A Study on the Methodology to Ensure Long-Term Durability of Low and Intermediate Level Radwaste Disposal Concrete Structure

중${\cdot}$저준위 방사성폐기물 처분 콘크리트 구조물의 장기적 내구성 확보를 위한 방안 검토

The concrete structure is being considered for the main engineered barrier of low and intermediate level radwaste disposal facility. Concrete of low permeability can minimize infiltration of water and effectively prevent release of nuclide to ecosystem. But if concrete degrades, structural stability of disposal structure will decrease while permeability increase, resulting in increased possibility of nuclide release due to water infiltration. Therefore disposal concrete structure degradation shall be minimized to maintain capacity of nuclide isolation. The typical causes of concrete structure degradation are sulfide attack, reinforcement corrosion due to chloride attack, leaching of calcium hydroxide, alkali-aggregate reaction and repeated freezing-thawing. The common cause of these degradation processes is infiltration of water or adverse chemicals into concrete. Based on the study of these degradation characteristics and mechanisms of concrete structure, the methodology of design and service life evaluation of concrete structure as an engineered barrier are reviewed to ensure its long-term durability.

중${\cdot}$저준위 방사성폐기물 처분시설의 주 인공방벽으로 콘크리트 구조물이 고려되고 있다. 콘크리트는 투수성이 낮아 물의 침투를 최소화할 수 있으며, 핵종 물질의 누출 차단에도 효과적이기 때문이다. 그러나 콘크리트에 열화가 발생하면 처분구조물의 구조적 안정성이 낮아지며, 투수성이 증가하여 외부로부터 물의 침투로 인한 핵종물질 누출 가능성이 높아진다. 따라서 처분구조물의 오염물질 격리 성능을 증진하기 위해서는 콘크리트의 열화를 최소화하여야 한다. 콘크리트 구조물의 대표적 열화 원인으로 황산염의 침투, 염화물 침투에 의한 철근 부식, 칼슘 수산화물의 침출, 알카리-골재 반응, 그리고 구조물의 반복적인 동결-융해가 있다. 이러한 열화과정의 공통적 원인은 구조물에 물 및 유해한 화학물질이 침투하기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 열화원인 및 메커니즘 검토에 기초하여 인공방벽으로서 콘크리트 처분구조물의 장기적 내구성을 확보하기 위한 설계 및 설계수명 평가 방안을 검토하였다.