An Experimental Study on Factors Affecting the Leachability of Cs-137 in Cement Matrix and Leaching Model with Backfill

시멘트 고화체내 Cs-137의 침출능에 영향을 미치는 인자에 대한 실험적 연구와 뒷채움재를 고려한 침출 모델

Various factors affecting the teachability of Cs-137 in cement matrix have been investigated. Factors investigated include such as pressure curing, vibration curing, pressure leaching, the effect of the clay addition, ion-exchange resin(IRN-77) addition, and $CO_2$or air injection. Leaching experiments were conducted by the method recommended by IAEA. To analyze the experimental results, pore structure analysis of cement matrices was carried out by BET method. Cement matrices may not contact directly with underground water in real repository, since the surroundings of disposed drums are filled with backfill. Thus, the effect of backfill to the teachability has been investigated. The well-known diffusion theory was utilized to predict long term leach rate and cumulative fraction leached of Cs-137 or non-radioactive species.

시멘트 고화체내 Cs-137의 침출에 영향을 미치는 여러 새로운 인자들에 대해 조사하였다. 조사된 인자들은 가압 상태 및 진동 상태에서의 시멘트 경화, 압력하에서의 침출, 여러 종류의 점토 첨가, 이온 교환 수지(IRN-77)의 첨가, 그리고 $CO_2$또는 공기 주입의 영향이다. 침출실험은 IAEA가 제시한 방법에 의해 수행되었고, 실험 결과를 해석하기 위해 시멘트 고화체에 대한 기공 구조를 BET방법으로 분석했다. 처분장에 처분된 고화 드럼 주위에는 뒷채움재가 채워져 있기 때문에 시멘트 고화체가 직접 지하수와 접촉할 가능성은 매우 희박하다. 그래서 뒷채움재가 침출능에 미치는 영향을 예측하였다. 잘 알려진 확산 이론을 이용하여 뒷채움재를 고려했을 때 Cs-137 또는 비방사능 물질의 장기 침출율과 누적 침출량을 예측하였다.