Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
/
v.13
no.4
/
pp.283-293
/
2015
The buffer is a key component of the engineered barrier system in a high-level radioactive waste (HLW) repository. The present study reviewed the requirements and functional criteria of the buffer reported in literature, and also based on the results, proposed an approach to establish a buffer concept which is applicable to an HLW repository in Korea. The hydraulic conductivity, radionuclide-retarding capacity (equilibrium distribution coefficient and diffusion coefficient), swelling pressure, thermal conductivity, mechanical properties, organic carbon content, and illitization rate were considered as major technical parameters for the functional criteria of the buffer. Domestic bentonite (Ca-bentonite) and, as an alternative, MX-80 (Na-bentonite) were proposed for the buffer of an HLW repository in Korea. The technical specifications for those proposed bentonites were set to parameter values that conservatively satisfy Korea's functional criteria for the Ca-bentonite and Swedish criteria for the Na-bentonite. The thickness of the buffer was determined by evaluating the means of shear behavior, radionuclide release, and heat conduction, which resulted in the proper buffer thickness of 0.25 to 0.5 m. However, the final thickness of the buffer should be determined by considering coupled thermal-hydraulic-mechanical evaluation and economics and engineering aspects as well.
In a high-level waste repository, the gap fill of the engineered barrier is an important component that influences the performance of the buffer and backfill. This paper reviewed the overseas status of R&D on the gap fill used engineered barriers, through which the concept of the gap fill, manufacturing techniques, pellet-molding characteristics, and emplacement techniques were summarized. The concept of a gap fill differs for each country depending on its disposal type and concept. Bentonite has been considered a major material of a gap fill, and clay as an inert filler. Gap fill was used in the form of pellets, granules, or a pellet-granule blend. Pellets are manufactured through one of the following techniques: static compaction, roller compression, or extrusion-cutting. Among these techniques, countries have focused on developing advanced technologies of roller compression and extrusion-cutting techniques for industrial pellet production. The dry density and integrity of the pellet are sensitive to water content, constituent material, manufacturing technique, and pellet size, and are less sensitive to the pressure applied during the manufacturing. For the emplacement of the gap fill, pouring, pouring and tamping, and pouring with vibration techniques were used in the buffer gap of the vertical deposition hole; blowing through the use of shotcrete technology and auger placement and compaction techniques have been used in the gap of horizontal deposition hole and tunnel. However, these emplacement techniques are still technically at the beginning stage, and thus additional research and development are expected to be needed.
Lee, Jong-Youl;Cho, Dong-Geun;Kook, Dong-Hak;Lee, Min-Soo;Choi, Heui-Joo;Lee, Yang
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
/
v.7
no.4
/
pp.229-236
/
2009
There are two types of spent fuels generated from nuclear power plants, CANDU type and PWR type. PWR spent fuels which include a lot of reusable material can be considered to be recycled. CANDU spent fuels are considered to directly disposed in deep geological formation, since they have little reusable material. In this study, based on the Korean Reference spent fuel disposal System(KRS) which is to dispose both PWR and CANDU spent fuels, the more effective CANDU spent fuel disposal systems have been developed. To do this, the disposal canister has been modified to hold the storage basket which can load 60 spent fuel bundles. From these modified disposal canisters, the disposal systems to meet the thermal requirement for which the temperature of the buffer materials should not be over $100^{\circ}C$ have been proposed. These new disposals have made it possible to introduce the concept of long tenn storage and retrievabililty and that of the two-layered disposal canister emplacement in one disposal hole. These disposal concepts have been compared and analyzed with the KRS CANDU spent fuel disposal system in terms of disposal effectiveness. New CANDU spent fuel disposal concepts obtained in this study seem to improve thermal effectiveness, U-density, disposal area, excavation volume, and closure material volume up to 30 - 40 %.
Kim, Jin-Seop;Cho, Won-Jin;Park, Seunghun;Kim, Geon-Young;Baik, Min-Hoon
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
/
v.21
no.5
/
pp.587-609
/
2019
Short-and long-term stabilities of bentonite, favored material as buffer in geological repositories for high-level waste were reviewed in this paper in addition to alternative design concepts of buffer to mitigate the thermal load from decay heat of SF (Spent Fuel) and further increase the disposal efficiency. It is generally reported that the irreversible changes in structure, hydraulic behavior, and swelling capacity are produced due to temperature increase and vapor flow between $150{\sim}250^{\circ}C$. Provided that the maximum temperature of bentonite is less than $150^{\circ}C$, however, the effects of temperature on the material, structural, and mineralogical stability seems to be minor. The maximum temperature in disposal system will constrain and determine the amount of waste to be disposed per unit area and be regarded as an important design parameter influencing the availability of disposal site. Thus, it is necessary to identify the effects of high temperature on the performance of buffer and allow for the thermal constraint greater than $100^{\circ}C$. In addition, the development of high-performance EBS (Engineered Barrier System) such as composite bentonite buffer mixed with graphite or silica and multi-layered buffer (i.e., highly thermal-conductive layer or insulating layer) should be taken into account to enhance the disposal efficiency in parallel with the development of multilayer repository. This will contribute to increase of reliability and securing the acceptance of the people with regard to a high-level waste disposal.
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
/
v.11
no.1
/
pp.11-21
/
2013
The Geyoungju Ca-bentonite with dry density of 1.6 g/$cm^3$ has been considered as a standard buffer material for the disposal of high level waste in KAERI disposal system design. But it had relatively lower thermal conductivity compared with other surrounding materials, that was one of key parameters to limit the increase of the disposal density in the disposal system. In this study, various additives were selected and mixed with the Ca-bentonite in different mixing methods in order to increase the thermal conductivity from 0.8 W/mK to 1.0 W/mK. As an additive, CNT (Cabon Nano Tube), graphite, alumina, CuO, and $Fe_2O_3$ were selected, which are chemically stable and have good thermal conductivity. As mixing methods, dry hand-mixer mixing, wet milling and dry ball mill mixing were applied for the mixing. Above all, the ball mill mixing was proved to be most effective since the produced mixture was most homogeneous and showed higher increase in the thermal conductivity. From this study, it was confirmed that the thermal conductivity for the Geyoungju Ca-bentonite could be improved by adding small amount of highly thermal conductive material to 1.0 W/mk. In conclusion, it was believed that the experimental results will be valuable in the disposal system design if the additive effects on the swelling and permeability on the compact bentonite are also approved in further studies.
Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
/
2003.11a
/
pp.270-275
/
2003
The heat transfer analysis was conducted for the conceptual design of high level waste canisters. The temperature distribution due to the heat generation from four PWR spent fuel bundles which were contained in a canister located in a borehole 500 m below the surface was obtained. NISA computer program based upon FEM was used for the numerical solution. The temperature distribution in the composite system of $\ulcorner$canister + buffer + tunnel + rock$\lrcorner$ due to heat generation from the spent fuel was obtained. In the case of 40m tunnel spacing and 6m borehole spacing the temperature showed the maximum value of $87.5^{\circ}C$around 15-16 years after disposal and decreased.
This study analysed problems of railroadside buffer green space and suggested planting methods according to space function and planting concept in seashore reclaimed land, Ansan city. Planting density of railroadside buffer green zone of Ansan city was $0.04{\sim}0.17tree/m^2$, GVZ was $0.15{\sim}1.65m^3/m^2$ which is represented of deficiency of buffer function. In addition, soil hardness of mounded buffer green zone was $2.72{\sim}15kg/cm^2$. It was examined to have functions in terms of habitat for wildbirds and other organisms, surrounding landuse, urban greens, seasonality, landscape for function improvement of buffer green space. Functions of buffer green space were re-established as habitat for organism, buffer and landscape improvement, landscape and urban park, buffer zone and habitat. It was suggested to select Pinus thunbergii as a dominated species of planting method for buffer function and planting density in canopy and under-canopy layer was $0.4tree/m^2$, $0.5/m^2$ in shrub layer. In terms of landscape improvement function, Zelkova serrata, Prunus sargentii and Prunus armeniaca were selected as major species and it in canopy and under-canopy layer was $0.2tree/m^2$ and $0.5tree/m^2$ in shrub layer. In terms of habitat function Quercus acutissima, Prunus sargentii and Sorbus alnifolia were as major species and it in canopy layer was $0.06tree/m^2$, $0.1tree/m^2$ in under canopy layer, $0.8tree/m^2$ in shrub layer.
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
/
v.9
no.3
/
pp.169-179
/
2011
There are two types of nuclear reactors in Korea and they are PWR type and CANDU type. The safe management of the spent fuels from these reactors is very important factor to maintain the sustainable energy supply with nuclear power plant. In Korea, a reference disposal system for the spent fuels has been developed through a study on the direct disposal of the PWR and CANDU spent fuel. Recently, the research on the demonstration and the efficiency analyses of the disposal system has been performed to make the disposal system safer and more economic. PWR spent fuels which include a lot of reusable material can be considered being recycled and a study on the disposal of HLW from this recycling process is being performed. CANDU spent fuels are considered being disposed of directly in deep geological formation, since they have little reusable material. In this study, based on the Korean Reference spent fuel disposal System (KRS) which was to dispose of both PWR type and CANDU type, the more effective CANDU spent fuel disposal systems were developed. To do this, the disposal canister for CANDU spent fuels was modified to hold the storage basket for 60 bundles which is used in nuclear power plant. With these modified disposal canister concepts, the disposal concepts to meet the thermal requirement that the temperature of the buffer materials should not be over $100^{\circ}C$ were developed. These disposal concepts were reviewed and analyzed in terms of disposal effective factors which were thermal effectiveness, U-density, disposal area, excavation volume, material volume etc. and the most effective concept was proposed. The results of this study will be used in the development of various wastes disposal system together with the HLW wastes from the PWR spent fuel recycling process.
The engineered barrier system of high-level radioactive waste disposal must maintain its performance in the long term, because it must play a role in slowing the rate of leakage to the surrounding rock mass even if a radionuclide leak occurs from the canister. In particular, it is very important to clarify gas dilation flow phenomenon clearly, that occurs only in a medium containing a large amount of clay material such as a bentonite buffer, which can affect the long-term performance of the bentonite buffer. Accordingly, DECOVALEX-2019 Task A was conducted to identify the hydraulic-mechanical mechanism for the dilation flow, and to develop and verify a new numerical analysis technique for quantitative evaluation of gas migration phenomena. In this study, based on the conventional two-phase flow and mechanical behavior with effective stresses in the porous medium, the hydraulic-mechanical model was developed considering the concept of damage to simulate the formation of micro-cracks and expansion of the medium and the corresponding change in the hydraulic properties. Model verification and validation were conducted through comparison with the results of 1D and 3D gas injection tests. As a result of the numerical analysis, it was possible to model the sudden increase in pore water pressure, stress, gas inflow and outflow rate due to the dilation flow induced by gas pressure, however, the influence of the hydraulic-mechanical interaction was underestimated. Nevertheless, this study can provide a preliminary model for the dilation flow and a basis for developing an advanced model. It is believed that it can be used not only for analyzing data from laboratory and field tests, but also for long-term performance evaluation of the high-level radioactive waste disposal system.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.