Study on Radionuclide Migration Modelling for a Single Fracture in Geologic Medium : Characteristics of Hydrodynamic Dispersion Diffusion Model and Channeling Dispersion Diffusion Model

단일균열 핵종이동모델에 관한 연구 -수리분산확산모델과 국부통로확산모델의 특성-

Validation study of two radionuclide migration models for single fracture developed in geologic medium the hydrodynamic dispersion diffusion model(HDDM) and the channeling dispersion diffusion model(CDDM), was studied by migration experiment of tracers through an artificial granite fracture on the labolatory scale. The tracers used were Uranine and Sodium lignosulfonate know as nonsorbing material. The flow rate ranged 0.4 to 1.5 cc/min. Related parameters for the models were estimated by optimization technique. Theoretical breakthrough curves with experimental data were compared. In the experiment, it was deduced that the surface sorption for both tracers did not play an important role while the diffusion of Uranine into the rock matrix turned out to be an important mass transfer mechanism. The parameter characterizing the rock matrix diffusion of each model agreed well The simulated result showed that the amount of flow rate could not tell the CDDM from the HDDM quantitatively. On the other hand, the variation of fracture length gave influence on the two models in a different degree. The dispersivity of breakthrough curve of the CDDM was more amplified than that of the CDDM when the fracture length was increased. A good agreement between the models and experimental data gave a confirmation that both models were very useful in predicting the migration system through a single fracture.

실험실 규모의 인공균열 추적자 이동실험을 통해 지하매질의 단일균열을 위한 핵종이동 모델중 수리 분산확산모델 및 국부통로확산모델의 타당성이 연구되었다. 사용된 추적자는 비수착성으로 알려진 우라닌과 소디움 리그노설포네이트 이었으며 적용유량은 0.4에서 1.5cc /min의 범위였다. 최적화법으로 모델들의 관련 매개변수들을 구하였으며 모델과 실험결과를 비교하였다. 실험에서 우라닌은 암석내로의 확산이 중요한 인자임을 보여주었고, 두 물질 모두 균열 표면에서의 수착은 중요하게 작용하지 않았다. 두 모델의 암석 확산을 나타내는 매개변수값들은 서로 잘 일치하였다. 모사결과에 따르면 유량변화시 두 모델은 정량적으로 같은 결과를 주었으나, 균열길이는 다른 크기로 두 모델에 영향을 주었다. 즉, 균열길이가 커짐에 따라 국부통로화산모델의 파과곡선 퍼짐성 (dispersivity)이 수리분산화산모델의 파과곡선 퍼짐성보다 증가하였다. 실험과 모델들의 일치는 위 두모델들이 단일 균열 시스템을 해석하는데 매우 유용함을 입증하였다.