• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.497-504
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• 1999

This study presents the physical and engineering characteristics of soil-bentonite admixed liner in I landfill. Main focus was the hydraulic conductivity of compacted soil-bentonite admixed and mechanisms governing low permeable properties of the admixed liner. Laboratory and field tests such as compaction, hydraulic conductivity, density, water content for the soil-bentonite admixed liner were carried out. Quality control criteria for the best construction of the soil-bentonite admixed liner was suggested through laboratory and field test results.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권3호
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• pp.199-206
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• 2017

고준위폐기물을 처분하기 위한 심층 처분시설은 지하 500~1,000 m 깊이의 암반층에 설치된다. 심층 처분시스템의 구성 요소로는 처분용기, 완충재, 뒷채움 및 근계 암반이 있다. 이 중 완충재는 심층 처분시스템에 있어 필수적인 요소인데, 완충재는 지하수 유입으로부터 처분용기를 보호하고, 방사성 핵종 유출을 저지한다. 처분용기에서 발생하는 고온의 열량은 완충재로 전파되기에 완충재의 열물성은 처분시스템의 안정성 평가에 상당히 중요하다고 할 수 있다. 완충재의 열전도도 규명에 대한 연구는 많이 진행되고 있는 반면, 비열에 대한 연구는 미진한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 국내 경주산 압축 벤토나이트 완충재(KJ-II)에 대한 비열 추정 모델을 개발하고자 하였다. 압축 벤토나이트 완충재의 비열은 이중 탐침법을 이용하여 다양한 포화도와 건조밀도에 따라 측정하였으며, 총 33개의 실험 데이터를 토대로 회귀분석을 이용하여 경주 압축 벤토나이트의 비열을 추정할 수 있는 모델을 제시하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권4호
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• pp.341-348
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• 2005

벤토나이트는 낮은 침투성, 높은 수착성, 자체밀봉특성, 내구성 등으로 인해 고준위 방사성 폐기물 처분을 위한 지하처분장에서 완충재 후보물질로 고려되고 있다. 적절한 처분장 조건에서 국내 Ca-벤토나이트에 대하여 지하수 침식에 의한 벤토나이트 입자의 발생 가능성과 발생된 벤토나이트 입자들의 영향에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험결과 비록 벤토나이트의 팽윤압에 의한 암반 균열로의 벤토나이트의 침투는 적었지만 벤토나이트/화강암 경계에서 벤토나이트 입자가 발생될 수 있고 지하수 흐름에 의해 유동될 수 있음을 보였다. 압축된 벤토나이트 블록으로부터 이러한 벤토나이트 입자들의 유동화에는 각기 다른 과정들이 기여하고 있음을 확인하였다. 유량이 크면 클수록, 유출되는 벤토나이트 입자들의 농도가 높게 나타났다. 따라서 실험결과는 지하수 흐름에 의한 벤토나이트 표면의 침식은 침투과정과 함께 화강암 균열에서의 벤토나이트 입자들을 유동시키는 주요한 과정임을 보여준다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제19권4호
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• pp.469-477
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• 2021

Safe storage of spent nuclear fuel in deep underground repositories necessitates an understanding of the long-term alteration of metal canisters and buffer materials. A small-scale laboratory alteration test was performed on metal (Cu or Fe) chips embedded in compacted bentonite blocks placed in anaerobic water for 1 year. Lactate, sulfate, and bacteria were separately added to the water to promote biochemical reactions in the system. The bentonite blocks immersed in the water were dismantled after 1 year, showing that their alteration was insignificant. However, the Cu chip exhibited some microscopic etch pits on its surface, wherein a slight sulfur component was detected. Overall, the Fe chip was more corroded than the Cu chip under the same conditions. The secondary phase of the Fe chip was locally found as carbonate materials, such as siderite (FeCO₃) and calcite ((Ca, Fe)CO₃). These secondary products can imply that the local carbonate occurrence on the Fe chip may be initiated and developed by an evolution (alteration) of bentonite and a diffusive provision of biogenic CO₂ gas. These laboratory scale results suggest that the actual long-term alteration of metal canisters/bentonite blocks in the engineered barrier could be possible by microbial activities.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제26권2호
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• pp.285-293
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• 1994

압축 벤토나이트에서 핵종이동은 확산에 의해 지배된다. 국산 벤토나이트에 대한 음이온핵종의 확산 특성 규명을 위해서 요오드이온을 대상으로 관통확산실험을 수행하였다. 대상매질은 동해안 지역의 벤토나이트를 사용하였으며, 실험용액은 합성 모의지하수에 I-125를 첨가하여 사용하였다. 압축 벤토나이트의 충전밀도는 1.2, 1.4, 1.7Mg/㎥등 세가지로 하였다. 요오드이온의 겉보기확산계수와 유효확산계수는 충전밀도가 증가함에 따라 감소하였고, 이들 확산계수의 값은 각자 3.80-7.12$\times$$10^{-11}$ $m^2$/s와 1.25-7.97$\times$$10^{-12}$ $m^2$/s의 범위에 있었다. 실험결과, 겉보기확산계수는 벤토나이트의 공극구조에 의존하였으며, 유효확산계수는 공극구조는 물론 핵종확산이동에 이용된 유효공극율에 의해 좌우되었다. 본 연구에서 얻어진 결과는 처분장안전성평가의 기초자료로 활용될 것이다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.167-173
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• 2004

The amount of cesium released from the leaching of spent fuels in contact with and without the compacted bentonite bloc]t which was compacted as the density of $1.4g/\textrm{cm}^3$, up to 5.7 years were measured and the empirical formula of the fractional release rate of cesium were derived from these measured values. The empirical formulas show that the long-term release rate of cesium under a repository would become a constant, as about $3{\times}10_{-6}$ fraction/day, after a certain period. The cumulative fractions of cesium released from the spent fuel with bentonite and with copper and stainless steel sheets were steadily increased, but the fraction from bare fuel was rapidly increased and then sluggishly increased. However, the remained value except its gap inventory from the cumulative fraction of cesium released from bare fuel was almost very close to the others. This suggests that the initial release of cesium from bare fuel might be dependant on its gap inventory.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권7호
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• pp.47-55
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• 2007

본 연구에서는 흙-벤토나이트월과 같은 차단벽체에 대한 전기전도도 모니터링 기법의 적용성을 평가하였다. 벤토나이트 함량, 투수계수 및 중금속 농도에 따른 전기전도도 변화를 파악하기 위하여 투수실험과 주상실험을 실시하였다. 흙-벤토나이트 혼합 다짐시편의 전기전도도는 벤토나이트 함량이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 흙-벤토나이트 차단벽체의 투수계수는 벤토나이트 함량과 반비례하는 경향을 나타내었으며, 전기전도도와도 반비례하는 경향을 나타내었다. 주상실험을 통하여 전기전도도 파과곡선과 농도 파과곡선을 동시에 구할 수 있었다. 이 결과는 전기전도도 측정기법이 벽체 내부의 임의 지점에서 중금속의 이동을 감지하고 오염물질의 누출 가능성을 확인하는 유용한 방법으로 활용될 수 있음을 나타낸다. 본 연구결과에 의하면 전기전도도 측정기법이 차단벽체 모니터링에 효과적으로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1090-1099
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• 2006

Tensile strength of soil is one of the important strength parameters in geotechnical engineering. The importance of the tensile strength of soil has been pointed out and given considerable attention in many highway pavements and earthfill dams. Recently, one of tensile strength problems, cracking failure of clay liners which is related to leakage of polluted water has been reported. Thus, the tensile strength of compacted sand-bentonite mixtures, which are used widely in the landfill construction site as clay liners was measured by Improved Unconfined Penetration (IUP) test. In addition, to find out the effects of contamination levels of water on the tensile strength and desiccation crack pattern, different pH levels of water were used for making specimens prepared with three different mixing contents of bentonite.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권5호
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• pp.393-409
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• 2015

Zinc and lead pollution are public environmental issues that have attracted lots of attention for a long time. Landfill leachate contains heavy metals, such as Zn(II) and Pb(II), which are usually related to the pollution of groundwater, especially in developing countries. Bentonite has been proven to be effective in enhancing the membrane property of clay, by which landfill liners can have better barrier performance towards the migration of contaminants. In this study, 5% sodium bentonite amended with locally available Fukakusa clay was utilized to evaluate the membrane behavior towards the heavy metals zinc and lead. The chemico-osmotic efficiency coefficient, ${\omega}$, was obtained through Zn(II) and Pb(II) solutions with different concentrations of 0.5, 1, 5, 10, and 50 mM. According to the results, ${\omega}$ continually decreased as the Zn(II) and Pb(II) concentrations increased, which is consistent with the Gouy-Chapman theory. Compared to normal inorganic ions, the membrane behavior towards heavy metal ions was lower. The migration of heavy metal ions was not observed based on experimental results, which can be attributed to the adsorption or ion exchange reaction. The mechanisms of the membrane performance change were discussed with the assistance of XRD patterns, free swelling results, XRF results, and SEM images.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권10호
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• pp.3359-3366
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• 2021

An engineered barrier system (EBS) for the deep geological disposal of high-level radioactive waste (HLW) is composed of a disposal canister, buffer material, gap-filling material, and backfill material. As the buffer fills the empty space between the disposal canisters and the near-field rock mass, heat energy from the canisters is released to the surrounding buffer material. It is vital that this heat energy is rapidly dissipated to the near-field rock mass, and thus the thermal conductivity of the buffer is a key parameter to consider when evaluating the safety of the overall disposal system. Therefore, to take into consideration the sizeable amount of heat being released from such canisters, this study investigated the thermal conductivity of Korean compacted bentonites and its variation within a temperature range of 25 ℃ to 80-90 ℃. As a result, thermal conductivity increased by 5-20% as the temperature increased. Furthermore, temperature had a greater effect under higher degrees of saturation and a lower impact under higher dry densities. This study also conducted a regression analysis with 147 sets of data to estimate the thermal conductivity of the compacted bentonite considering the initial dry density, water content, and variations in temperature. Furthermore, the Kriging method was adopted to establish an uncertainty metamodel of thermal conductivity to verify the regression model. The R² value of the regression model was 0.925, and the regression model and metamodel showed similar results.