및 모델링 연구를 계획하고, 국내 건설할 처분장의 안전성을 가스 거동관점에서 평가하는데 유용하게 사용될 것으로 기대한다.