• 자원환경지질
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• 제56권2호
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• pp.167-183
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• 2023

사용 후 핵연료(SNF: spent nuclear fuel) 지하 처분장에서 발생된 가스는 처분장 내에서 자체로 이동성이 클 뿐 아니라, 처분장 내 방사성핵종 거동에도 영향을 줄 수 있다. 지하 처분장 방벽 내에서 가스-핵종 발생 및 거동 기작에 대한 연구와 가스 거동이 처분장의 안전성에 미치는 영향에 대한 연구가 처분장 건설 이전에 충분히 수행되어져야 함에도 불구하고, 처분장 다중 방벽내 가스-핵종 거동에 대한 연구는 국내는 물론 국외에서 조차 매우 초보적인 단계이다. 본 연구에서는 지하 SNF 처분장 내 가스 발생과 거동 특성과 관련된 국내외 선행연구 결과들을 고찰하여, 가스 발생/거동 기작을 처분장의 수리지질학적 진화과정에 따라 분류하여 설명하였다. 처분장 내 가스 발생을 크게 SNF의 핵분열에 의한 방사성 가스 생성, SNF 저장 용기의 부식에 의한 가스 발생, 지하수의 산화-환원 반응에 의한 가스 생성, 미생물 활동과 천연 방벽 내 지화학적 반응에 의한 가스 생성 등 총 5가지 유형으로 구분하여 정리하였다. 처분장 다중 방벽 내 가스 거동과 관련된 선행연구 자료들을 정리하여, 방벽 내 가스 거동 시나리오를 다공성 매체에서 일어나는 거동 형태에 따라, 총 4가지 형태(① visco-capillary 흐름을 포함하는 공극 내 자유상 가스 이동, ② 공극 수 내 용존상 기체로서 이류 및 확산 이동, ③ 체적팽창에 의한 거동(dilatant pathway), ④ 가압파쇄에 의한 인장 절리 흐름 등)로 구분하여 제시하였다. 본 연구를 통해 고찰한 SNF 처분장의 다중 방벽 시스템 내 가스 발생 기작과 거동 특성자료들은, 향 후 지하 SNF 처분장 내 가스-핵종 거동관련 다양한 실험 및 모델링 연구를 계획하고, 국내 건설할 처분장의 안전성을 가스 거동관점에서 평가하는데 유용하게 사용될 것으로 기대한다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제10권1호
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• pp.11-22
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• 2004

본 연구는 돈분, 계분, 우분을 온도별 혐기배양시 휘발성 저급지방산 발현 양상을 구명하기 위해 수행하였다. 축분은 축산기술연구소에서 사육하는 35일령 산란계의 계분, 체중 50-60kg 육성돈의 돈분, 체중 550kg 한우의 우분을 이용하였다. 축분의 VFAs 발현 양상을 구명하기 위해 밀폐된 상태에서 $10^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $37^{\circ}C$로 하여 6일간 배양하였으며 배양기간 중 24시간마다 canister를 이용하여 VOC 분석용 시료를 채취하였다. 그 결과는 다음과 같다. 1. 배양온도에서 검지 된 아세트산의 량은 6일동안 돈분에서 1,128.05mg/kg, 계분에서628.21mg/kg, 우분에서 592.50mg/kg이 발현되었으며 돈분의 경우 83.87%(946.10mg/kg)가$25^{\circ}C$에서 발현되었고 이 중 83.57%가 3일령, 4일령과 5일령에 집중적으로 나타났다. 계분의 경우 $25^{\circ}C$ 처리구에서 45.36%(284.93 mg/kg), $37^{\circ}C$에서 35.05%(220.17mg/kg)로 나타나 주로 $25^{\circ}C$ 이상에서 발현한 것으로 특징지어졌다. 우분의 경우 57.49%(340.63mg/kg)가 $25^{\circ}C$에서 발현되었고 이 중 78.79%가 3일령, 4일령과 5일령에 발현되었다. 2. 배양온도에서 검지 된 프로피온산의 량은 6일 동안 돈분에서 238.56mg/kg, 계분에서 162.14mg/kg, 우분에서 155.49mg/kg이 발현되었으며 돈분의 경우 78.52%(187.32mg/kg)가 $25^{\circ}C$에서 발현되었고 이 중 79.1%가 3일령, 4일령과 5일령에 집중적으로 나타났다. 계분의 경우 $25^{\circ}C$ 처리구에서 35.12%(56.95mg/kg), $37^{\circ}C$에서 45.89%(74.40mg/kg)로 나타나 주로 $25^{\circ}C$ 이상에서 발현한 것으로 특징지어졌다. 우분의 경우 $10^{\circ}C$ 처리구에서 28.21%(43.86mg/kg), $25^{\circ}C$에서 49.30% (76.66mg/kg)로 나타나 주로 $25^{\circ}C$ 이하에서 발현한 것으로 나타났다. 3. 배양온도에서 검지 된 뷰틸산의 량은 6일 동안 돈분에서 1,463.87mg/kg, 계분에서 96.72mg/kg, 우분에서 129.18mg/kg이 발현되었으며 돈분의 경우 93.31%(1,365.95mg/kg)가 $25^{\circ}C$에서 발현되었고 이 중 87.92%가 3일령, 4일령과 6일령에 집중적으로 나타났다. 계분의 경우 $37^{\circ}C$ 처리구에서 76.60%(74.09 mg/kg)로 발현되었고 이 중 88%가 1일령, 2일령과 5일령에 집중적으로 나타났다. 우분의 경우 61.55%(79.51mg/kg)가 $25^{\circ}C$에서 발현되었고 이 중 89.6%가 1일령, 3일령과 4일령에 집중적으로 나타났다. 4. 배양온도에서 검지된 이소밸릭산의 량은 6일 동안 돈분에서 6,885.99mg/kg, 계분에서 307.47mg/kg, 우분에서 399.28mg/kg이 발현되었으며 돈분의 경우 $25^{\circ}C$ 처리구에서 28.22%(1,943.52mg/kg), $37^{\circ}C$에서 68.76%(4,734.90mg/kg)로 나타나 주로 $25^{\circ}C$ 이상에서 발현한 것으로 나타났다. 계분의 경우 $37^{\circ}C$ 처리구에서 59.89%(184.13mg/kg)로 발현되었고 이중 100%가 2일령과 3일령에 집중적으로 나타났다. 우분의 경우 $25^{\circ}C$ 처리구에서 48.56%(193.90mg/kg), $37^{\circ}C$에서 46.93%(187.40mg/kg)로 나타나 주로 $25^{\circ}C$ 이상에서 발현한 것으로 나타났다.