• Title/Summary/Keyword: geological properties

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Surface Modification of Bentonite for the Improvement of Radionuclide Sorption

  • Hong, Seokju;Kim, Jueun;Um, Wooyong
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.1-12
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    • 2022
  • Bentonite is the most probable candidate to be used as a buffer in a deep geological repository with high swelling properties, hydraulic conductivity, thermal conductivity, and radionuclide sorption ability. Among them, the radionuclide sorption ability prevents or delays the transport of radionuclides into the nearby environment when an accident occurs and the radionuclide leaks from the canister, so it needs to be strengthened in terms of long-term disposal safety. Here, we proposed a surface modification method in which some inorganic additives were added to form NaP zeolite on the surface of the bentonite yielded at Yeonil, South Korea. We confirmed that the NaP zeolite was well-formed on the bentonite surface, which also increased the sorption efficiency of Cs and Sr from groundwater conditions. Both NaP and NaX zeolite can be produced and we have demonstrated that the generation mechanism of NaX and NaP is due to the number of homogeneous/heterogeneous nucleation sites and the number of nutrients supplied from an aluminosilicate gel during the surface modification process. This study showed the potential of surface modification on bentonite to enhance the safety of deep geological radioactive waste repository by improving the radionuclide sorption ability of bentonite.

Preliminary Selection of Safety-Relevant Radionuclides for Long-Term Safety Assessment of Deep Geological Disposal of Spent Nuclear Fuel in South Korea

  • Kyu Jung Choi;Shin Sung Oh;Ser Gi Hong
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.451-463
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    • 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.

암반의 구조적 및 공학적 특성을 고려한 가용절취량 산정 (Estimation of Usable Cut-out Volume Considering the Structural and Engineering Properties of Rock Mass)

  • 이창섭;홍관석;조태진
    • 지질공학
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    • 제11권1호
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    • pp.101-113
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    • 2001
  • 절취암의 물량산정과 사석의 절취 효율성을 판단하기 위한 목적으로 욕망산 인근지역의 지반조사를 실시하였다. 조사지역은 경상분지 동남부의 지질구조를 지배하는 양산단층대의 말단에 위치하여 안산암질암, 유문암질암 등의 화산암류와 이를 관입하고 있는 화강암으로 구성되어 있으며, 북북동-남남서 방향의 우수향 주향이동단층에 의해 규제되고 있다. 단층들은 분포된 절리의 간격과 빈도수 그리고 절리면 압축강도에 직접적인 영향을 끼치고 있다. 절리빈도는 단층면 인접지역에서 최대치를 나타내고 단층에서 멀어짐에 따라 감소된다. 지질조사를 기초로하여 구조도를 작성하고 이를 활용한 채취물량의 산정 결과 현장의 공사에 필요한 암편의 최소 크기를 고려할 때 채취 물량은 암반(기반암)체적의 61%인 4,018,000m$^3$이며, 표토와 풍화암이 포함된 욕망산 체적의 48%에 해당된다.

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남극 브랜스필드 해협의 해저면 반사계수 특성 (Chartacteristics of Water-bottom Reflection Coefficients in Bransfield Strait, Antarctic Peninsula)

  • 진영근;홍종국;이덕기
    • 지구물리
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    • 제2권4호
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    • pp.241-250
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    • 1999
  • 남극 브랜스필드 해협에서 획득한 탄성파 자료로부터 다중반사파와 해저면 반사파의 진폭비를 이용하여 해저면 반사계수를 구하였다. 시험 자료처리 결과에 의하면 측점에 따른 심한 변동오차를 감소시키기 위하여 이동평균이 효과적임을 보여준다. 계산된 해저면 반사계수와 해저면 물성에 반영된 지질환경과의 관련성을 분석하였다. 중부 브랜스필드분지 지역에서는 퇴적물의 공급원으로부터의 거리가 멀수록 반사계수가 감소하는 변화양상이 우세하여, 사면 근처에서는 0.12∼0.2 사이, 분지의 중심에서는 0.1∼0.12 사이의 반사계수를 나타낸다. 서부 브랜스필드분지에서 지역적으로 나타나는 빙하침식 지형에서는 반사계수가 0.2∼0.3의 범위 내에서 변하였으며, 확장중심의 화산분출물이 노출된 지역은 0.2 이상의 큰 반사계수를 나타냈다. 또한 지체구조운동에 의해 상승작용을 받은 고지층들이 후기의 빙하침식작용에 의해 해저면에 드러난 지역에서는 해저면 반사계수가 비교적 크게 나타났다.

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가속신경망에 의한 암반물성의 추정 (Estimation of Engineering Properties of Rock by Accelerated Neural Network)

  • 김남수;양형식
    • 터널과지하공간
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    • 제6권4호
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    • pp.316-325
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    • 1996
  • A new accelerated neural network adopting modified sigmoid function was developed and applied to estimate engineering properties of rock from insufficient geological data. Developed network was tested on the well-known XOR and character recognition problems to verify the validity of the algorithms. Both learning speed and recognition rate were improved. Test learn on the Lee and Sterling's problems showed that learning time was reduced from tens of hours to a few minutes, while the output pattern was almost the same as other studies. Application to the various case studies showed exact coincidence with original data or measured results.

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Microstructure, mineralogy and physical properties: techniques and application to the Pusan Clay

  • Locat, Jacques;Tanaka, Hiroyuki
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 1999년도 준설 및 환경매립에 관한 학술세미나
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    • pp.15-31
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    • 1999
  • The Pusan Clay is analyzed hereafter from a point of view of mineralogy and microstructure. Results indicate that the Pusan Clay is basically illitic in nature and that the soil microstructure reveals some characteristics which could be responsible for its brittle behavior as observed from sample disturbance. The overall analysis would tend to consider that the Pusan Clay profile analyzed here shows mechanical properties similar to well structured soils or so-called cemented soils.

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산불발생지역에서 상부토층의 공학적 특성 변화 (Change for Engineering Properties of Top Soils in the Wildfire Area)

  • 송영석;채병곤;김경수
    • 지질공학
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    • 제17권2호
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    • pp.225-233
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    • 2007
  • 산불이 발생될 경우 상부 토층의 공학적 특성을 변화시키게 되고, 이러한 변화는 산사태의 발생요인으로 작용하게 된다. 산불로 인한 토질의 공학적 특성변화를 조사하기 위하여 토질시료를 채취하여 각종 토질시험을 실시하였다. 토질시료는 최근 산불이 발생된 강원도 양양일대에서 채취하였다. 그리고 산불로 인하여 상부토층이 연소된 정도에 따라 완전연소구간, 중간연소구간, 산불 미발생구간으로 구분하여 채취하였다. 각 구간에서의 토질시험결과, 완전 및 중간연소구간에서의 비중과 건조단위중량은 산불 미발생구간에서 보다 작게 발생된다. 이는 산불로 인하여 흙입자의 전기력 및 이온 성분 변화와 토질 내 유기물이 연소되어 발생된 것으로 판단된다. 투수계수는 중간연소구간에서 가장 작게 나타나고, 완전연소구간에서는 가장 크게 나타난다. 산불이 발생될 경우 토층상부에는 불투수성의 막이 형성되는데 이는 중간연소구간에서는 존재하지만 완전연소구간에서는 붕괴가 발생된다. 즉, 약 $400^{\circ}C$이상의 높은 온도에서는 불투성의 막이 붕괴가 일어남을 알 수 있다.

이산화탄소 지중저장을 위한 포항분지 시추코어의 공극구조 분석 (An Analysis of Pore Network of Drilling Core from Pohang Basin for Geological Storage of CO2)

  • 박지환;박형동
    • 터널과지하공간
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    • 제26권3호
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    • pp.181-191
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    • 2016
  • 이산화탄소 지중저장 시 암석 내부의 공극구조는 지층 내 이산화탄소의 거동에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 포항분지 영일만 지역에서 채취한 시추코어를 대상으로 X선 단층촬영 기법을 이용해 3차원 영상을 취득하고, 그 내부에 대한 정량적인 분석을 실시하였다. 세 가지 목표지층인 심도 740 m, 780 m, 810 m 부근에서 채취한 사암 시료(T1, T2, T3)의 공극률은 각각 25.22%, 23.97%, 6.28%로 분석되었다. 등가직경, 공극 부피, 공극 표면적, 국부두께 분석을 수행하였으며, 그 결과 T1, T2 시료가 T3 시료에 비해 이산화탄소 지중저장에 더 적합한 것으로 나타났다. 본 연구의 분석 결과는 이산화탄소 주입 조건 결정, 지층 내 이산화탄소 유동 해석 등에 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

금정산 산지습지의 지질학적 특성 (Geological Characteristics of a Wetland in Mt. Geumjeong)

  • 차은지;함세영;김현지;이정환;정재열;옥순일
    • 한국습지학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.1-12
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    • 2010
  • 본 연구에서는 비교적 도심 가까이에 위치하는 부산광역시 금정산 산지습지의 지질학적 특성을 규명하였다. 야외조사와 실내분석에 의해서 금정산 산지습지의 지형, 지질, 구조지질학적 특성, 습지로부터의 거리에 따른 암석의 강도, 습지의 토양단면, 토양의 화학적 특성을 파악하였다. 금정산 습지의 기반암은 각섬석화강암이며, 습지 주변의 각섬석화강암과 유문암질암의 절리의 주향은 대체로 남북방향, 동서방향, 북동-남서방향이며 $60^{\circ}$ 이상의 급한 절리 경사각을 가지고 있다. 또한 습지에 가까울수록 암석의 강도가 낮아지고 풍화도는 높아짐을 알 수 있다. X선 회절분석에 의하면, 습지 토양시료에는 카올리나이트, 몬모릴로나이트, 깁사이트가 나타나며, 이는 장석의 풍화산물임을 지시한다. 습지 토양의 단면은 지표에서부터 O, A, B, C층의 순서로 놓여 있으며, 유기물 함량은 토양의 심도가 깊어질수록 감소하는 경향성을 보이고 있다. 또한 습지 토양의 무기물 성분 중 $K^+$$Na^+$의 농도가 높게 나타나며, 이는 장석의 풍화에서 유래함을 지시한다.

지중환경 내 지질 매체가 질산염의 탈질 반응에 미치는 영향에 대한 고찰 (The Effect of Geological Media on the Denitrification of Nitrate in Subsurface Environments)

  • 전지훈;이우춘;이상우;김순오
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제25권2_spc호
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    • pp.16-27
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    • 2020
  • Nitrate contamination has received much attention at local as well as regional scales. The domestic situation is not out of exception, and it has been reported to be very serious, particularly within agricultural areas as a result of excessive usage of nitrogen fertilizers. Meanwhile, nitrate can be naturally attenuated by denitrification in subsurface environments. The denitrification occurs through biotic (biological) and abiotic processes, and numerous previous studies preferentially focused the former. However, abiotic denitrification seems to be significant in specific environments. For this reason, this study reviewed the previous studies that focused on abiotic denitrification processes. Firstly, the current status of nitrate contamination in global and domestic scales is presented, and then the effect of geological media on denitrification is discussed while emphasizing the significance of abiotic processes. Finally, the implications of the literature review are presented, along with future research directions that warrant further investigations. The results of previous studies demonstrated that several geological agents could play a vital role in reducing nitrate. Iron-containing minerals such as pyrite, green rust, magnetite, and dissolved ferrous ion are known to be powerful electron donors triggering denitrification. In particular, it was proven that the rate of denitrification by green rust was comparative to that of biological denitrification. The results indicate that abiotic denitrification should be taken into account for more accurate evaluation of denitrification in subsurface environments.