Thermal-Hydro-Mechanical Behaviors in the Engineered Barrier of a HLW Repository: Engineering-scale Validation Test

An enhancement in the performance and safety of a high-level waste repository requires a validation of its engineered barrier. An engineering-scale test (named "KENTEX") has been conducted to investigate the thermal-hydro-mechanical behaviors in the engineered barrier of the Korean reference disposal system The validation test started on May 31, 2005 and is still under operation. The experimental data obtained allowed a preliminary and qualitative interpretation of the thermal-hydro-mechanical behaviors in the bentonite blocks. The temperature was higher as it became closer to the heater, while it became lower as it was farther away from the heater. The water content had a higher value in the part close to the hydration surface than that in the heater part. The relative humidity data suggested that a hydration of the bentonite blocks might occur by different drying-wetting processes, depending on their position. The total pressure was continuously increased by the evolution of the saturation front in the bentonite blocks and thereby the swelling pressure. Near the heater region, there was also a significant contribution of the thermal expansion of bentonite and the vapor pressure in the pores of the bentonite blocks.

고준위폐기물처분장 공학적방벽의 열-수리-역학적 거동 연구: 엔지니어링 규모의 실증실험

고준위폐기물처분장의 성능 및 안전성 향상을 위해서 공학적방벽(engineered barrier)에 대한 실증이 필요하다. 우리나라 기준처분시스템에 대한 엔지니어링 규모의 실험장치(KENTEX)를 제작 설치하고, 공학적방벽에서의 열-수리-역학적 거동 규명을 위한 실증실험을 수행하였다. KENTEX 실험은 2005년 5월 31일에 시작되어 현재 성공적으로 진행 중에 있으며, 지금까지 얻어진 실험결과로부터 공학적방벽에서의 열-수리-역학적 거동에 대한 중간결론을 얻을 수 있었다. 벤토나이트 블록 내 온도는 실험 시작 후 수 주 만에 정상상태에 도달하였고, 온도분포는 히터에 가까울수록 높고 멀어질수록 낮은 값을 보였다. 수분함량은 히터 쪽보다는 지하수가 유입되는 실린더 벽면 부근에서 높은 값을 가졌고, 건조-습윤 과정에 의한 벤토나이트 블록의 수화는 측정위치에 따라 달랐다. 실험기간 동안 벤토나이트 블록에 작용하는 압력은 블록의 포화도 (그 결과, 팽윤압)이 증가할수록 증가하였다. 히터 부근에서는 벤토나이트의 열응력이나 블록 공극 내 증기압도 중요한 역할을 하였다.