• 제목/요약/키워드: 지질수학

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지질학적 심지층 처분지 내 천연방벽의 고준위 방사성 폐기물 장기 처분 안전성 평가를 위한 지질학적 인자 분석 (Geological Factor Analysis for Evaluating the Long-term Safety Performance of Natural Barriers in Deep Geological Repository System of High-level Radioactive Waste)

  • 이형목;정지호;박재성;이수비 ;소수완 ;정진아
    • 자원환경지질
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    • 제56권5호
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    • pp.533-545
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    • 2023
  • 본 연구에서는 고준위 방사성 폐기물 심지층 처분장을 구성하고 있는 천연방벽의 장기안전성에 영향을 줄 수 있는 요소(Feature), 사건(Event), 및 공정(Process)에 대한 조사를 수행하여 FEP 목록을 작성하였다. FEP 목록 작성을 위해 NEA (Nuclear Energy Agency)의 IFEP 목록 3.0이 기초 자료로 활용되었으며, 국외 선도국에서 수행된 지질 조사 및 연구 결과들이 추가적으로 참고되었다. 천연방벽의 성능과 관련하여 총 49개의 FEP 목록이 작성되었으며, 각 인자에 대한 정의, FEP 분류, 장기 안전성에 미치는 영향, 국내 여건에서의 중요도, 정량화 가능 여부 측면에서의 결과가 작성되었다. 또한, 작성된 FEP 목록을 기반으로 처분시설의 장기 안전성에 위협이 될 수 있는 총 3가지의 시나리오를 개발하고 각 시나리오에 있어 천연방벽의 처분 성능에 영향을 주는 지질학적 인자들을 선별 및 관계를 가시화하였다. 본 연구를 통해 구축된 FEP 목록과 시나리오별 인자간 상호관계 가시화 결과는 심지층 처분장의 장기 안전성을 정량 평가하기 위한 수학적 모델 개발에 있어 필수적으로 고려해야 할 인자를 선별 및 구성하는데 중요한 기초 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단되며, 방폐물 처분장 부지확정을 위한 천연방벽의 주요 성능과 관련된 기준안을 마련하는 데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 보인다.

화강암질암에 대한 미시적에서 거시적 손상역학의 해석 : 실험 및 이론 (Analysis of Micro- to Macro-Mechanics in Granitic Rock: Experimental Observation and Theoretical Consideration)

  • 정교철
    • 자원환경지질
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    • 제27권5호
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    • pp.499-505
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    • 1994
  • 기존 미소결함에서의 국소적 응력집중은 새로운 미시적 손상의 원인이 되고, 이러한 미시적 손상은 또한 거시적 손상으로 발달하게 된다. 이들 미시적 손상에서 거시적 손상으로의 바달은 그 암석 및 암반의 변형특성으로 나타난다. 지금까지 응력하에서의 미소크랙의 거동에 대한 연구는 많이 되어왔으나, 실제암석의 파괴전 상태에서 미소크랙거동에 대한 역학적 해석은 아직 미비한 실정이다. 본 연구에서는 새로이 개발한 시험장치에 의한 정밀한 관찰로 손상 발달에 대한 이해를 더하였으며, 수학적 균질화 이론에 의해 수치해석 함으로서 그 역학성을 검토하였다.

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비저항탐사에서 J0 및 J1 디지탈 선형필터의 비교 (A Comparison between J0 and J1 Digital Linear Filters in Resistivity Soundings)

  • 김희준
    • 자원환경지질
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    • 제18권1호
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    • pp.41-47
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    • 1985
  • Hankel변환적분의 계산에 사용되는 $J_0$$J_1$ 디지탈 선형필터의 성능을 adaptive 필터를 사용함으로써 비교 하였다. $J_0$ 영역의 어떠한 Hankel 변환적분도 수학적으로 이에 대응하는 $J_1$ 영역으로 바꿀 수 있으며, 비저항 탐사에서 이용되는 모든 전극배치에 대한 겉보기비저항은 $J_1$ 필터만으로 계산이 가능하다. 보통 $J_1$ 필터는 이와 대응하는 $J_0$필터에 비하여 정확성은 비슷하지만, 계산효율은 좀 더 높다. 또한 $J_0$에서 $J_1$영역으로 변환시키면, Schlumberger배치 뿐만 아니라 쌍극자배치 사용시에도 $J_1$함수만을 포함하는 효율적인 겉보기비저항 계산식을 이용할 수 있다.

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광물자원(鑛物資源) 수요예측(需要豫測) 모형(模型)으로서의 사용강도(使用强度) 방법(方法) 응용(應用) (Application of the Intensity of Use of Mineral Consumption Forecasting)

  • 전규정
    • 자원환경지질
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    • 제23권4호
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    • pp.383-392
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    • 1990
  • 이 연구(硏究)에서는 경험적인 사용강도(便用强度) 방법(方法)과 파생수요(派生需要)의 경제적이론을 초월대수(超越代數) 수요(需要) 모델을 사용(使用)하여 결합하였다. 첫번째 단계로서 한 인구당 GDP와 사용강도(使用强度)의 실험적인 패턴인 비대칭(非對稱) 생명곡선(生命曲線)을 고려하였으며, 두번째 단계로서는 이러한 비대칭(非對稱) 생명곡선(生命曲線)이 수학적으로 단순한 초월대수(超越代數) 사용강도(使用强度) 모델로 바꿀수 있다는 것을 보여 주었으며, 마지막 단계로서 전통적인 수요이론(需要理論)이 가격(價格), 대체효과(代替效果), 기술(技術)의 변화(變化)를 포함한다는 것에 근거하여 초월(超越) 대수(代數) 수요(需要) 모델을 연장한 결과 전통적인 수요(需要)모델이나 사용강도(使用强度) 모델보다 더 정확하게 광물자원(鑛物資源) 수요(需要)를 예측(豫測)하였으며 사용강도(使用强度) 방법(方法)으로서도 자원(資源)의 수요(需要)를 예측(豫測)할 수 있음을 보여주었다.

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FFT를 이용한 자력 포텐셜필드 자료의 수직방향의 연속에 대한 새로운 접근방법 (New Approach in Magnetic Potential Field Continuation by FFT)

  • 김형래;황종선;서만철;김정우
    • 자원환경지질
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    • 제43권3호
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    • pp.249-258
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    • 2010
  • 일반적으로 일정한 고도에서 계산된 지구자기 (또는 중력) 이상값을 다른 고도에서의 이상값으로 변환하기 위해서 푸리에 변환 (Fourier transform)을 이용하여 연속(continuation)을 실행한다. 하지만 두 연속면 사의의 수직 거리가 크거나, 특히 하향(downward)연속일 경우에 이러한 방법을 이용하면 수학적으로 불안전하여 현실적인 값을 갖기 어렵거나 실제적인 이상값과는 상이한 값을 갖는 경우가 대부분이다. 이를 보완하기 위해 두 개의 서로 다른 고도에서 얻은 독립적인 이상값을 이용하여 두 고도사이에서의 값을 비교적 정확히 예측할 수 있는 상호연속 (dual continuation) 모델을 제시하고자 한다. 이를 통해 지구물리, 지질학적 해석이 가능해지고, 지상자료만을 이용한 해석에서 올 수 있는 오류를, 다른 고도에서의 독립적으로 획득한 포텐셜필드 위성자료를 함께 사용함으로써 줄일 수 있다.

Leyre강 하구 퇴적물의 입도분포자료에 대한 Factor Analysis (Factor Analysis Of The Grain-Size Distribution Data Of Estuary Sediments Of Leyre River)

  • 오재경
    • 한국해양학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.44-48
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    • 1978
  • 금세기 이래로 주로 심리학 분야에서 사용되어온 Factor Analysis는 Imbrie와 Van Andel(1974), Harbaugh와 Demirmen(1964), Klovan(1966) 등의 다수의 지질학자들에 의해서 지질학 분야에 대한 적용이 논의되었고, 현재는 퇴적학, 고생물학, 지화학등 광범위한 분야에서 방대한 자료를 처리하기 위하여 사용되고 있다. 이 Factor Analysis의 목적은 임의의 다변수들의 집단을 어떠한 수단으로서 이 다변수 집단을 대표할 수 있는 가능한한 최소한의 집단으로 재집단화하느냐 하는데 있다. 이 방법은 방대한 자룔르 수학적인 형태로 전환할 수 있고 그 상호관계가 불확실할 경우에 유용하게 사용될 수 있다(Imbrie; 1964). 본 연구의 목적은 불란서 남서부 Bordeaux 에서 서쪽으로 약 40km 떨어져 있고, 스페인 국경에서 Gironde강 하구에 이르는 해안에서 유일한 Leyre강 하구의 퇴적현상과 환경을 규명키 위해 퇴적물의 입도분포 자료에 대하여 Factor Analysis를 적용하여 퇴적환경의 특성을 밝히려는데 있다.

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방사성폐기물처분장 주변 균열 암반에서의 핵종이동 모델의 검토 및 평가방법론

  • 이연명;강철형;한필수;박헌휘
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제26권4호
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    • pp.578-599
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    • 1994
  • 방사성 폐기물 처분장의 건설에 가장 중요한 부분중의 하나는 처분안전성의 확보일 것이다. 처분장 안전성평가는 처분장이 입지하는 환경에 대한 실험실적 자료 또는 현장 자료의 충분한 데이타베이스와 처분시스템에서 일어날 수 있는 주요한 프로세스를 기술하는 수학적 모델을 통하여 이루어지게 된다. 처분시스템의 기본적인 기능은 처분된 폐기물고화체를 인간환경으로 부터 완벽하게 고립시켜 처분장내에 영구적으로 격리시키는 것이다. 그렇지만 정상적이든 비정상적이든 핵종은 항상 유출될 가능성이 있고 설사 이러한 경우라도 충분히 안전한 것을 입증하는 것이 처분장 성능 평가와 안전성평가의 주요한 목적이 된다. 한편 장기간에 걸친 처분 안전성 평가는 전산 프로그램을 통한 이론적 예측에 의해서만 가능하므로, 처분안전성 평가도구의 개발 및 확보의 중요성은 매우 크다고 할 수 있다. 이 연구에서는 처분장이 입지하는 암반 매질에서의 핵종의 이동을 기술할 수 있는 여러 모델을 검토하고, 특정 처분부지에 대한 종합적 안전성 평가를 수행할 수 있는 방법론을 제시할 목적으로 임의의 1개 부지의 지형도및 추정가능한 지질관련 자료를 이용하여 해당 부지에 대한 가상의 핵종 유출 시나리오를 설정하여 부지특성적인 예비 종합 안전성 평가를 수행하여 보았다.

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폐배터리 블랙 매스(black mass) 회수를 위한 파쇄/분급 공정 분석 및 2종 혼합물의 수학적 분쇄 모델링 (Analysis of Crushing/Classification Process for Recovery of Black Mass from Li-ion Battery and Mathematical Modeling of Mixed Materials)

  • 김관호;이훈
    • 자원리싸이클링
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    • 제31권6호
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    • pp.81-91
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    • 2022
  • 리튬이온 배터리의 사용은 전자기기 및 전기차 등의 생산량 증가로 인해 사용량이 크게 증가하고 있으며, 이와 맞물려 향후 폐배터리의 발생량 증가도 예상된다. 따라서 폐배터리를 구성하고 있는 여러 유가 자원 중 Ni, Co, Mn, Li 등이 함유되어 있는 양극 활물질이 매우 중요한 유가 자원으로, 이를 재활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 양극 활물질 회수를 위해서 일반적으로 폐배터리로부터 블랙 매스(Black mass)를 회수하고, 이를 처리하여 주요 금속 자원을 회수한다. 블랙 매스를 회수하는 공정은 폐배터리를 수거-방전-해체-파쇄-분급의 순서로 이루어지며, 본 연구에서는 블랙 매스 회수를 위한 파쇄/분급 공정을 분석하였다. 파쇄/분급 공정을 통해 다양한 공정 산물의 입도 특성을 분석하고, 이 과정에서 생산된 산물의 입도별 형상을 현미경 및 SEM(Scanning Electron Microscopy)-EDS(Energy Dispersive Spectrometer)로 분석하였다. 분석 결과 블랙 매스로 회수되는 입자 중 74 ㎛의 미세한 입자들은 양극/음극 활물질이 전극으로부터 단체분리되어 존재하였지만, 100 ㎛ 이상의 입자들은 전극과 활물질이 붙어있는 상태에서 파쇄에 의해 입도가 감소되어 존재함을 확인하였다. 또한 배터리의 특징인 2종 혼합물(전극과 활물질)이 결합되어 있는 시료에 대해 파분쇄 특성을 모사할 수 있는 PBM(Population Balance Model) 을 개발하였으며, 2종 혼합물의 분쇄 상수를 도출하고 입도 분포 예측 성능을 검증하였다.

압축성을 고려한 분율 흐름 접근 방식에 근거한 삼상흐름모델 개발 (Development of Compressible Three Phases Flow Simulator Based on Fractional Flow Approach)

  • 석희준;고경석
    • 자원환경지질
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    • 제41권6호
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    • pp.731-746
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    • 2008
  • 대부분의 분을 흐름 접근 방식을 따르는 다상흐름모델들은 주로 유체나 매질의 비 압축성을 가정하거나 완전한 삼상 오염물을 다루지 않고 이상 유체 (물 또는 공기, 물 또는 불용융성유체)의 거동만을 다룬다. 그러나 본 연구에서는 유체 및 매질의 압축성과 완전한 삼상 오염물을 가정하는, 분율흐름접근방식을 따르는 수학적 지배방정식을 개발하고, 이를 토대로 압축성 유체 및 매질을 고려한 삼상흐름 수치모의프로그램을 개발하였다 개발된 삼상흐름 수치모의프로그램 (Compressible Multiphase Flow Simulator, CMPS)을 검증하기 위해서 기존에 개발된 비압축성 유체 및 매질을 고려한 삼상흐름수치모의 프로그램인 MPS (Suk and Yeh, 2007; Suk and Yeh, 2008) 및 해석해를 통해서 간접적으로 비교 검증하였다. 비교결과 CMPS와 MPS의 결과와 해석해들은 서로 잘 일치하였다. 따라서 CMPS는 압축성 유체 및 매질을 고려한 삼상흐름 수치모의를 구현 할 수 있는 가능성을 가진다.

폐기물 매립지에서의 가스 거동에 관한 모델 개발과 적용 (Development and Application of a Landfill Gas Migration Model)

  • 박유철;이강근;박철휘;김용우
    • 자원환경지질
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    • 제29권3호
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    • pp.325-333
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    • 1996
  • 폐기물 매립지 내에셔 가스 흐름을 추정하기 위하여 수치 모델을 개발하였다. 가스 흐름은 밀도에 영향 받는 밀도류이고 매립지 내의 매체는 매우 불균질하므로 단순한 수학적 해법으로 가스 흐름을 추정하기 어렵다. Darcy 방정식과 절량 보존의 법칙을 결합하고 이상 기체 방정식을 도입하여 지배방정식을 만들어지고, 이 지배방정식을 유한요소법으로 풀이하였다. 정류상태 모의의 결과는 AIRFLOW 모델에 의한 모의 결과와 일치한다. 부정류 상태 모의 결과는 질량 보존 평가와 일정 시간 후의 결과를 정류상태의 결과와 비교하여 간접적으로 결과의 신뢰성을 평가하였다. 대우건설에서 1993년에 실시한 난지도 매립지 가스 추출 시험 결과를 모델을 사용하여 분석하였다. 개발된 모델은 1994년 재단법인 한국컴퓨터 프로그램 보호회에 등록되었다.

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