• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제42권1호
• /
• pp.17-36
• /
• 2010

In this study, we compare the mass release rates of radionuclides(1) from waste forms arising from the KIEP-21 pyroprocessing system with (2) those from the directly-disposed pressurized-water reactor spent fuel, to investigate the potential radiological and environmental impacts. In both cases, most actinides and their daughters have been observed to remain in the vicinity of waste packages as precipitates because of their low solubility. The effects of the waste-form alteration rate on the release of radionuclides from the engineered-barrier boundary have been found to be significant, especially for congruently released radionuclides. the total mass release rate of radionuclides from direct disposal concept is similar to those from the pyroprocessing disposal concept. While the mass release rates for most radionuclides would decrease to negligible levels due to radioactive decay while in the engineered barriers and the surrounding host rock in both cases even without assuming any dilution or dispersal mechanisms during their transport, significant mass release rates for three fission-product radionuclides, $^{129}I$, $^{79}Se$, and $^{36}Cl$, are observed at the 1,000-m location in the host rock. For these three radionuclides, we need to account for dilution/dispersal in the geosphere and the biosphere to confirm finally that the repository would achieve sufficient level of radiological safety. This can be done only after we have known where the repository site would by sited. the footprint of repository for the KIEP-21 system is about one tenth of those for the direct disposal.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.225-234
• /
• 2023

In the design of HLW repositories, it is important to confirm the performance and safety of buffer materials at high temperatures. Most existing models for predicting hydraulic conductivity of bentonite buffer materials have been derived using the results of tests conducted below 100℃. However, they cannot be applied to temperatures above 100℃. This study suggests a prediction model for the hydraulic conductivity of bentonite buffer materials, valid at temperatures between 100℃ and 125℃, based on different test results and values reported in literature. Among several factors, dry density and temperature were the most relevant to hydraulic conductivity and were used as important independent variables for the prediction model. The effect of temperature, which positively correlates with hydraulic conductivity, was greater than that of dry density, which negatively correlates with hydraulic conductivity. Finally, to enhance the prediction accuracy, a new parameter reflecting the effect of dry density and temperature was proposed and included in the final prediction model. Compared to the existing model, the predicted result of the final suggested model was closer to the measured values.

• 터널과지하공간
• /
• 제29권4호
• /
• pp.215-229
• /
• 2019

본 기술보고에서는 세계 최초로 사용후핵연료의 지층처분장 건설에 착수한 핀란드의 방사성폐기물 처분사업과 연구현황을 기술하였다. 핀란드는 1977년 원자력발전을 시작하였고, 현재 4기의 원자력발전소를 운영 중에 있다. 1993년부터 상세 부지조사가 진행되어 2001년에 올킬루오토(Olkiluoto)가 지층 처분의 부지로 최종 확정되었으며, 2015년에 건설허가가 발급되었다. 2020년대에 정부에 의해 운영허가가 나면 세계 최초로 지층처분장을 운영하는 사례가 될 것이다. 올킬루오토 부지에 있는 부지특화 지하연구시설인 온칼로(ONKALO)에서는 처분장의 안전성 검증을 위한 다양한 연구들이 수행되었다. 핀란드의 사용후핵연료 처분 부지 암반은 결정암질로 KBS-3 처분개념을 사용하기에, 결정암질 암반이 주를 이루는 한국 또한 유사한 처분개념을 고려 중이다. 핀란드 내의 중저준위 폐기물 처분장 운영 현황과 현재까지 진행된 지층처분장 부지조사 및 선정단계를 포함한 전 과정을 소개하고, 현지 지하연구시설인 온칼로에서의 최신 암반역학 및 수리지질학적 실험 및 수치해석 등의 연구들을 정리하였다. 마지막으로 핀란드의 사례를 바탕으로 한국의 방사성폐기물 처분사업을 위한 방향을 제시한다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.151-159
• /
• 2012

선진핵주기 고준위폐기물 처분시스템의 개념설계를 위하여 가상의 처분장 부지인 KURT 시설 부지의 지질조건에서 A-KRS의 입지 후보영역을 선정하였다. 부지의 모암은 한반도에 폭넓게 분포하는 중생대 화강암을 대표하는 것으로 열수변질작용을 받은 흔적이 있으며, 지표수와 지하수계는 일차적으로 지형의 영향을 받아 부지에서 남동진하여 금강으로 배출된다. 부지 내에서 확인된 단열대는 2 등급 규모로서 N-S와 E-W 주향으로 우세하게 분포한다. A-KRS 입지 후보영역을 제안하기 위하여 부지 내에서 공간적으로 -500 m 심도까지 발달되는 것으로 예상되는 단열대를 교차하지 않고 동시에 단열대로부터 50 m 이상의 충분한 이격거리를 갖는 조건에서 처분장 규모의 영역을 확보할 수 있는지를 분석하였다. 분석 결과, 본 부지의 중앙부에 우세하게 분포하는 남북 방향의 주향을 갖는 단열대의 서쪽 영역의 -200 m 이하 심도에서 충분한 영역을 확보할 수 있는 것으로 확인되었다. 단열대의 분포 특성을 감안할 때 부지의 좌하단 영역이 지질학적, 수리지질학적 측면에서 A-KRS 입지 영역으로 가장 양호한 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제16권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2018

A simplified flowsheet for pyroprocessing commercial spent fuel is proposed in which the only salt treatment step is actinide drawdown from electrorefiner salt. Actinide drawdown can be performed using a simple galvanic reduction process utilizing the reducing potential of gadolinium metal. Recent results of equilibrium reduction potentials for Gd, Ce, Nd, and La are summarized. A description of a recent experiment to demonstrate galvanic reduction with gadolinium is reviewed. Based on these experimental results and material balances of the flowsheet, this new variant of the pyroprocessing scheme is expected to meet the objectives of minimizing cost, maximizing processing rate, minimizing proliferation risk, and optimizing the utilization of geologic repository space.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제6권4호
• /
• pp.265-282
• /
• 2008

중 저준위 방사성폐기물 처분 부지의 부지특성조사 결과를 이용하여 처분장 부지의 지하수 유동체계를 이해하기 위한 수치 모델링을 수행하였다. 부지의 투수성 단열대 및 암반단열의 분포 특성에 근거하여 단열망 모델을 구축하고, 이를 이용하여 생성된 10개의 수리전도도장을 지하수 유동 모델링에 반영한 추계론적 Hybrid-EPM 방법으로 수치 모델을 구성하였다. 10회의 지하수 유동 모델링 결과, 처분 부지의 지하수두 및 지하수 흐름은 지표 근처에서 지형적인 요소에 크게 지배를 받는 것으로 나타나며 처분장 심도에서는 주변에 존재하는 투수성이 높은 단열대에 의해 영향을 받음을 확인할 수 있었다. 특히, 처분 시설 건설 중 사일로 주변 지역에서 수위 강하가 크게 발생하는 것으로 분석되었다. 처분 시설 폐쇄한 후 지하수위는 1년 이내에 급속히 회복되며, 대략 2년이 지난 후 완전히 회복 될 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제9권2호
• /
• pp.102-113
• /
• 1999

결정질 암반에 설치되는 처분공과 처분터널의 구조적 안정성을 평가하기 위해 UDEC과 3DEC을 이용하여 2차원해석과 3차원 해석의 결과를 비교 분석함으로써 불연속면의 존재, 처분공 사이의 간격 등이 처분터널과 처분공의 안정성에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 2차원 및 3차원 불연속 해석모델에서 최대주응력 및 파괴발생 가능성이 큰 지점은 터널과 불연속면 사이의 암반이다. 또한 처분공을 포함하는 해석단면에 대한 2차원 및 3차원 해석결과, 합리적인 결과를 얻기 위해서는 3차원 해석이 필요함을 제시할 수 있었다. 그리고 처분공 간격이 8m에서 3m로 감소하더라도 처분터널의 역학적인 안정성에는 큰 변화가 발생하지 않는 것으로 나타났다

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제25권1호
• /
• pp.63-70
• /
• 1993

암반동굴 타입의 저준위방사성폐기물 처분장의 보수적인 안전성평가를 처분장 선원항 REPS 모델을 사용하여 수행하였다. 신뢰할만한 핵종별 침출율 예측을 위하여 REPS 모델에서 콘크리트 구조물의 열하시간, 부석의 형태와 부식율. 드럼표면의 부식면적 비, 그리고 핵종의 특성등이 고려되고 있다. 예비평가의 결과로 Cs-137, Ni-63, Sr-90등이 주요한 핵종임을 알 수 있다. 파라메타의 불확실성과 민감도분석을 위하여 라틴하이퍼큐브 샘플링과 Rank Correlation 기법이 사용되었다. 침입자 시나리오를 적용하였을 경우의 예상 피폭선량도 허용치 이하임과 처분장의 환경영향평가에 있어서 비교적 불확실성이 적은 Near Field의 중요성에 대한 인식이 새롭게 강조되어야 할 필요가 있음을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제26권1호
• /
• pp.78-89
• /
• 1994

콘크리트 구조물과 점토성 되메움재로 구성된 중저준위 방사성폐기물처분장 인공방벽으로 부터의 핵종유출률이 평가되었다. 네 종류의 유출경로가 고려되었으며, 각 유출경로가 방사성핵종의 총유출률에 미치는 영향이 분석되었다. 입력변수 간의 불확실도가 핵종유출률 분석에 미치는 영향을 정량화하기 위해 Latin Hypercube 표본추출 방법이 이용되었으며, 그 결과 얻어진 유출률 분포는 적합도검증을 통하여 결정되었다. 마지막으로 최대유출률의 범위가 통계적방법에 의해 95% 신뢰도수준으로 추정되었다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.451-463
• /
• 2023

With South Korea increasingly focusing on nuclear energy, the management of spent nuclear fuel has attracted considerable attention in South Korea. This study established a novel procedure for selecting safety-relevant radionuclides for long-term safety assessments of a deep geological repository in South Korea. Statistical evaluations were performed to identify the design basis reference spent nuclear fuels and evaluate the source term for up to one million years. Safety-relevant radionuclides were determined based on the half-life criteria, the projected activities for the design basis reference spent nuclear fuel, and the annual limit of ingestion set by the Nuclear Safety and Security Commission Notification No. 2019-10 without considering their chemical and hydrogeological properties. The proposed process was used to select 56 radionuclides, comprising 27 fission and activation products and 29 actinide nuclides. This study explains first the determination of the design basis reference spent nuclear fuels, followed by a comprehensive discussion on the selection criteria and methodology for safety-relevant radionuclides.