• 제목/요약/키워드: Radionuclide diffusion

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유한 격판 근사 방법에 의한 고화체로부터의 방사성 핵종의 용출율 장기 예측 (Long-Term Prediction of Radionuclide Leaching from Waste Matrix by Finite-Slab Approximation Method)

  • Doh, Jeong-Yeul;Lee, Kun-Jai
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제20권3호
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    • pp.197-202
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    • 1988
  • 장기 용출율을 예측하기 위하여 유한 격판 근사 방법이 개발되었다. 이 방법은 폐기물 고화체에서의 방사성 동위원소 확산 특성이 고화체 형태에 관련되지 않고 체적/면적비 (V/S)와 확산계수에만 의존한다는 가정에 근거하고 있다. 결과적으로 용출율은 동일 체적/면적비를 갖는 유한 격판을 기술하는 방정식의 해로 표시할 수 있다. 유한 격판 근사 방법을 사용한 계산 결과는 유한 원통과 유한 구형에 관한 확산 해석에 관한 해와 비교되었다. 여기서 도출된 단순 모델은 다른 모델과의 비교 결과 잘 일치하고 있고 방사성 핵종의 용출 현상에 관한 장기 예측에 전반적인 응용이 가능한 것을 보여준다.

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Simulation of the Migration of 3H and 14C Radionuclides on the 2nd Phase Facility at the Wolsong LILW Disposal Center

  • Ha, Jaechul;Son, Yuhwa;Cho, Chunhyung
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.439-455
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    • 2020
  • Numerical model was developed that simulates radionuclide (3H and 14C) transport modeling at the 2nd phase facility at the Wolsong LILW Disposal Center. Four scenarios were simulated with different assumptions about the integrity of the components of the barrier system. For the design case, the multi-barrier system was shown to be effective in diverting infiltration water around the vaults containing radioactive waste. Nevertheless, the volatile radionuclide 14C migrates outside the containment system and through the unsaturated zone, driven by gas diffusion. 3H is largely contained within the vaults where it decays, with small amounts being flushed out in the liquid state. Various scenarios were examined in which the integrity of the cover barrier system or that of the concrete were compromised. In the absence of any engineered barriers, 3H is washed out to the water table within the first 20 years. The release of 14C by gas diffusion is suppressed if percolation fluxes through the facility are high after a cover failure. However, the high fluxes lead to advective transport of 14C dissolved in the liquid state. The concrete container is an effective barrier, with approximately the same effectiveness as the cover.

고리 원자력 발전 단지 사고 발생에 따른 방사능 물질 확산 가능성의 계절적 특성 연구 (Numerical Estimates of Seasonal Changes of Possible Radionuclide Dispersion at the Kori Nuclear Power Plants)

  • 김지선;이순환;박강원;이성광;최세용;조규찬;이혁우
    • 한국환경과학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.425-436
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    • 2018
  • To establish initial response scenarios for nuclear accidents around the Kori nuclear power plants, the potential for radionuclide diffusion was estimated using numerical experiments and statistical techniques. This study used the numerical model WRF (Weather Research and Forecasting) and FLEXPART (Flexible Particle dispersion model) to calculate the three-dimensional wind field and radionuclide dispersion, respectively. The wind patterns observed at Gijang, near the plants, and at meteorological sites in Busan, were reproduced and applied to estimates of seasonally averaged wind fields. The distribution of emitted radionuclides are strongly associated with characteristics of topography and synoptic wind patterns over nuclear power plants. Since the terrain around the power plants is complex, estimates of radionuclide distribution often produce unexpected results when wind data from different sites are used in statistical calculations. It is highly probable that in the summer and autumn, radionuclides move south-west, towards the downtown metropolitan area. This study has clear limitations in that it uses the seasonal wind field rather than the daily wind field.

International Joint Research for the Colloid Formation and Migration in Grimsel Test Site: Current Status and Perspectives

  • Sang-Ho Lee;Jin-Seok Kim;Bong-Ju Kim;Jae-Kwang Lee;Seung Yeop Lee;Jang-Soon Kwon
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.455-468
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    • 2022
  • Colloid Formation and Migration (CFM) project is being carried out within the Grimsel Test Site (GTS) Phase Ⅵ. Since 2008, the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) has joined CFM to investigate the behavior of colloid-facilitated radionuclide transport in a generic Underground Research Laboratory (URL). The CFM project includes a long-term in-situ test (LIT) and an in-rock bentonite erosion test (i-BET) to assess the in-situ colloid-facilitated radionuclide transport through the bentonite erosion in the natural flow field. In the LIT experiment, radionuclide-containing compacted bentonite was equipped with a triple-packer system and then positioned at the borehole in the shear zone. It was observed that colloid transport was limited owing to the low swelling pressure and low hydraulic conductivity. Therefore, a postmortem analysis is being conducted to estimate the partial migration and diffusion of radionuclides. The i-BET experiment, that focuses more on bentonite erosion, was newly designed to assess colloid formation in another flow field. The i-BET experiment started with the placement of compacted bentonite rings in the double-packer system, and the hydraulic parameters and bentonite erosion have been monitored since December 2018.

KURT 부지 환경에 위치한 가상의 처분 시설에서 누출되는 방사성 핵종의 이동을 Time Domain에서 해석하는 방법에 관한 연구 (Radionuclides Transport from the Hypothetical Disposal Facility in the KURT Field Condition on the Time Domain)

  • 황영택;고낙열;최종원;조성석
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.295-303
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    • 2012
  • 한국원자력연구원의 지하처분연구시설인 KURT 주변의 지하수 유동 환경과 관련하여 수집 및 분석된 자료를 바탕으로, 가상의 처분장에서 누출된 방사성 핵종의 이동 현상을 시간 영역(time domain)에서 계산하였다. KURT에서 실시된 현장 시험에서 밝혀진 수리지질학적 특성을 바탕으로 지하수 유동 모의를 실시하였고, 그 결과를 통해 파악된 지하수 유동 경로를 따라 방사성 핵종이 이동하는데 걸리는 시간은 시간 영역에서 용질 이동 모의를 하는 TDRW(Time Domain Random Walk) 방식을 통해 평가하였다. 이류(advection)와 분산(dispersion) 현상 외에 방사성 핵종의 붕괴(decay), 평형 흡착(equilibrium sorption), 암반 기질로의 확산(matrix diffusion) 현상이 용질의 이동 시간에 영향을 주는 것으로 설정되었다. 모의 결과를 통해 방사성 핵종과 지하 매질의 특성에 의한 흡착 현상, 기질 확산 현상이 핵종 이동에 미치는 영향이 분석되었으며, 방사성 핵종의 연쇄 KURT 부지 환경에 위치한 가상의 처분 시설에서 누출되는 방사성 핵종의 이동을 Time Domain에서 해석하는 방법에 관한 연구 반응에 의한 영향도 평가하였다. KURT 부지 환경에서 지표로 유출될 수 있다고 계산된 방사성 핵종의 유출량은 처분장에서 누출될 수 있는 양의 $10^{-3}$배 미만이었고, 암반 기질로의 확산 및 흡착이 고려되면 그 비율이 더욱 낮아졌다. 본 연구에서 사용된 핵종 이동 모의 방법은 방사성붕괴나 흡착, 확산 등 이동 지연 현상을 고려하면서 핵종의 이동 시간을 계산할 수 있어 안전성 평가에서 요구되는 심부 지하에서의 방사성 핵종 이동 관련 자료를 작성하는데 활용될 수 있을 것이다.

단일균열 핵종이동모델에 관한 연구 -수리분산확산모델과 국부통로확산모델의 특성- (Study on Radionuclide Migration Modelling for a Single Fracture in Geologic Medium : Characteristics of Hydrodynamic Dispersion Diffusion Model and Channeling Dispersion Diffusion Model)

  • 금동권;조원진;한필수;박헌휘
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제26권3호
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    • pp.401-410
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    • 1994
  • 실험실 규모의 인공균열 추적자 이동실험을 통해 지하매질의 단일균열을 위한 핵종이동 모델중 수리 분산확산모델 및 국부통로확산모델의 타당성이 연구되었다. 사용된 추적자는 비수착성으로 알려진 우라닌과 소디움 리그노설포네이트 이었으며 적용유량은 0.4에서 1.5cc /min의 범위였다. 최적화법으로 모델들의 관련 매개변수들을 구하였으며 모델과 실험결과를 비교하였다. 실험에서 우라닌은 암석내로의 확산이 중요한 인자임을 보여주었고, 두 물질 모두 균열 표면에서의 수착은 중요하게 작용하지 않았다. 두 모델의 암석 확산을 나타내는 매개변수값들은 서로 잘 일치하였다. 모사결과에 따르면 유량변화시 두 모델은 정량적으로 같은 결과를 주었으나, 균열길이는 다른 크기로 두 모델에 영향을 주었다. 즉, 균열길이가 커짐에 따라 국부통로화산모델의 파과곡선 퍼짐성 (dispersivity)이 수리분산화산모델의 파과곡선 퍼짐성보다 증가하였다. 실험과 모델들의 일치는 위 두모델들이 단일 균열 시스템을 해석하는데 매우 유용함을 입증하였다.

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Nanoporous graphene oxide membrane and its application in molecular sieving

  • Fatemi, S. Mahmood;Arabieh, Masoud;Sepehrian, Hamid
    • Carbon letters
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    • 제16권3호
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    • pp.183-191
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    • 2015
  • Gas transport through graphene-derived membranes has gained much interest recently due to its promising potential in filtration and separation applications. In this work, we explore Kr-85 gas radionuclide sequestration from natural air in nanoporous graphene oxide membranes in which different sizes and geometries of pores were modeled on the graphene oxide sheet. This was done using atomistic simulations considering mean-squared displacement, diffusion coefficient, number of crossed species of gases through nanoporous graphene oxide, and flow through interlayer galleries. The results showed that the gas features have the densest adsorbed zone in nanoporous graphene oxide, compared with a graphene membrane, and that graphene oxide was more favorable than graphene for Kr separation. The aim of this paper is to show that for the well-defined pore size called P-7, it is possible to separate Kr-85 from a gas mixture containing Kr-85, O2 and N2. The results would benefit the oil industry among others.

균열암반에서 방사성 붕괴사슬과 콜로이드를 동반한 방사성 핵종의 이동에 관한 이론적 연구 (A Theoretical Study on the Colloid-facilitated Radionuclide Transport with Decay Chain in the Fractured Rock)

  • 박진백;황용수;강철형
    • 터널과지하공간
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    • 제13권1호
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    • pp.20-32
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    • 2003
  • 균열암반에서 콜로이드를 동반한 방사성 핵종의 이동을 핵종붕괴사슬과 주변암반으로제한적 분자확산을 고려하여 모사하였다. 암반 내 핵종 이동을 모사하기 위한 핵종이동 시스템과 지배 방정식 및 초기/경계 조건을 설정하여 반 해석해를 도출하였으며, 수치적 라플라스 역변환을통하여 반해석해의 검증을 실시하였다. 유사콜로이드의 반응상수가 균열 내에 미치는 영향과 콜로이드의 여과작용이 핵종이동에 미치는 영향 그리고 주변 암반으로 제한적 확산이 핵종이동에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 지하수 내에 존재하는 유사 콜로이드의 양이 많아질수록 균열 내 방사성 핵종이동의 가속현상이 크게 나타났으며 여과 계수가 모든 핵종에 대하여 $10^{-3}$ (m$^{-1}$)보다 클 경우 여과에 의한 핵종 지연을 무시할 수 없었다. 콜로이드 존재로 인한 핵종가속과 더불어, 주변암반으로 방사성핵종의 분자확산이 제한적일 경우에 예측된 핵종가속현상은 확산깊이가 적을수록 더 커지는 것을 알 수 있었고, 이때 가속에 영향을 주는 유효확산깊이가 존재하는 것을 발견할 수 있었다. 또한 주변암반의 저지계수가 클수록 제한적 확산깊이에 따른 핵종들의 가속범위의 증가를 볼 수 있었다.

입자추적법을 사용한 암반균열에서 핵종이동 해석 (Interpretation of Migration of Radionuclides in a Rock Fracture Using a Particle Tracking Method)

  • Chung Kyun Park;Pil Soo Hahn;Douglas J. Drew
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제27권2호
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    • pp.176-188
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    • 1995
  • 지하처분된 방사성핵종의 이동 해석방식으로서 입자추적법을 도입하였다. 입자추적법은 암반균열대와 같은 흐름장이 불균일하고 복잡할 때 물질이동을 모사할 수 있는 방법이다. 암반층에서 방사성핵종은 주로 암반사이에 발달한 균열을 따라 이동하는데, 초기연구자들은 균열틈을 평행판 사이의 간격으로 가정하였으나, 실제 균열은 이보다 복잡다양해서 실제 물질 이동과는 상당한 오차가 존재하였다. 이 논문에서는 이를 극복하기 위해 가변균열폭 국부통로모형을 도입하여, 균열대 내부는 2차원적인 균열폭의 분포를 가지며, 핵종은 균열내에서 상대적으로 큰 균열폭을 따라 이동이 주로 일어나는 국부이동이 라는 점을 제시하였다. 또한 개발한 이동모델의 타당성 입증차원에서 자연균열을 가진 화강암을 사용하여 방사성 핵종 이동 실험을 수행하였다. 추적자로서 지하수와 같은 이동특성을 가진 삼중수소와 요오드를 사용하였다. 화강암 균열대 특성을 파악하기 위해 균열이 있는 윗 암석면에 11개의 시추공을뚫고 수리전도 시험을 수행하였다. 실험자료와 전산모사치를 비교해 본 결과, 가변균열폭국부통로 개념에 물질이동모델로 입자추적법을 결합한 모델이 암반균열에서 핵종이동 해석방법으로 유용하였다. 또한 핵종은 균열 내에서 상대 적으로 큰 국부통로를 따라 주로 이동하며, 이동방향과 직각인 암반매질내로 확산도 상당한 비율로 일어났다.

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Tc-99m hydroxymethylene diphosphonate scintigraphy, computed tomography, and magnetic resonance imaging of osteonecrosis in the mandible: Osteoradionecrosis versus medication-related osteonecrosis of the jaw

  • Ogura, Ichiro;Sasaki, Yoshihiko;Sue, Mikiko;Oda, Takaaki;Kameta, Ayako;Hayama, Kazuhide
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제49권1호
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    • pp.53-58
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    • 2019
  • Purpose: To present characteristic findings of Tc-99m hydroxymethylene diphosphonate (HMDP) scintigraphy, computed tomography (CT), and magnetic resonance (MR) imaging for osteonecrosis in the mandible, especially osteoradionecrosis(ORN) and medication-related osteonecrosis of the jaw(MRONJ). Materials and Methods: Thirteen patients with MRONJ and 7 patients with ORN in the mandible underwent Tc-99m HMDP scintigraphy, CT, and MR imaging (T1-weighted images[T1WI], T2-weighted images[T2WI], short inversion time inversion recovery images[STIR]), diffusion-weighted images[DWI], and apparent diffusion coefficient [ADC] mapping). The associations of scintigraphy, CT, and MR imaging findings with MRONJ and ORN were analyzed using the chi-square test with the Pearson exact test. Results: Thirteen patients with MRONJ and 7 patients with ORN in the mandible showed low signal intensity on T1WI and ADC mapping, high signal intensity on STIR and DWI, and increased uptake on scintigraphy. Periosteal bone proliferation on CT was observed in 69.2% of patients with MRONJ(9 of 13) versus 14.3% of patients with ORN(1 of 7)(P=0.019). Conclusion: This study presented characteristic imaging findings of MRONJ and ORN on scintigraphy, CT, and MR imaging. Our results suggest that CT can be effective for detecting MRONJ and ORN.