• 터널과지하공간
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• 제17권1호
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• pp.26-31
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• 2007

우리나라에는 현재 고리, 월성, 영광 등 11기의 원자력 발전소가 운영되면서 전체 전력생산량의 40% 이상을 담당하고 있으며, 2006년까지는 12기가 추가 건설되어 총 23기의 원자력 발전소가 운영되어 국내 총 전력생산량의 절반 이상을 담당하게 될 예정이다. 하지만 이러한 원자력 발전은 필연적으로 인체에 유해한 각종 방사성 폐기물을 생산하게 되므로 이에 대한 처분기술은 대단히 높은 안전율을 고려하여 확보되어야 한다. 한국 원자력연구소의 기초연구에 의하면 국내 실정상 지하 암반내 심층처분이 가장 유리한 시스템인 것으로 보고되고 있으며, 그 중에서도 심도 500 m 이상의 고심도 지하 암반내에 터널을 뚫고 터널 바닥면에 처분공을 일렬로 굴착하여 이 처분공 내에 canister로 밀봉된 방사성폐기물을 유기하는 KBS-3 처분 시스템을 제안하고 있다. 본 연구에서는 KBS-3 처분 시스템을 고려할 경우, 필연적으로 야기되는 고심도 지하에서의 초기응력성분이 처분 시스템에 미치는 영향을 분석하기 위해 수치해석을 실시하였으며 이와 함께 제반 설계정수 중에서 초기응력값이 어떠한 비중을 차지하는지를 살펴보았다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권spc호
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• pp.51-62
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• 2020

In this paper, an approach developed by the Finnish nuclear waste management organization, Posiva, for the construction license of a geological repository was reviewed. Furthermore, a computer program based on the approach was developed. By using the computer program, the lifetime of a copper disposal canister, which was a key engineered barrier of the geological repository, was predicted under the KAERI Underground Research Tunnel (KURT) geologic conditions. The computer program was developed considering the mass transport of corroding agents, such as oxygen and sulfide, through the buffer and backfill. Shortly after the closure of the repository, the corrosion depths of a copper canister due to oxygen in the pores of the buffer and backfill were calculated. Additionally, the long-term corrosion of a copper canister due to sulfide was analyzed in two cases: intact buffer and eroded buffer. Under various conditions of the engineered barrier, the corrosion lifetimes of the copper canister due to sulfide significantly exceeded one million years. Finally, this study shows that it is necessary to carefully characterize the transmissivity of rock and sulfide concentration during site characterization to accurately predict the canister lifetime.

• 터널과지하공간
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• 제13권2호
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• pp.138-152
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• 2003

지하 수백미터 심부에 위치하는 고준위방사성 폐기물 처분장에서의 열-역학적 안정성 평가를 위해 FLAC3D를 이용한 3차원 해석이 수행되었다. 효과적인 해석을 위해 FISH프로그램이 작성되었으며 고성과 유성 의 시추부지에서 얻어진 지질, 암반 물성자료가 사용되었다. Factional factorial design을 적용한 실험설계를 거쳐 얻어진 응력, 온도에 대한 민감도 분석이 실시되었으며 이를 통해 처분장 안정성에 영향을 미치는 주요 설계 인자의 선정 및 인자 상호간의 영향을 분석할 수 있었다. 연구 결과 열-역학적 안정성에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 처분공의 간격으로 나타났으며 처분터널의 간격과 완충재의 두께가 그 다음으로 주요한 인자인 것으로 나타났다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권1호
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• pp.41-52
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• 2013

Adequate design of engineered barriers, including canister, buffer and backfill, is important for the safe disposal of high-level radioactive waste. Three-dimensional computer simulations were carried out under different condition to examine the thermal and mechanical behavior of engineered barriers and rock mass. The research looked at five areas of importance, the effect of the swelling pressure, water content of buffer, density of compacted bentonite, emplacement type and the selection of failure criteria. The results highlighted the need to consider tensile stress in the outer shell of a canister due to thermal expansion of the canister and the swelling pressure from the buffer for a more reliable design of an underground repository system. In addition, an adequate failure criterion should be used for the buffer and backfill.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권3호
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• pp.189-199
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• 2010

고준위 방사성 폐기물 처분장의 경우 폐기물의 방사성 붕괴에 의해 열이 발생되며, 암반을 통한 열전달에 의해 처분장 주변 환경이 변화됨으로써 처분장의 안전성에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 지하 처분장 대기의 열전달계수를 결정하는 것은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 Korea Atomic Energy Research Institute Underground Research Tunnel (KURT)에서 내부 환경 인자들의 측정을 통해 강제대류시 열전달계수를 산정하였다. 실험을 위해 KURT 내 히터구간의 막장 벽면에는 길이 2 m, 용량 5 kw의 히터를 삽입하여 암반 내부를 $90^{\circ}C$로 가열하였고, 외부와 연결된 급기용 팬에 의해 신선한 공기를 공급하였다. 연구결과, 외부공기 공급 후 히터구간 대기의 기류속도는 평균 0.81 m/s로 측정되었고 레이놀즈수는 약 310,000~340,000의 값을 나타냈다. 그리고 강제대류조건에서 히터구간 내 계절별 열전달계수는 각각 여름철 $7.68\;W/m^2{\cdot}K$와 겨울철 $7.24\;W/m^2{\cdot}K$의 수치를 나타냈다.

• 터널과지하공간
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• 제34권1호
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• pp.15-27
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• 2024

본 사례연구에서는 사용후핵연료 처분장 건설을 위한 굴착손상영역(EDZ) 평가 및 국내외 실증연구사례를 정리하고 조사하였다. 굴착손상영역은 사용후핵연료 처분장의 성능평가에 중요한 요소로 간주되며, 국내외 여러 국가에서 지하 연구시설 현장 및 실험실 시험을 통해 굴착손상영역의 특성 파악 및 그 범위를 정량적으로 판단하고자 하는 연구들이 수행되어왔다. 굴착손상영역에 대한 이해를 위하여 굴착손상영역의 정의, 역사를 시작으로 굴착손상영역에 영향을 주는 요인과 굴착손상영역으로 인한 영향을 정리하였다. 다음으로 굴착손상영역과 암반 특성에 관한 분석을 수행하였으며, 선행연구를 통해 도출한 일반화된 요약과 한계점, 향후 연구 방향을 제시하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권1호
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• pp.79-92
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• 1996

방사성폐기물 처분후 처분장내에서는 금속의 부식과 셀룰로스 물질의 미생물 분해에 의한 기체가 발생하게 된다. 이 논문에서는 금속부식과 미생물 분해에 의해 발생되는 기체의 발생률을 예측하는 수학적 모델을 검토하고, 그로부터 저준위 방사성폐기물 처분장에 대한 기체 발생률을 예측하여 보았다. 금속성 물질의 부식은 3단계로 일어나며 그중 마지막 단계에서 H$_2$가 발생하게 된다. 셀룰로스 물질의 미생물 분해는 8가지 형태의 박테리아에 의해 일어나는 화학반응에 따라H$_2$, $CO_2$, CH$_4$등이 발생하게 되는데 이는 처분장내의 pH 및 몇몇 화학종의 농도에 따라 반응률이 결정되게 된다. 이 논문에서는 처분후 약10,000년 동안 발생되는 주요 기체의 발생률 및 누적발생 량을 예측하여 보았다. 평가 결과, 중저준위 방사성폐기물 처분장내에서 발생되는 기체는 H$_2$가 가장 많이 발생되는 것을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.470-473
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• 2005

Spent nuclear fuels are regarded as a high level radioactive waste and they will be disposed in a deep geological repository. To maintain the safety of the repository for hundreds of thousands of years, the spent fuels are encapsulated in a disposal canister and the canister containing spent fuels should have the structural integrity and the corrosion resistance below the several hundreds meters from the ground surface. In this study, the concept of the spent fuel encapsulation process and the process equipment fur deep geological disposal were established. To do this, the design requirements, such as the functions and the spent fuel accumulations, were reviewed. Also, the design principles and the bases were established. Based on the requirements and the bases, the encapsulation process and the equipment from spent fuel receiving process to transferring canister into the underground repository including hot cell processes was established. The established concept of the spent fuel encapsulation process and the process equipment will be improved continuously with the future studies. And this concept can be effectively used in implementing the reference repository system of our own case.

• 터널과지하공간
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• 제8권1호
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• pp.26-36
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• 1998

To assess the groundwater flow near high-level radioactive waste repositories, it is important to understand the effect of coupling among thermal, hydraulic, and mechanical effects. In this paper, detailed mathematical approach to model the groundwater flow near the waste form surrounded by buffer, influenced by decay heat of radioactive waste along with stress change is developed. Two cases(1) before the full expansion of buffer and (2) after the full expansion of buffer are modelled. Based on the mathematical models in this paper, detailed numerical study shall be pursued later.

• 터널과지하공간
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• 제12권1호
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• pp.43-51
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• 2002

한국원자력연구소에서는 80년대 말부터 1996년까지 저준위 방사성 영구처분 연구사업을 수행한 바 있으며 2000년부터는 국가원자력중장기연구개발사업의 일환으로 한국원자력연구소와 한국수력원자력주식회사가 동굴 처분 관련 안전성 평가 연구를 공동 수행하고 있다. 본 기술 보고에서는 그 동안 개발된 연구 개발 성과들을 중심으로 중저준위 방사성폐기물 처분장 장기 안전성 평가에서 고려되어야 할 요소들과 현재까지 정립된 안전성 평가 방안들에 관하여 정리하였다.