• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.25-33
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• 2020

본 연구에서는 기존 차수재가 수분과의 팽윤성을 갖는 특징을 개선하기 위해 모래, 칼슘-벤토나이트 및 겔화제 혼합물의 트리클로로에틸렌(TCE) 반응에 따른 투수 특성을 평가하였다. 이를 위해 연구 재료의 기본적인 특성 분석, 투수시험을 진행하였다. 투수계수는 칼슘-벤토나이트 혼합 비율이 증가함에 따라 감소하였으며, 겔화제 혼합 비율이 증가함에 따라 증가하였다. 결론적으로, 칼슘-벤토나이트 15%, 겔화제 30% 이상 혼합 시 지하수 유동에서의 투수계수는 α × 10^-4 cm/sec 이상으로 분석되어 지하수 유동을 차단하지 않는 것으로 분석되었다. 또한 TCE 반응 시 혼합차수물의 투수계수는 α × 10^-7 cm/sec 이하로 분석되어, 차단층 투수계수 조건(1.0 × 10^-6 cm/sec 미만)을 만족하였다. 따라서 칼슘-벤토나이트와 겔화제는 TCE로 오염된 토양 및 지하수에 선택적 투수능 변환 특성을 보이는 차수재로서 활용이 가능하다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제20권4호
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• pp.469-488
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• 2022

Technology for high-level-waste disposal employing a multibarrier concept using engineered and natural barrier in stable bedrock at 300-1,000 m depth is being commercialized as a safe, long-term isolation method for high-level waste, including spent nuclear fuel. Managing heat generated from waste is important for improving disposal efficiency; thus, research on efficient heat management is required. In this study, thermal management methods to maximize disposal efficiency in terms of the disposal area required were developed. They efficiently use the land in an environment, such as Korea, where the land area is small and the amount of waste is large. The thermal effects of engineered barriers and natural barriers in a high-level waste disposal repository were analyzed. The research status of thermal management for the main bedrocks of the repository, such as crystalline, clay, salt, and other rocks, were reviewed. Based on a characteristics analysis of various heat management approaches, the spent nuclear fuel cooling time, buffer bentonite thermal conductivity, and disposal container size were chosen as efficient heat management methods applicable in Korea. For each method, thermal analyses of the disposal repository were performed. Based on the results, the disposal efficiency was evaluated preliminarily. Necessary future research is suggested.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권4호
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• pp.393-400
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• 2006

고준위폐기물 심지층 처분장 설계시 주요한 고려인자는 완충재의 건전성 유지를 위하여 폐기물로부터 발생되는 열로 인하여 완충재의 온도가 $100^{\circ}C$를 넘지 않도록 하는 것이다. 본 연구에서는 이러한 요건을 만족하는 고준위폐기물 심지층 처분장 배치를 위하여 처분터널 및 처분공 간격에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여, 기준 처분개념을 바탕으로 사용후핵연료의 냉각기간 및 처분터널/처분공 간격을 다양하게 설정하여, 처분시스템에서의 열적 안정성 해석 및 결과를 비교분석하였다. 분석결과, 처분장 열적 요건을 만족하는 배치는 처분터널의 간격 보다는 처분공 간격을 조절하여 배치하는 것이 유리한 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 심지층 처분시설 설계시 활용될 것이다. 향후, 정확한 부지특성 자료를 통한 상세한 분석이 수행되면, 분석결과의 불확실성을 줄일 것이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권1호
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• pp.123-136
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• 2018

본 연구의 목적은 고준위폐기물 처분기술 개발과 관련하여 현장실증 연구를 위해 사용될 공학규모 이상의 균질 완충재 블록을 제작하기 위한 새로운 방법론을 제시하는 것이다. 이와 관련하여 플롯팅 다이(floating die) 방식의 프레스 재하 및 냉간등방압프레스(CIP; Cold Isostatic Press) 기법을 국내 최초로 완충재 제작에 적용하였다. 또한 소요 밀도기준을 충족하는 완충재 블록을 생산하기 위한 최적의 제작조건(프레스 및 CIP의 소요 압력)과 현장 적용성을 분석하였다. 상기 기법의 적용을 통해 완충재 블록 내 밀도분포 편차가 현저히 감소하였으며, 이와 동시에 평균 건조밀도가 소폭 상승하고 약 5%의 크기가 감소하였다. 또한 CIP 적용을 통해 응력이완(stress release) 현상이 감소하고, 이로 인해 시간 경과에 따른 표면균열 발생이 현저히 저감됨을 시험제작을 통해 확인하였다. 본 연구에서 제시된 방법론은 공학규모 이상의 균질한 완충재 블럭을 성형할 수 있으며, 또한 이는 선진핵주기 고준위폐기물처분시스템(AKRS; Advanced Korea Reference Disposal System of HLW)의 완충재 소요 밀도기준을 충족하는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.605-612
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• 2003

In this study, the performance of the cut-off wall with the specific functional adsorption layers(containing SAC), which are formed in order to block harmful materials such as heavy metal ions contained in leachate (or outflow water) from either waste landfills or exhausted mines, was Investigated by determining experimental data such as hydraulic conductivities, unconfined compression strengths, adsorption capacities. The performance was compare to those of the present cut-off wall materials such as clay, bentonite-mixed soil, and soil-cement.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제17권2호
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• pp.67-75
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• 2000

Cosmetic industries have recently developed sun-block products, which are composed of W/O or O/W emulsion system. It was very difficult for waterproofing product to show the stability in W/O emulsion with $TiO_{2}$. To enhance the stability of W/O emulsion, it needs to be combined with the water and oil soluble components as the gelling agents. The emulsifiers used in W/O were 3.0% of cetyl dimethicone copolyol, 2.0% of sorbitan sesquioleate as the basic emulsifiers, and 0.6% of quaternium-18 bentonite and 1.5% of dextrin palmitate as stabilizer were used. The content of titanium dioxide was optimized up to 8.0%. Titanium dioxide was used as the UV scattering powder coated with $Al_{2}O_{3}$(UV-sperse T40/TN). The sunscreen cream prepared with W/O emulsion system by using QB and DP showed higher stability than that of W/O emulsion system by using each QB and DP. W/O emulsion from Formula 3 for passing one year was very durable more than F1 and F2. Within W/O emulsion by observing F1, F2 and F3 for one year, F3 was more excellent than F2 and F3 when they were observed at RT, $4^{\circ}C$, $40^{\circ}C$, because F3 used the mixed QB and DP in W/O emulsion. The zeta potential for F1, F2, and F3 after one year were 21, 30 and 43, respectively. From these result F3 was found best stable emulsion. The in-vitro SPF value for F3 was 35 for the initial product at room temperature and also, the in-vitro SPF values of F3 was 32 for after one year. Finally, the mean in-vivo SPF value of 10 volunteers for F3 was 27.3 by the Korea cosmetic association made the rules of SPF.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.1-7
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• 2024

본 연구에서는 지중 내 오염물질(TPH, Phenol)의 확산 방지를 위해 오염 발생시에만 선택적으로 차수성능을 발현하는 차수재를 제조하고자 하였다. 선택적차수재의 구성물질로는 주문진규사, 벤토나이트, 폴리올레핀 엘라스토머, 스필하운드 마린을 사용하였으며, 본 연구에서는 구성물질들의 활용가능성을 평가하기 위해 기초 특성 및 환경유해성을 확인하였으며 오염물질과의 접촉 24시간 후 변화되는 투수특성을 비교하여 차수재로서 사용가능성을 확인하였다. 각 구성물질의 pH는 일반 지하수 pH 범위와 유사하였으며 독성특성 및 유해물질 용출가능성 분석결과 기준치 이하의 함량을 보여 환경유해성은 없다고 판단되었다. 또한 오염물질 접촉 전‧후 투수계수를 비교하였을 때, 접촉 전 α × 10^-3cm/sec 내외의 투수계수가 오염물질과 접촉 이후 α × 10^-6cm/sec로 감소된 결과를 보여 차수재의 비오염 상황에서는 투수성과 오염발생시 차수성능 발현을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.33-39
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• 2022

오염물질이나 지하수의 흐름 및 유출의 차단, 해수 침투 방지 및 노후화된 제체의 보수·보강 등을 목적으로 활용되는 Cement-Bentonite 차수벽에 혼합되는 시멘트 일부를 GGBS로 치환하여 사용하는 Slag-Cement-Bentonite 차수벽은 높은 강도와 낮은 투수계수, 우수한 내구성 및 내화학성 등의 여러 장점으로 지하수 제어가 필요한 여러분야에서 다양하게 활용되고 있다. 그러나 이와같은 장점에도 불구하고 국내에서는 Slag-CB 차수벽에 대한 다양한 연구가 이루어지지 않아 적용사례가 많지 않으며, 특히, 시멘트를 대체하여 혼합되는 GGBS는 생산되는 국가에 따라 성질이 상이하여 국내 Slag-CB 차수벽의 활용성을 높이기 위해서는 국내에서 생산되는 GGBS를 활용한 Slag-CB 차수벽에 대한 다양한 연구가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 Slag-CB 차수벽의 활용성을 향상시키기 위해 국내에서 생산되는 GGBS를 혼합한 Slag-CB 차수벽의 GGBS 치환율에 따른 블리딩율, 응결시간, 강도 및 차수성 등을 평가하였다. 그 결과, 국내에서 생산된 GGBS를 혼합한 Slag-CB 차수벽은 CB 차수벽에 비해 낮은 블리딩율과 우수한 강도 및 차수성을 보였으며, 이러한 성능향상은 GGBS 치환율이 높을수록 더욱 효과적인 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.89-103
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• 2024

처분 환경에서는 혐기성 부식, 방사선 분해, 미생물 분해와 같은 다양한 원인으로 처분용기와 완충재의 경계면에서 기체가 발생할 수 있다. 기체의 발생 속도가 완충재 내부에서의 확산 속도보다 빠를 경우, 완충재 내부에 기체가 압축되어 공극 압력이 증가함으로써 완충재의 물리적 손상을 유발할 수 있다. 특히 이때 발생한 균열을 통해 기체돌파현상이라 불리는 급격한 기체 이동 현상과 함께 방사성 핵종이 누출될 가능성이 있다. 따라서 처분 시스템의 안전성 평가를 위해서는 이러한 기체 발생 및 이동 현상에 대한 이해가 필수적이다. 이 연구에는 완충재 내 기체 이동 현상 규명을 위한 시험 장치를 문헌 연구를 통해 구축하고, 이를 활용하여 한국형 처분 시스템의 완충재 후보 물질 중 하나인 Bentonile WRK (Clariant Ltd.) 분말로 제작한 압축 시료에 대한 기체 주입 시험을 수행하였다. 시험 결과, 완충재 내 기체돌파현상 발생 지점에서 일반적으로 관측되는 특성인 응력 및 압력의 급격한 상승 경향이 뚜렷하게 관찰되었다. 또한 완충재 팽윤으로 기인한 응력의 범위는 4.7~9.1 MPa이었으며, 기체 유입 압력으로 간주할 수 있는 기체돌파현상 발생 시의 압력은 약 7.8 MPa로 확인되었다. 구축된 장치는 향후 완충재의 초기 물성 및 기체 주입 실험 초기 조건에 대한 데이터베이스 구축을 위한 다양한 실험에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권2호
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• pp.183-202
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• 2019

고준위방사성폐기물의 처분터널 및 처분공 간격을 결정하고 처분시스템의 성능을 평가하기 위해서는 열-수리-역학적인 복합 거동 변화에 대한 이해가 반드시 필요하고 이를 반영하여 해석해야만 한다. 하지만 한국형 기준 처분시스템에서의 처분터널 및 처분공 간격을 결정하기 위해 수행된 기존의 연구들은 이러한 복합거동 특성을 반영하지 않고 열 해석 결과만을 근거로 처분시스템을 설계하였다. 따라서 본 연구에서는 열-수리-역학적인 복합거동 특성을 반영하여 한국형 기준 처분시스템의 성능을 TOUGH2-MP/FLAC3D를 이용하여 평가하였다. 고준위방사성폐기물이 처분된 이후 방사성 붕괴열에 의해 처분시스템의 온도는 급격히 증가하다가 붕괴열의 감소로 온도는 서서히 감소하였으며, 해석 기간 1,000년 동안 벤토나이트 완충재의 최고 온도는 설계 기준인 $100^{\circ}C$ 이하로 유지되는 것으로 나타났다. 처분용기와 벤토나이트 완충재의 계면에서의 최고 온도는 약 3.21년이 지난 시점에 용기의 중간 지점에서 약 $96.2^{\circ}C$로 나타났으며, 암반에서의 최고 온도는 폐쇄 후 약 17년이 지난 시점에서 약 $68.2^{\circ}C$로 계산되었다. 처분용기 부근 벤토나이트 완충재는 처분 초기에 온도 변화에 따른 건조현상이 발생하여 포화도가 감소하지만, 시간이 지남에 따라 주변 암반으로부터의 지하수 유입에 의해 포화도가 증가하는 것으로 계산되었다. 이후, 벤토나이트 완충재 및 뒷채움재 모두 약 266년 이후 완전히 포화되는 것으로 계산되었다. 처분시스템에서의 온도 변화에 따른 열응력 그리고 벤토나이트 완충재 및 뒷채움재의 팽윤압으로 인한 응력 변화가 처분장 주변 암반에 미치는 영향을 평가하고자 수치해석에서 계산된 응력을 스폴링 강도(spalling strength)와 Mohr-coulomb 파괴 기준식과 비교하였다. 계산 결과 일축압축강도와 스폴링 강도에 도달하지 않는 것으로 나타나 처분시스템이 스폴링에 의한 파괴는 나타나지 않을 것으로 판단되며, Mohr-coulomb 파괴 기준 역시 충족하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용된 수치해석 코드와 방법론은 다양한 조건에서의 한국형 기준 처분시스템에 대한 성능평가뿐만 아니라, 복층 처분시스템에 대한 설계와 성능평가에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.