• Nuclear Engineering and Technology
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• 제21권4호
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• pp.267-276
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• 1989

중저준위 방사성 폐기물 처분 안전성 평가에 이용될 수 있는 유한 차분법에 의한 수치모델을 개발하였다. 이 모델은 처분장이 암반내에 위치한 경우에 대하여 처분장 주위 지하 암반 매질에서의 핵종의 이동을 기술하는 것으로 암반내의 단일한 균열으로의 지하수에 의한 이동과 균열에 수직한 방향으로의 확산을 고려하여 일차원적으로 해석하였다. 수치모델은 해석해와 병행하여 처분장 안전성 평가에 있어서 유용하게 이용될 수 있는 것으로 보다 실제적인 경계조건을 사용할 수 있게 하고, 불균질한 암반매질에 대해 다중매질 모델링을 제공한다. 수치모델의 검증을 위하여 균열에서의 Sr-90 농도 Profile을 구하여 해석해와 비교하였고, 몇몇 경계 조건에 따른 영향을 비교하고 암반매질을 파라미터 값이 단계적으로 변하는 이중 매질에 대하여 확장하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권4호
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• pp.529-538
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• 1993

이전에 제신된 시간 균일적인 경우의 모델［1］에 대한 확장으로 균열암반내 핵종이동에 관한 연속시간 마코프 프로세스를 이용한 통계적 방법에 의한 모델이 제시되었다. 단일 평판 균일을 갖는 암반매질에서 핵종이 균열로부터 알반조직내로 확산 이동하는 경우 더 이상 균열시간적인 마코프 모델을 적용할 수 없으므로 암반으로의 확산항을 시간에 따라 변화하는 과정으로 보아 모델을 제시한 후 기존의 결정론적 해석해와 비교하였다. 통계적모델의 최종 결과는 시간의 함수로서의 상태변수에 대한 기댓값과 그 분산치일 것이다. 핵종의 시간 종속적인 확률분포가 전이강도가 주어질 때 매질내의 특성이 균질하다고 볼 수 있도록 나누어진 암반매질의 각 구획에 대해 주어지게 된다. 이 모델은 매질공간에 대해 불연속적이므로 핵종이동에 영향을 주는 변수들이 쉽게 균열암반이나 다중매질 등과 같은 비균질한 매질에 적용되어 질수 있다. 매질을 나눈 구획수가 수치적 분산에 민감한 것으로 나타났지만 분산계수의 보정에 의해 해석해와 잘 일치되는 것을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제25권4호
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• pp.539-547
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• 1993

이전에 제시한 모델 1-3을 다시 확장하여 균열 암반에서의 일차원적 핵종이동에 관한 추계적인 모델을 제시하였다. 이 모델은 처분장 근처의 암반내의 균열을 통한 무한 길이를 갖는 핵종의 붕괴 사슬에 의한 이동을 연속시간 마코프 프로세스를 이용하여 모사한다. 이전의 결정론적 해석해에 의한 모델들이 균일한 다공성매질과 같은 단순성을 요구하고 핵종의 붕괴사슬의 수를 제한하며 균열암반매질내에서의 이동의 경우에는 균열에서 암반으로의 확산등이 고려되지 않거나 그 해의 형태가 복잡하다. 또다른 결정론적인 해를 제시하는 수치모델의 경우에도 해를 얻기 위한 과정이 상당히 복잡하고 정확한 해를 제공하지는 못한다. 이에 반해 이 모델은 매질에서의 핵종의 농도에 관한 기대값과 그 분산으로서 비교적 용이하게 해를 제시한다. 모델을 검증하고 그 효율성가 정착성을 예시하기 위하여 암반으로의 확산이 무시된 단순화된 매질에 대하여 3개의 붕괴 사슬을 갖는 가상의 핵종에 대하여 이동거리와 시간에 대한 농도에 대하여 정확한 해석해와의 비교가 행하여 졌다. 매질을 나눈 구획의 수에 종속 하는 수치분산을 보정하여 계산된 결과에서 이 모델이 해석해와 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권5호
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• pp.39-53
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• 2007

일반적으로 균열암반 매질은 수리전도도 혹은 그 난수장이나(연속체 모형), 투수성 균열의 공간적 통계적 분포(불연속균열망 모형)를 이용하여 표현할 수 있다. 본 연구에서는 잘 알려진 균열암반매질의 개념 모형의 실질적 적용성을 검토하기 위하여 충청남도 금산군 남이면 남이자연휴양림 내 한국지질자원연구원 시험부지 내에서 다양한 현장 수리 시험을 적용하고, 그 결과를 비교검토하였다. 본 지역에서 투수성 구간의 수리전도도 값은 $7.67{\times}10^{-10}{\sim}3.16{\times}10^{-6}$ m/sec이며, 산술평균은 $7.70{\times}10^{-7}$ m/sec, 기하평균은 $2.16{\times}10^{-7}$ m/sec이다. 단공 패커 시험의 경우 총 8개의 공에서 총 110개 구간에 대한 시험을 수행하였다. 이 시험 구간 중 불투수성 구간은 총 9개, $1.0{\times}10^{-8}$ m/sec 이하의 수리전도도를 가지는 저투수성 구간은 총 14개로 전반적으로는 투수성이 양호한 것으로 확인되었다. 단공 패커시험을 통해 나타난 수리전도도의 수직적 분포는 단공 유향 유속 시험 결과와 비교적 잘 부합하는 양상으로 나타나고 있다. 하지만, 공간 수리시험의 결과는 전반적으로 투수성이 양호하다는 단공 시험 결과와는 다소 다른 양상을 보인다. 공간시험의 결과는 투수성보다는 연결성을 포함한 균열암반 매질의 투수성/불투수성의 이진법적 특성에 의해 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 균열암반 매질에서의 지하수 유동에 대한 개념 모형의 현실적이고 합리적인 설정을 위해서는 투수성/불투수성의 이진법적 특성에 대해 어떻게 규명할 것인가에 대한 조사방법과 해석방법에 대한 지속적인 연구가 요구된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권4호
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• pp.532-543
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• 1995

의사콜로이드에 의해 매개된 균열 암반 매질에서의 방사성 핵종의 이동 거동을 분석하고 예측하기 위한 이동모델이 개발되었다. 명목적인 의사콜로이드 형성 상수인 $K_{ap}$ (㎥/kg)값이 100보다 클 때 방사성 핵종의 이동에 매우 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 계산결과에 의하면 Pu-239의 의사콜로이드형성 상수가 Ni-63보다 크기 때문에 Pu-239의 이동이 Ni-63보다 빠른 것으로 나타났다 따라서 결론적으로 균열 암반에서의 방사성 핵종의 가속화는 방사성 핵종과 자연성 참콜로이드와의 의사콜로이드 형성에 따른 용액에서의 유동성 성분의 증가와 방사성 핵종들의 정지된 고체매질로의 흡착양 감소에 기인함을 알 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.543-552
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• 2020

본 연구는 플로리다 주 Silver Springs 유역 내 카르스트 대수층의 지하수 플럭스를 측정하기 위해 플럭스미터(passive flux meter)와 단공희석시험(borehole dilution test)을 수행하였다. 또한 카르스트 대수층 내 분포하는 두 영역인 암반 매질(matrix)과 균열암반 매질(non-matrix)에 따른 플럭스미터의 성능도 함께 평가하였다. 그 결과 유속이 낮은 암반 매질 영역에서는 플럭스미터의 측정값(5.96 ± 1.75 cm/day)이 단공희석시험의 측정값(4.68 ± 2.99 cm/day)과 유사하게 나타났다. 반면, 유속이 빠른 균열암반 매질 영역에서는 플럭스미터의 측정값(9.94 ± 0.90 cm/day)과 단공희석시험의 측정값(1817.37 ± 1795.50 cm/day)이 큰 차이를 보였다. 이와 같은 결과는 지하수가 플럭스미터 내부 흡착제를 완전히 통과한다고 가정하였으나, 빠른 지하수 플럭스(>11 cm/day)를 가진 균열암반 매질 영역의 경우 지하수가 플럭스미터의 활성탄 담체를 통과하지 못하고 플럭스미터와 관측공 사이의 공간으로 우회하여 흐르기 때문으로 판단된다. 따라서 기존의 플럭스미터는 11 cm/day 이하의 지하수 플럭스 측정에 적합하며, 지하수 플럭스가 11 cm/day 이상인 대수층에서 사용할 수 있는 새로운 플럭스미터의 개발이 필요할 것으로 생각된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.61-68
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• 2009

본 논문은 수리학적 현장 주입시험 기간 동안 고려될 필요가 있는 수리역학적 상호작용에 따른 균열암반매질의 수리학적 거동에 대한 수치적 연구이다. 이러한 주입시험은 굴착정 내에 설치된 개구간(open hole section)을 따라 높은 압력을 가진 유량을 주입하며, 이를 통해 굴착정을 가로지르는 균열로부터 유량을 측정하는 것이다. 시간에 따라 변화되는 유량측정결과는 수리역학적 상호작용에 대한 분석 및 예측을 위해 개발된 수치모형의 현장 적용성을 평가하기 위해 사용되었다. 유량측정결과 전도성이 있는 균열들은 상호의존적인 균열망을 형성하며, 이로 인해 균열망을 구성하는 개별적인 균열요소들은 독립적인 시스템으로서 적절하게 모형화 될 수 없음을 보여주었다. 또한 간극수압이 굴착정 주위에 작용하는 최소주응력을 초과할 때 새로운 유체유입영역이 발생되며, 이러한 최소주응력보다 훨씬 큰 간극수압은 굴착정 주위의 균열들에 의해 유지될 수 있다는 것을 보여주었다. 본 연구에서 이러한 특성들이 자연 상태의 균열망의 구성형태에 따라 어떻게 영향을 미치게 되는지 이산 균열망 모형을 통해 수치적으로 분석되었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권2호
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• pp.176-188
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• 1995

지하처분된 방사성핵종의 이동 해석방식으로서 입자추적법을 도입하였다. 입자추적법은 암반균열대와 같은 흐름장이 불균일하고 복잡할 때 물질이동을 모사할 수 있는 방법이다. 암반층에서 방사성핵종은 주로 암반사이에 발달한 균열을 따라 이동하는데, 초기연구자들은 균열틈을 평행판 사이의 간격으로 가정하였으나, 실제 균열은 이보다 복잡다양해서 실제 물질 이동과는 상당한 오차가 존재하였다. 이 논문에서는 이를 극복하기 위해 가변균열폭 국부통로모형을 도입하여, 균열대 내부는 2차원적인 균열폭의 분포를 가지며, 핵종은 균열내에서 상대적으로 큰 균열폭을 따라 이동이 주로 일어나는 국부이동이 라는 점을 제시하였다. 또한 개발한 이동모델의 타당성 입증차원에서 자연균열을 가진 화강암을 사용하여 방사성 핵종 이동 실험을 수행하였다. 추적자로서 지하수와 같은 이동특성을 가진 삼중수소와 요오드를 사용하였다. 화강암 균열대 특성을 파악하기 위해 균열이 있는 윗 암석면에 11개의 시추공을뚫고 수리전도 시험을 수행하였다. 실험자료와 전산모사치를 비교해 본 결과, 가변균열폭국부통로 개념에 물질이동모델로 입자추적법을 결합한 모델이 암반균열에서 핵종이동 해석방법으로 유용하였다. 또한 핵종은 균열 내에서 상대 적으로 큰 국부통로를 따라 주로 이동하며, 이동방향과 직각인 암반매질내로 확산도 상당한 비율로 일어났다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2006년도 학술논문요약집
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• pp.167-168
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• 2006

• 터널과지하공간
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• 제16권3호
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• pp.195-202
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• 2006

터널 설계 공사에서 터널 굴착 시 암반 내 절리 및 파쇄구간에서 발생하는 지하수 유입과 그에 따른 지하수위 저하를 예측 판단하기 위해서 다양한 현장 조사와 모델링 분석 등을 실시하였다. 그러나, 수리지질학적 특성상 다공질과 균열 암반 매질간의 정확한 구별 없이 혼별 되어 적용되었기 때문에 합리적인 설계 적용에 어려움이 많았다. 또한, 다양한 조사방법들의 정확한 적용 목적과 상호 관계에 대한 명확한 규정 없이 실시되어 획득된 결과들의 중첩, 실제 필요한 자료의 미획득, 잘못된 자료 결과의 적용 등을 발생 시켰다. 따라서, 본 논문에서는 지하수 환경 영향 평가 조사 과정에서 실시되는 여러 가지 방법들을 현장 조사, 현장 시험, 그리고 수치해석 프로그램 순으로 구별하여 각 방법들의 수리적 특성을 정의하고 적합한 적용 대상을 규명 하였다. 또한 각 방법들의 상호관계 및 전체적인 조사 순서에 대한 전체적인 기술지도를 작성하였다. 작성된 지도를 통해 해당되는 대상 지역 특성에 따라 적절한 조사 방법의 배치, 시험 수량 및 분석 방법 등을 결정하여 체계적인 조사를 수행 하여 우리나라 터널 구간 주변에 대부분 분포하는 암반 내 지하수 환경 시스템을 보다 합리적으로 규명하여 반영할 수 있을 것으로 기대된다.