• 제목/요약/키워드: waste form characterization

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방사성폐기물의 심층 처분을 위한 부지특성조사 방법론 해외 사례 연구 (Review of Site Characterization Methodology for Deep Geological Disposal of Radioactive Waste)

  • 박경우;김경수;고용권;조영욱;지성훈
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.239-256
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    • 2017
  • 방사성폐기물 지층 처분을 위한 부지 선정 과정에서 심층 처분장의 안전성을 평가하는데 필요한 입력 자료를 제공하기 위해 부지특성조사를 수행한다. 본 논문에서는 부지특성조사를 선도하여 수행하였던 해외 사례를 분석하고, 국내에서 방사성폐기물 처분을 위해 수행해야 할 부지특성조사 방법을 제안하고자 하였다. IAEA가 고려하는 부지특성조사 방법은 단계별 부지특성조사로 본 논문에서 소개된 해외의 경우도 이 방법을 따르고 있는데, 부지특성조사는 시기별, 조사 항목별로 다수의 지역에서 개략적인 부지의 정보를 도출하는 예비 부지특성조사와 조사 결과 선정된 지역에서 보다 자세한 부지특성자료를 생산하기 위한 상세 부지특성조사로 구분할 수 있다. 특히, 상세 부지특성조사 단계에서는 조사지역에 장심도 시추공을 굴착하여 심부 영역에 대한 지질 특성을 바탕으로, 수리지질, 수리-지화학, 암석역학, 열, 용질이동에 대한 특성을 도출해야 한다. 단계별 부지특성조사를 통해 도출된 부지 고유의 지질환경 특성은 부지특성모델로 구축되어야 하는데, 이를 종합하여 해석해야 비로소 조사지역의 부지특성을 이해하고, 지층 처분에 보다 유리한 부지를 최종 후보지역으로 선정할 수 있는 것이다. 해외 사례를 살펴본 결과, 부지특성조사 단계에 소요되는 시간은 대략 7~8년이 소요될 것으로 예상되나, 이를 계획하고 수행하는 시스템이 뒷받침 되지 않을 경우 보다 지연될 수 있을 것이다.

해체 콘크리트 폐기물 최종처분을 위한 시멘트 고화체 특성 평가 (Characterization of Cement Waste Form for Final Disposal of Decommissioned Concrete Waste)

  • 이윤지;황두성;이기원;정경환;문제권
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.271-280
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    • 2013
  • 원자력 발전소와 연구시설의 해체 시 다량의 오염된 방사성 콘크리트 폐기물이 발생한다. 현재 국내에는 연구로 1, 2호기의 해체와 제염사업이 진행 중이며, 약 800여 드럼 (200 L)의 콘크리트 폐기물이 발생하였다. 이들 방사성 콘크리트 폐기물은 최종처분을 위해 200 L 드럼에 덩어리 크기의 콘크리트를 채우고, 시멘트 모르타르 형태로 제조한 입자상 폐기물로 빈 공간을 채우며 혼용 고정화 및 안정화하는 일련의 과정이 필요하다. 이에 본 연구에서는 콘크리트 폐기물, 물, 시멘트의 최적의 혼합비율을 찾고, 처분장 폐기물 인수기준에 준하기 위한 고화체의 특성을 평가하였다. 모르타르 유동도, 고화체 압축강도, 침출에 대한 안정성, 열 저항성 등의 인자에 따라 평가한 결과, 콘크리트 폐기물, 물, 시멘트의 배합비 75:15:10wt%에서 평가인자 기준에 도달하였으며, 콘크리트 폐기물 75%에 미분말 콘크리트 폐기물을 최대 40wt%까지 포함시켜 시멘트 고화체를 제조한 경우에도 압축강도를 만족하였다. 입자의 충진 밀도의 증가로 scale-up실험에서는 75:10:15wt%의 배합비에서 작업도 및 압축강도 범위를 만족하였다.

${\gamma}$-조사에 의한 방사성폐기물의 방사분해가스 발생량 평가 (Measurement of the Radiolysis Gases Generated in Several Waste Forms by External Irradiation)

  • 곽경길;유영걸;김기홍;제환경;김동호
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.345-352
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    • 2006
  • 붕산폐액을 함유한 시멘트 및 파라핀 고화체, 폐이온교환수지를 함유한 시멘트 고화체 그리고 잡고체중의 제염지에 대하여 Co-60을 조사선원으로 하여 $10^8$ rads까지 조사하여 발생되는 분해가스의 종류 및 그의 발생량을 분석하였다. 그 결과 분해가스로는 $H_2,\;CH_4,\;N_2,\;C_2H_6,\;O_2,\;CO$$CO_2$ 등이 발생하였으며, $H_2$가 대부분을 차지하였다. 가스발생량은 폐기물과 고화매질의 종류에 따라 $0.029{\sim}0.788\;cm^3.atm/1.1g$으로 상당한 차이를 보였으며, 폐이온교환수지를 함유한 고화체에서 가장 높은 분해가스 발생량을 보였다. 그리고 수소가스는 제염지 폐기물에서 가장 많이 발생하였다. 제염지의 $G(H_2)$는 0.12이었다.

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Preparation and characterization of green adsorbent from waste glass and its application for the removal of heavy metals from well water

  • Rashed, M. Nageeb;Gad, A.A.;AbdEldaiem, A.M.
    • Advances in environmental research
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    • 제7권1호
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    • pp.53-71
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    • 2018
  • Waste glass disposal causes environmental problems in the cities. To find a suitable green environmental solution for this problem low cost adsorbent in this study was prepared from waste glass. An effective new green adsorbent was synthesized by hydrothermal treatment of waste glass (WG), followed by acidic activation of its surface by HCl (WGP). The prepared adsorbent was characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), and BET surface measurement. The developed adsorbent was used for the removal of heavy metals (Cd, Cu, Fe, Pb and Zn) from well water. Batch experiments were conducted to test the ability of the prepared adsorbent for the removal of Cd, Cu, Fe, Pb and Zn from well water. The experiments of the heavy metals adsorption by adsorbent (WGP) were performed at different metal ion concentrations, solution pH, adsorbent dosage and contact time. The Langmuir and Freundlich adsorption isotherms and kinetic models were used to verify the adsorption performance. The results indicated high removal efficiencies (99-100%) for all the studied heavy metals at pH 7 at constant contact time of 2 h. The data obtained from adsorption isotherms of metal ions at different time fitted well to linear form of the Langmuir sorption equation, and pseudo-second-order kinetic model. Application of the resulted conditions on well water demonstrated that the modified waste glass adsorbent successfully adsorbed heavy metals (Cd, Cu, Fe, Pb and Zn) from well water.

Characterization of Groundwater Colloids From the Granitic KURT Site and Their Roles in Radionuclide Migration

  • Baik, Min-Hoon;Park, Tae-Jin;Cho, Hye-Ryun;Jung, Euo Chang
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.279-296
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    • 2022
  • The fundamental characteristics of groundwater colloids, such as composition, concentration, size, and stability, were analyzed using granitic groundwater samples taken from the KAERI Underground Research Tunnel (KURT) site by such analytical methods as inductively coupled plasma-mass spectrometry, field emission-transmission electron microscopy, a liquid chromatography-organic carbon detector, and dynamic light scattering technique. The results show that the KURT groundwater colloids are mainly composed of clay minerals, calcite, metal (Fe) oxide, and organic matter. The size and concentration of the groundwater colloids were 10-250 nm and 33-64 ㎍·L-1, respectively. These values are similar to those from other studies performed in granitic groundwater. The groundwater colloids were found to be moderately stable under the groundwater conditions of the KURT site. Consequently, the groundwater colloids in the fractured granite system of the KURT site can form stable radiocolloids and increase the mobility of radionuclides if they associate with radionuclides released from a radioactive waste repository. The results provide basic data for evaluating the effects of groundwater colloids on radionuclide migration in fractured granite rock, which is necessary for the safety assessment of a high-level radioactive waste repository.

고준위 방사성 폐기물의 고정화를 위한 다상 고화체 합성 (Synthesis and Characterization of Polyphase Waste Form to Immobilize High Level Radioactive Wastes)

  • 채수천;장영남;배인국;류경원
    • 자원환경지질
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    • 제39권2호
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    • pp.173-180
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    • 2006
  • 석류석과 스피넬의 혼합성분$(Gd_3Fe_5O_{12}+(Ni_xMn_{1-x})(Fe_yCr_{1-y})_2O_4)$으로부터 고준위 방사성 폐기물의 고정화를 위한 다상 고화체를 $1200{\sim}1400^{\circ}C$에서 합성하였다. 이들 화학조성에서는 석류석, 페롭스카이트 및 스피넬이 관찰되었으며, 특히 석류석은 Fe의 함량이 가장 높았던 조성에서만 관찰되는 특성을 보임으로써 Fe의 함량이 석류석의 형성과 밀접한 관계를 지시하고 있다. 석류석의 성분은 Gd와 Fe가 각각 초과 및 결핍된 양상을 보였다. 이같은 석류석의 비화학 양론적인 조성은 상들과 원소간의 선호적 배분관계에 기인된 것으로 사료된다.

Utilization of Kota stone slurry powder and accelerators in concrete

  • Devi, Kiran;Saini, Babita;Aggarwal, Paratibha
    • Computers and Concrete
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    • 제23권3호
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    • pp.189-201
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    • 2019
  • Recent advances in the concrete technology are aiding in minimizing the use of conventional materials by substituting by-products of various industries and energy sources. A large amount of stone waste i.e., dust and slurry form both are being originated during natural stone processing and causing deadily effects on the environment. The disposal problem of stone waste can be resolved effectively by using waste in construction industries. In present work, Kota stone slurry powder, as a substitution of cement was used along with accelerators namely calcium nitrate and triethanolamine as additives, to study their impact on various properties of the concrete mixtures. Kota stone slurry powder (7.5%), calcium nitrate (1%) and triethanolamine (0.05%) were used separately as well in combination in different concrete mixtures. Mechanical Strength, modulus of elasticity and electrical resistivity of concrete specimens of different mix proportions under water curing were studied experimentally. The durability properties in terms of strength and electrical resistivity against sulphate and chloride solution attack at various curing ages were also studied experimentally. Results showed that accelerators and Kota stone slurry powder separately enhanced the mechanical strength and electrical resistivity; but, their combination decreased strength at all curing ages. The durability of concrete specimens was also affected under the exposure to chemical attack too. Kota stone slurry powder found to be the most effective material among all materials. Material characterization was also done to study the microstructural properties.

Physio-mechanical and X-ray CT characterization of bentonite as sealing material in geological radioactive waste disposal

  • Melvin B. Diaz;Sang Seob Kim;Gyung Won Lee;Kwang Yeom Kim;Changsoo Lee;Jin-Seop Kim;Minseop Kim
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제34권4호
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    • pp.449-459
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    • 2023
  • The design and development of underground nuclear waste repositories should cover the performance evaluation of the different components such as the construction materials because the long term stability will depend on their response to the surrounding conditions. In South Korea, Gyeonju bentonite has been proposed as a candidate to be used as buffer and backfilling material, especially in the form of blocks to speed up the construction process. In this study, various cylindrical samples were prepared with different dry density and water content, and their physical and mechanical properties were analyzed and correlated with X-ray CT observations. The main objective was to characterize the samples and establish correlations for non-destructive estimation of physical and mechanical properties through the utilization of X-ray CT images. The results showed that the Uniaxial Compression Strength and the P-wave velocity have an increasing relationship with the dry density. Also, a higher water content increased the values of the measure parameters, especially for the P-wave velocity. The X-ray CT analysis indicated a clear relation between the mean CT value and the dry density, Uniaxial Compression Strength, and P-wave velocity. The effect of the higher water content was also captured by the mean CT value. Also, the relationship between the mean CT value and the dry density was used to plot CT dry densities using CT images only. Moreover, the histograms also provided information about the samples heterogeneity through the histograms' full width at half maximum values. Finally, the particle size and heterogeneity were also analyzed using the Madogram function. This function identified small particles in uniform samples and large particles in some samples as a result of poor mixing during preparation. Also, the μmax value correlated with the heterogeneity, and higher values represented samples with larger ranges of CT values or particle densities. These image-based tools have been shown to be useful on the non-destructive characterization of bentonite samples, and the establishment of correlations to obtain physical and mechanical parameters solely from CT images.

국내 방사성폐기물 특성과 방사성폐기물 처분시설 폐기물인수기준 (Radwaste characteristics and Disposal Facility Waste Acceptance Criteria)

  • 성석현;정의영;김기홍
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.347-356
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    • 2008
  • 처분시설 성능을 유지하고 안전성을 확보하기 위해서는 방사성폐기물의 처분 적합성 여부를 확인하기 위한 폐기물 인수기준이 필요하다. 국내 처분장 조건에 맞는 인수기준을 개발하기 위해 경주 처분부지와 유사한 해외 처분장 인수기준과 국내에서 발생되는 방사성폐기물 특성을 분석하여 심층 검토하였다. 방사성폐기물 인수기준은 국내 전문연구기관인 한국원자력 연구원과의 기술용역을 통하여 개발되었으며 국내 폐기물 발생기관별 폐기물특성, 발생자의견 등 국내여건을 반영하여 기준이 설정되었다. 또한 설정된 기준은 학계, 연구계, 산업계로 구성된 기술자문협의체를 통해 협의되고 검증되었다. 폐기물인수기준은 국내에서 발생되는 폐기물을 가능한 수용할 수 있도록 폐기물발생기관의 의견을 수용하고 방사성폐기물 처분시설의 안전성을 확보할 수 있는 수준에서 개발되었다. 그러나 개발된 폐기물인수기준은 현재 각 발생기관에서 발생된 폐기물 전량을 처분할 수 있는 기준이 아니므로 본 폐기물인수기준에 부적합한 폐기물은 각 발생기관에서 별도의 처리방안을 강구하여 처분의뢰될 것으로 예상된다. 앞으로 방사성폐기물 처분시설의 인수기준은 장기 안전성이 보장되도록 핵종별 처분농도 제한치 등 관련기준은 지속적으로 보완해 나갈 계획이다.

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