• 방사성폐기물학회지
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• 제14권2호
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• pp.179-188
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• 2016

원자력발전소에서 전기를 생산하고 난 후 발생하는 사용후핵연료 또는 이들 사용후핵연료의 재처리/재활용 공정으로부터 발생하는 고준위폐기물은 인간환경으로부터 안전하게 장기간 격리시켜야 한다. 최근 심부시추공 굴착기술의 획기적인 발전으로 인하여, 방사성폐기물의 심부시추공 처분기술에 대한 연구가 의미 있게 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 심부시추공을 활용하여 고준위 방사성폐기물을 지하 3~5 km 심도에 격리시키는 심부시추공 처분기술의 국내 적용 가능성을 분석하기 위하여 국내 심부 지하환경 특성에 대하여 예비분석 하였다 이를 위하여, 미국 및 유럽권 국가 연구사례와 기술개발 현황을 검토하고, 실제 국내의 심부 지질조건을 검토하기 위하여 고지열 분포지역에 개발 중인 지열 탐사공을 대상으로 3~4 km 심도까지의 암석, 지온 등 특성 자료를 수집, 분석하였다. 결정질 암반 심도 및 지온경사 등 분석 결과와 국내 발생 사용후 핵연료를 바탕으로 심부시추공 처분시스템 구성요소인 처분용기, 밀봉시스템 등에 대하여 예비단계의 개념을 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제24권1호
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• pp.21-31
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• 2014

심부 5 km 내외에 고압의 유체 주입에 의하여 인공저류층을 형성한 후 지열유체를 순환 생산하여 지열발전을 하는 인공저류층 지열시스템의 실현 가능성을 판단하기 위해 다양한 지역에서 인공저류층 지열시스템 실증연구가 진행되고 있다. 본 기술보고는 영국 Rosemanowes 에서 진행된 EGS 실증연구와 호주 Cooper Basin에서 2002년 이래 진행되고 있는 EGS 적용 사례를 소개하여 해당 지역에서 진행된 연구의 경험, 오류, 시사점 등을 정리하고, 향후 한국에서의 실증연구에 활용하고자 작성되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권3호
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• pp.20-30
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• 2006

코아검층, 양수시험 전후의 온도와 전기전도도 검층, 섬도별 지열수의 수질분석, 양수시험시 지열수의 수질변화 관측 을 통하여 포항 흥해지역 심부지열수 ($42.2-47.9^{\circ}C$) 의 수리지화학적 특성을 고찰하였다. 연구지역의 지하지질은 파쇄 정도가 심한 해성 기원의 퇴적암류로 구성되어 있으며, 지열수의 수질은 굴진심도, 해안으로부터의 거리, 양수시간에 따라 달라짐을 보였다. .4 차례의 양수시험시 수온, 전기전도도 변화를 볼 때, 연구지역 지열수의 주 대수층은 심도 540-900 m까지의 유문암에 발달된 파쇄대로 판단된다. 연구지역 지열수의 Na 와 $HCO_3$ 함량이 높은 것은 탄산염과 규산염의 용해가 활발한 내륙쪽에서 유입되는 심부 지하수의 기여 때문으로 판단된다. 연구지역 지열수는 높은 총고용물질, Na, Cl 함량으로 보아 해수의 영향을 많이 받았으나, Na:Cl 몰비가 $0.88{\sim}2.14$ 로 해수의 0.84 보다 높으며, Br:Cl 함량비도 $21.0{\sim}24.9{\times}10^{-4}$ 으로 해수의 $34.7{\times}10^{-4}$ 에서 벗어나고 있어서 물-암석반응에 의해서도 영향을 받았음을 지시한다.

• 터널과지하공간
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• 제23권6호
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• pp.572-580
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• 2013

이 사례연구에서는 스위스 바젤에서 진행되었던 인공지열발전(EGS) 프로젝트인 Deep Heat Mining Basel(DHMB)의 미소진동 관리시스템을 살펴보았다. 인공지열발전 프로젝트에 꼭 필요한 인공지열저류층 생성을 위한 수리자극으로 인해 발생하는 유도진동은 안전관리시스템을 수립하여 수리자극의 압력과 유량을 관리하여야 한다. DHMB프로젝트에서는 수리자극 기간 동안 지속적인 관측활동을 통해 미소진동 발생 진도에 따라 단계별로 대응하는 경보시스템과 커뮤니케이션 대응 절차가 사전에 수립되어 관리되었다. 그러나 수리자극을 위한 주입 완료 후에도 지열저류층에서 발생한 주입이후 진동현상으로 인해 예상보다 큰 지진이 발생하자 프로젝트가 중단되었다. 사후분석 결과 실시간 경보시스템은 주입이후 진동 현상을 감안한 새로운 미소진동 안전관리시스템을 수립하는 것이 필요하다고 확인되었다.

• 융복합기술연구소 논문집
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• 제7권1호
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• pp.1-6
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• 2017

The Heat exchanger for deep geothermal system is very important to enhance the efficiency of the system. The co-axial heat exchanger is used due to the limitation of digging space. The heat transfer on the external surface of outer pipe should be high to receive a large amount of heat from the ground. However, the inner pipe should be insulated to reduce the heat loss and increase the temperature of discharge water. This study made experiment apparatus to describe the co-axial heat exchanger and measure the heat transfer coefficients on the internal and external surface. And the pin-fin was designed and fixed on the internal surface to increase the efficiency of heat exchanger. Finally, we calculated the temperature of discharge water using the heat transfer circuit of co-axial heat exchanger and heat transfer coefficient which from experimental results. The water temperature was reached the ground temperature at -500 m and following the ground temperature. When the water return to the ground surface, the water temperature was decreased due to heat loss. As the pin-fin case, the heat transfer coefficient on the internal surface was decreased by 30% and it mean that the pin-fin help to insulate the inner pipe. However, the discharge water temperature did not change although pin-fin fixed on the inner pipe.

• 지구물리와물리탐사
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• 제10권4호
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• pp.332-344
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• 2007

경북 포항 부근에서 지열에너지 개발을 위하여 굴착된 심부 시추공에서 다양한 물리검층을 수행하였다. 물리검층의 주요 목적은 지층층서 해석, 원위치 물성 평가, 대수층 추정 등이다. 물리검층 자료 중에서 자연감마선검층 자료를 시추공 BH-1호공의 코어검층과 비교하여 제3기 반고결 퇴적층 및 백악기 퇴적층과 관입암 등의 지층 층서를 해석하였다. 원위치 지층 물성 대비도표는, 제3기 퇴적층, 백악기 퇴적층과 관입암 등의 지질 구분에 효과적으로 이용되었다. 시추공 BH-4호공의 심도 1981.3 m에서의 온도는 $82.51^{\circ}C$로 측정되었으나 안정된 상태에서 측정한 시추공 BH-2호공의 온도가 시추직후 교란된 상태에서 측정된 온도보다 높았음을 고려할 때, 실제 온도는 이보다 $5{\sim}6^{\circ}C$ 정도 높을 것으로 예상된다. 온도/전기전도도 변화율검층, 암편로그에서 대수층으로 추정되는 구간이 다수 존재하는 것으로 해석되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.587-590
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• 2005

A detailed geothermal characteristics survey with numerical simulations of the heat transfer in a site for ground source heat pump system is necessary for deploying a shallow geothermal utilization system. Density, specific heat, thermal diffusivity, and thermal conductivity are measured on 91 core samples from a 300 m deep borehole in KIGAM(Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources). The heat flow is estimated from the thermal gradient and average thermal conductivity and the correlation between fracture system and hydraulic conductivity is analyzed. From the obtained ground information of the study site the performance of the ground heat pump system can be analyzed with some detailed numerical simulations for seasonal heat pump operation skill and optimal system design techniques.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.417-421
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• 2004

Self-potential (SP) survey was carried out at Pohang geothermal field. SP measurement showed clear positive anomaly at northern part of the test wells, which can be a up-flow zone of the deep geothermal water due to electrokinetic potential generated by hydrothermal circulation. To give a clearer image of the fluid flow pattern around the test wells, a two-dimensional numerical simulation was applied to construct a numerical block model of the fluid flow system based on SP and magnetotelluric survey results. The result suggests existence of two high permeability zones including the main manifestation area in the northern part of the test wells.

• 자원환경지질
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• 제31권3호
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• pp.185-199
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• 1998

1995~1996년중 부곡 지열수 지역에서 채수한 유형별 자연수를 대상으로 수문지구화학 및 환경동위원소 연구를 수행하였다. 연구 지역에는 물리화학적으로 뚜렷히 구분되는 세 유형의 자연수, 즉 (1) 군접 I (지열수 지역의 중심부에서 산출되고 최대 $77^{\circ}C$의 용출 온도를 갖는 $Na-SO_4$ 유형), (2) 군집 II(외곽부에서 산출되며 다소 낮은 온도를 갖는 $Na-HCO_{3}-SO_{4}$ 유형) 및 (3) 군집 III(지표수나 천층 냉각 지하수로서 $Ca-HCO_3$ 유형)이 함께 산출된다. 군집 I은 Ia 및 Ib로 세분된다. 수문지구화학적 진화는 수 암 반응의 증가에 따라 군집 III$\rightarrow$II$\rightarrow$I의 순으로 진행되었다. 군집 II 및 III의 자연수는 비교적 낮은 수-암 반응, 특히 방해석 및 Na-사장석의 용해 반응에 의해 형성되었지만, 군집 I은 사장석, K 장석, 백운모, 녹려석, 황철석 등과의 높은 수-암 반응에 의해 형성되었다. 용존 황산염의 농도 및 황동위원소 조성은 지열수의 기원 및 전화를 해석하는데 중요한 정보가 된다. 용존 황산염은 퇴적 기원 황철석의 산화에 의해 생성되거나 (군집 Ib의 경우), 또는 열수의 상승 통로인 단열대에 존재하는 마그마 열수기원 황철석의 용해에 의해 생성되었다 (군집 Ia의 경우). 지열 저장지의 온도 규명을 위한 알칼리 이온 지옹계의 적용성은 화학조성을 변화시키는 요인들, 특히 마그네슘이 풍부한 지표수와의 혼합에 의해 제한된다. 그러나 다성분 광물/물 평형계에 대한 열역학적 계산 및 유체포유물 설험 결과, 심부 지열 저장지 (냉각중인 화성암체?)의 온도는 $125^{\circ}C$에 이르는 것으로 판단된다. 환경동위원소 (산소-수소, 삼중수소) 연구에 의하면, 자연수는 모두 상이한 충진 특성을 갖는 강우로부터 기원하였다. 특히 군집 Ia의 물은 심부 지열 저장지까지 심부 순환한 오래된 (40년 이상) 강우로부터 기원하였으며 지표부 물과의 혼합 정도도 낮다. 본 논문에서는 황산염이 풍부한 국내 지열수의 성인 및 진화에 관한 모델을 제시한다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2004년도 임시총회 및 추계학술발표회
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• pp.453-454
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• 2004

Hydrogeochemical and isotopic characteristics were investigated for groundwater of Tertiary basin in southeastern part of Korea where deep drilling is in progress for geothermal investigation. According to geology, aquifer was distinguished as alluvial, tertiary sedimentary bedrock (bedrock groundwater), and fractured volcanic rock (deep groundwater). Groundwater of each aquifer is distinctively separated in Eh-pH conditions and concentrations of Cl, F, B and HCO$_3$. Deep groundwater has very low level 3H and 14C whereas alluvial groundwater has those of recent precipitation level. However one of deep groundwater show mixed characteristics in terms of hydrochemistry which indicates effect of pumping. Deep groundwater have temperature of 38 to 43$^{\circ}C$ whereas bedrock and alluvial groundwater have temperature less than 2$0^{\circ}C$. Fractured basement rock aquifer has different hydrogeologicalsetting from bedrock and alluvial aquifer considering hydrogeochemical and isotopic characteristics, and temperature.