• Title/Summary/Keyword: 고준위폐기물 처분장

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방사성폐기물의 유리고화 기술 현황

  • 송명재
    • Nuclear industry
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    • v.17 no.2 s.168
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    • pp.62-69
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    • 1997
  • 원자력발전소에서 발생되는 방사성 폐기물을 안정된 폐기물로 만들어 환경 문제를 극소화시키고, 또한 폐기물의 부피를 혁신적으로 감소시켜 처분비를 줄일 수 있는 방법 중 현재 가장 적합한 방법으로 시행되고 있는 기술은 폐기물의 유리 고화 기술일 것이다. 고준위 폐기물의 유리 고화 기술은 이미 상용화되고 있고, 중$\cdot$건설 단계에 와있다. 우리 나라의 경우 현재 방사성 폐기물 처분장 확보에 큰 어려움을 겪고 있는데, 이 기술이 성공하면 중$\cdot$저준위 방사성 폐기물의 처분 문제가 크게 줄어들 것이다. 방사성 폐기물의 유리 고화 기술의 개발 이용 현황과 앞으로의 과제 등을 알아본다.

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A Complementary Analysis for the Structural Safety Evaluation of the Spent Nuclear Fuel Disposal Canister for the Canadian Deuterium and Uranium Reactor (중수로(CANDU)용 고준위폐기물 처분용기의 구조적 안전성 평가 보완 해석)

  • Kwon, Young-Joo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.22 no.5
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    • pp.381-390
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    • 2009
  • In this paper, a complementary analysis for the structural safety evaluation of the spent nuclear fuel disposal canister developed for the Canadian Deuterium and Uranium(CANDU) reactor for about 10,000 years long term deposition at a 500m deep granitic bedrock repository has been performed. However this developed structural model of the spent nuclear fuel disposal canister which has 33 spent nuclear fuel baskets and whose diameter is 122cm is too heavy to handle without any structural safety problem. Hence a lighter structural model of the spent nuclear fuel disposal canister which is easy to handle has been required to develop very much. There are two methods to reduce the weight of the CANDU canister model. The one is to alleviate severe design conditions such as external loads and safety factor. The other is to optimize the cross section shape of the canister by reducing the spent nuclear fuel basket number. Hence, in this paper a complementary analysis to alleviate such severe design conditions is carried out and simultaneously structural analyses to optimize the cross section shape of the canister by reducing the spent nuclear fuel basket number below 33 are carried out by varying the external load and the canister diameter for the reduction of the canister weight. The complementary analysis results show that the diameter of canister can be shortened below 122cm to reduce the weight of the spent nuclear fuel disposal canister.

Ventilation System Strategy for a Prospective Korean Radioactive Waste Repository (한국형 방사성 폐기물 처분장을 위한 환기시스뎀 전략)

  • Kim Jin;Kwon Sang-Ki
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.3 no.2
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    • pp.135-148
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    • 2005
  • In the stage of conceptual design for the construction and operation of the geologic repository for radioactive wastes, it is important to consider a repository ventilation system which serves the repository working environment, hygiene & safety of the public at large, and will allow safe maintenance like moisture content elimination in repository for the duration of the repositories life, construction/operation/closure, also allowing safe waste transportation and emplacement. This paper describes the possible ventilation system design criteria and requirements for the prospective Korean radioactive waste repositories with emphasis on the underground rock cavity disposal method in the both cases of low & medium-level and high-level wastes. It was found that the most important concept is separate ventilation systems for the construction (development) and waste emplacement (storage) activities. In addition, ventilation network system modeling, natural ventilation, ventilation monitoring systems & real time ventilation simulation, and fire simulation & emergency system in the repository are briefly discussed.

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Study on the Geological Structure around KURT Using a Deep Borehole Investigation (장심도 시추공을 이용한 KURT 주변의 지질구조 연구)

  • Park, Kyung-Woo;Kim, Kyung-Su;Koh, Yong-Kwon;Choi, Jong-Won
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.8 no.4
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    • pp.279-291
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    • 2010
  • To characterize geological features in study area for high-level radioactive waste disposal research, KAERI (Korea Atomic Energy Research Institute) has been performing the several geological investigations such as geophysical surveys and borehole drilling since 1997. Especially, the KURT (KAERI Underground Research Tunnel) constructed to understand the deep geological environments in 2006. Recently, the deep borehole of 500 m depths was drilled to confirm and validate the geological model at the left research module of the KURT. The objective of this research was to identify the geological structures around KURT using the data obtained from the deep borehole investigation. To achieve the purpose, several geological investigations such as geophysical and borehole fracture surveys were carried out simultaneously. As a result, 7 fracture zones were identified in deep borehole located in the KURT. As one of important parts of site characterization on KURT area, the results will be used to revise the geological model of the study area.

사용후연료의 건식처리 발생 hull 폐기물의 처리(II)

  • Kim, Jun-Hyeong;Kim, In-Tae
    • Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.177-177
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    • 2009
  • 사용후 핵연료의 건식처리 시 핵연료 다발을 절단하여 voloxidation 즉 휘발산화처리를 하면 고온에 의해 분리가 가능한 핵분열생성물의 분리와 우라늄의 산화에 의한 부피팽창으로 핵연료가 쪼개져서 입도가 작아지고 또한 핵연료가 피복재에서 쉽게 박리되게 된다. 그 결과 폐기물 처리 시에 발열핵종으로 폐기물의 저준위화시에 분리가 요망되는 Cs-137이 분리되는 장점이 있어 습식 재처리에 있어서도 바람직하다. 건식처리에 있어서는 voloxidation 으로 처리된 피복재에는 금속 지르코늄에 불순물로 함유된 우라늄의 의한 방사화 생성물과 피복재 표변에 부착/침투한 방사화 생성물이 방사능을 갖게 된다. 이러한 부착된 TRU 잔류물은 통상 1% 미만으로 알파핵종의 방사능이 원자로에서 배출시에는 고준위 기준치의 약 100배 수준이었다가 30년 냉각후에는 약 1/10 수준으로 저준위화 된다. 지르코늄 금속중에 불순물로 함유된 우라늄의 방사화로 생기는 방사능은 고준위 기준치의 10% 를 넘지 않아서 피복재의 저준위화시에 고려할 필요가 없다. 발생열은 방출시에 고준위 기준치의 약 30 배 수준에서 5년 냉각후에는 기준치 미만이 되며 30년후에는 1/8000 정도로 저준위화 된다. 사용후 핵연료를 습시처리시에 발생하는 고준위 폐기물 중 약 1/4 가 피복재 (hull) 임을 고려하면 피복재의 저준위화는 사용후 연료의 건식처리에 있어서도 필수적인 과정이다. 특히 미국의 고준위 폐기물 처분장 Yucca Mt.의 포기와 우리의 고준위 폐기불 처분장이 공론화되는 싯점에서 저준위화는 매우 필요한 기술이다. 피복재는 방사성 물질의 침투두께가 0.01mm 미만이 대부분으로 저준위화에는 표면제염에 의한 저준위화가 주로 연구되어왔다. 표면제염에 의한 저준화는 이온 빔, laser에 의한 방법, dry ice 분사에 의한 방법이 시도되었다. 염소기체를 이용하여 지르코늄의 산화막을 제거하고자 하였으나 이 산화막이 안정적이어서 표변의 연마, 아크릴 칼의 사용, 표면을 눌러서 처리하는 등 전처리하여서 염소기체 반응에 의한 표면제거 실험이 가장 효과적임이 실험적 결과이었다. 이러한 전처리로 방사능을 1/100 수준으로 낮춘다고 하더라도 지르코늄 금속중에 불순물로 함유된 우라늄의 방사화에 의해 중저준위 폐기물의 범주에서 벗어나지 않으므로 재활용에는 제한이 있다. 또한 전처리(표면제염)하여 분리되는 고준위는 다른 고준위 염폐기물과 함께 처리하여 발열 핵종을 제거하면 중저준위화가 가능하다. 저준위화 된 hull폐기물에는 지르코늄 금속에 불순물로서 함유되어있는 우라늄에 의한 방사능을 갖는데 이들의 제거나 분리는 지르코늄 합금 피복재 원료물질에 불순물로 함유하는 우라늄의 함량을 낮추는 것과 유사한 문제이다. 현재까지 지르코늄합금 피복재에 우라늄이 불순물로 함유된 것을 사용함으로 원자로내에서 방사화되어서 방사능을 갖게 되는 것은 피할 수가 없다. 따라서 저준위화 처리된 피복재는 장기 보관으로 방사능을 감쇠시켜서 재활용하도록 한다. 처리 방법으로는 초고압 압축저장, 시멘트 고화, 합성암석에 의한 고화법 등으로 장기간 보관 후에 금속으로서 재활용한다.

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