Gas Migration in Low- and Intermediate-Level Waste (LILW) Disposal Facility in Korea

The first Low- and Intermediate-Level Waste (LILW) disposal facility with 6 silos has been constructed in granite host rock saturated with groundwater in Korea. A two-dimensional numerical modeling on gas migration was carried out using TOUGH2 with EOS5 module in the disposal facility. Laboratory-scale experiments were also performed to measure the important properties of silo concrete related with gas migration. The gas entry pressure and relative gas permeability of the concrete was determined to be $0.97{\pm}0.15bar$ and $2.44{\times}10^{-17}m^2$, respectively. The results of the numerical modeling showed that hydrogen gas generated from radioactive wastes was dissolved in groundwater and migrated to biosphere as an aqueous phase. Only a small portion of hydrogen appeared as a gas phase after 1,000 years of gas generation. The results strongly suggested that hydrogen gas does not accumulate inside the disposal facility as a gas phase. Therefore, it is expected that there would be no harmful effects on the integrity of the silo concrete due to gas generation.

중·저준위 방사성폐기물 처분시설 폐쇄후 기체이동

본 연구에서는 중 저준위방사성폐기물 처분시설(이하 처분시설)에서 발생하는 기체의 이동현상을 예측하기 위한 2차원 수치 모델링을 수행하였다. 또한, 기체 이동 모델링에서 주요 입력변수로 적용되는 사일로 콘크리트의 기체침투압(gas entry pressure)와 기체 투과도(gas permeability)를 실측하여, 모델링 입력변수로 적용하였다. 사일로 콘크리트의 기체침투압(gas entry pressure)와 기체 투과도(gas permeability)는 각각 $0.97{\pm}0.15bar$ 및 $2.44{\times}10^{-17}m^2$로 측정되었다. 기체 이동 모델링 결과, 사일로 내부에서 발생하는 수소 기체는 기상으로 이동하지 않고 지하수에 용해되어 지하수와 함께 생태계로 이동하는 것을 알 수 있다. 또한, 폐쇄 후 약 1,000 년 후 부터 사일로 상부부터 수소기체 밀도가 증가하기 시작하는 것으로 예측되었다. 따라서, 사일로 내부에서 발생된 기체는 기상으로 사일로 내부에 축적되지 않으며, 이로 인해 사일로 콘크리트의 내구성에 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다.