KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
/
v.41
no.2
/
pp.123-131
/
2021
The buffer is a key component of an engineered barrier system that safeguards the disposal of high-level radioactive waste. Buffers are located between disposal canisters and host rock, and they can restrain the release of radionuclides and protect canisters from the inflow of ground water. Since considerable heat is released from a disposal canister to the surrounding buffer, the thermal conductivity of the buffer is a very important parameter in the entire disposal safety. For this reason, a lot of research has been conducted on thermal conductivity prediction models that consider various factors. In this study, the thermal conductivity of a buffer is estimated using the machine learning methods of: linear regression, decision tree, support vector machine (SVM), ensemble, Gaussian process regression (GPR), neural network, deep belief network, and genetic programming. In the results, the machine learning methods such as ensemble, genetic programming, SVM with cubic parameter, and GPR showed better performance compared with the regression model, with the ensemble with XGBoost and Gaussian process regression models showing best performance.
Time-dependent behavior similar to secondary deformation related to mineral dissolution is easily observed when performing a laboratory pressure experiment. In this research, to observe the dissolution of quartz found in bentonite used as buffer material for the geological disposal of high-level waste (HLW) under conditions of high pH, we calculated the diffusion of $OH^-$ ions and the behavior of quartz dissolution using the homogenization analysis method. The results reveal that the rate of quartz dissolution is proportional to the temperature and interlayer water thickness. In particular, in a high-pH environment, the reacted area (and therefore the dissolution rate) increases with decreasing interlayer water thickness.
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
/
v.20
no.4
/
pp.501-510
/
2022
The nuclear criticality analyses considering burnup credit were performed for a spent nuclear fuel (SNF) disposal cell consisting of bentonite buffer and two different types of SNF disposal canister: the KBS-3 canister and small standardized transportation, aging and disposal (STAD) canister. Firstly, the KBS-3 & STAD canister containing four SNFs of the initial enrichment of 4.0wt% 235U and discharge burnup of 45,000 MWD/MTU were modelled. The keff values for the cooling times of 40, 50, and 60 years of SNFs were calculated to be 0.79108, 0.78803, and 0.78484 & 0.76149, 0.75683, and 0.75444, respectively. Secondly, the KBS-3 & STAD canister with four SNFs of 4.5wt% and 55,000 MWD/MTU were modelled. The keff values for the cooling times of 40, 50, and 60 years were 0.78067, 0.77581, and 0.77335 & 0.75024, 0.74647, and 0.74420, respectively. Therefore, all cases met the performance criterion with respect to the keff value, 0.95. The STAD canister had the lower keff values than KBS-3. The neutron absorber plates in the STAD canister significantly affected the reduction in keff values although the distance among the SNFs in the STAD canister was considerably shorter than that in the KBS-3 canister.
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;Kim, Seong-Gi;Choi, Heui-Joo;Lee, Yang
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
/
v.6
no.3
/
pp.217-224
/
2008
In deep geological disposal system, the integrity of a disposal canister having spent fuels is very important factor to assure the safety of the repository system. This disposal canister is one element of the engineered barriers to isolate and to delay the radioactivity release from human beings and the environment for a long time so that the toxicity does not affect the environment. The main requirement in designing the deep geological disposal system is to keep the buffer temperature below 100$^{\circ}C$ by the decay heat from the spent fuels in the canister in order to maintain the integrity of the buffer material. Also, the disposal canister can endure the hydraulic pressure in the depth of 500 m and the swelling pressure of the bentonite as a buffer. In this study, new concept of the disposal canister for the CANDU spent fuels which were considered to be disposed without any treatment was developed and the thermal stability and the structural integrity of the canister were analysed. The result of the thermal analysis showed that the temperature of the buffer was 88.9$^{\circ}C$ when 37 years have passed after emplacement of the canister and the spacings of the disposal tunnel and the deposition holes were 40 m and 3 m, respectively. In the case of structural analysis, the result showed that the safety factors of the normal and the extreme environment were 2.9 and 1.33, respectively. So, these results reveal that the canister meets the thermal and the structural requirements in the deep geological disposal system.
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
/
v.2
no.2
/
pp.105-112
/
2004
A waste container, one of the key components of a multi-barrier system in a potential high level radioactive waste (HLW) repository in Korea ensures the mechanical stability against the lithostatic pressure of a deep geologic medium and the swelling pressure of the bentonite buffer. Also, it delays potential release of radionuclides for a certain period of time, before it is corroded by intruding impurities. Even though the material of a waste container is carefully chosen and its manufacturing processes are under quality assurance processes, there is a possibility of initial defects in a waste container during manufacturing. Also, during the deposition of a waste container in a repository, there is a chance of an incident affecting the integrity of a waste container. In this study, the appropriate Features, Events, and Processes(FEP's) to describe these incidents and the associated scenario on radionuclide release from a container to the biosphere are developed. Then the total system performance assessment on the Initial waste Container Failure (ICF) scenario was carried out by the MASCOT-K, one of the probabilistic safety assessment tools KAERI has developed. Results show that for the data set used in this paper, the annual individual dose for the ICF scenario meets the Korean regulation on the post closure radiological safety of a repository.
Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
/
2003.11a
/
pp.229-232
/
2003
A waste container, one of the key compartments in a multi-barrier system for a potential high level radioactive waste (HLW) repository in Korea ensures the mechanical stability against the lithostatic pressure of a deep geologic strata and the swelling pressure of the bentonite buffer. Also, it prohibits potential release of radionuclides for a certain period of time. before it is corroded by impurities. Even though the materials of a waste container is carefully chosen and all manufacturing processes are under heavy quality assurance, there might be a slight chance of intial defects in a waste container. Also, during the deposition of a waste container in a repository, there might be a chance of an incident affecting the integrity of a waste container. In this study, the FEP's and the scenarios over radiological impact of a potential initial waste container defect was developed. Then the total system performance assessment on this initial waste container failure (ICF) scenario was carried out by the MASCOT-K, one of the probabilistic safety assessment tools KAERI has developed. Results show that for the data set studied in this paper, the annual individual dose by the ICF scenario well meets the KINS regulation.
Two different kinds of nuclear power plants produce a substantial amount of spent fuel annually in Korea. According to the current projection, it is expected that around 60,000 MtU of spent fuel will be produced from 36 PWR and APR reactors and 4 CANDU reactors by the end of 2089. In 2006, KAERI proposed a conceptual design of a geological disposal system (called KRS, Korean Reference disposal System for spent fuel) for PWR and CANDU spent fuel, as a product of a 4-year research project from 2003 to 2006. The major result of the research was that it was feasible to construct a direct disposal system for 20,000 MtU of PWR spent fuels and 16,000 MtU of CANDU spent fuel in the Korean peninsula. Recently, KAERI and MEST launched a project to develop an advanced fuel cycle based on the pyroprocessing of PWR spent fuel to reduce the amount of HLW and reuse the valuable fissile material in PWR spent fuel. Thus, KAERI has developed a geological disposal system for high-level waste from the pyroprocessing of PWR spent fuel since 2007. However, since no decision was made for the CANDU spent fuel, KAERI improved the disposal density of KRS by introducing several improved concepts for the disposal canister. In this paper, the geological disposal systems developed so far are briefly outlined. The amount and characteristics of spent fuel and HLW, 4 kinds of disposal canisters, the characteristics of a buffer with domestic Ca-bentonite, and the results of a thermal design of deposition holes and disposal tunnels are described. The different disposal systems are compared in terms of their disposal density.
Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
/
v.12
no.1
/
pp.37-43
/
2014
A parametric sensitivity to the annual exposure dose rate to the farming exposure group has been deterministically carried out for three principal elements identified in the near-field of the pyroprocessed waste repository system as a series study of Part 1 of the coupled paper with the same title. Credit time for both metal and ceramic containers, annual nuclide release rete and the degree of loss of bentonite buffer around the container are selected and investigated deterministically for important nuclides. To this end the A-KRS has been assessed and then compared among each other with the normal, the worst, and the best case scenarios associated with their extreme values these elements could have. All the elements are shown to be sensitive to the results as was in Part 1. Methodology studied through this study and the results are expected to make a good feedback to the repository design.
In deep geological disposal of high-level radioactive waste, the surrounding rock at the immediate vicinity of the deposition hole may experience localized changes in permeability due to in-situ stress at depth, swelling pressure from resaturated bentonite buffer, and the heat generated from the decay of radioactive isotopes. In this study, experimental data on changes in permeability of granite, a promising candidate rock type in South Korea, were obtained by applying various confining pressures and temperature conditions expected in the actual disposal environment. By conducting the permeability test on KURT granite specimens under three or more hydrostatic pressure conditions, the relation in which the permeability decreases exponentially as the confining pressure increases was derived. The temperature-induced changes in permeability were found to be negligible at temperatures below the expected maximum of 90℃. In addition, by establishing a relation in which the initial permeability is proportional to the power of the initial porosity, it was possible to estimate permeability value for granite with a specific porosity under a certain confining pressure.
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.