• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.12 no.4
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• pp.267-274
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• 2014

The first Low- and Intermediate-Level Waste (LILW) disposal facility with 6 silos has been constructed in granite host rock saturated with groundwater in Korea. A two-dimensional numerical modeling on gas migration was carried out using TOUGH2 with EOS5 module in the disposal facility. Laboratory-scale experiments were also performed to measure the important properties of silo concrete related with gas migration. The gas entry pressure and relative gas permeability of the concrete was determined to be $0.97{\pm}0.15bar$ and $2.44{\times}10^{-17}m^2$, respectively. The results of the numerical modeling showed that hydrogen gas generated from radioactive wastes was dissolved in groundwater and migrated to biosphere as an aqueous phase. Only a small portion of hydrogen appeared as a gas phase after 1,000 years of gas generation. The results strongly suggested that hydrogen gas does not accumulate inside the disposal facility as a gas phase. Therefore, it is expected that there would be no harmful effects on the integrity of the silo concrete due to gas generation.

• Tunnel and Underground Space
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• v.34 no.2
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• pp.89-103
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• 2024

In the disposal environment, gases can be generated at the interface between canister and buffer due to various factors such as anaerobic corrosion, radiolysis, and microbial degradation. If the gas generation rate exceeds the diffusion rate, the gas within the buffer may compress, resulting in physical damage to the buffer due to the increased pore pressure. In particular, the rapid movement of gases, known as gas breakthroughs, through the dilatancy pathway formed during this process may lead to releasing radionuclide. Therefore, understanding these gas generation and movement mechanism is essential for the safety assessment of the disposal systems. In this study, an experimental apparatus for investigating gas migration within buffer was constructed based on a literature review. Subsequently, a gas injection experiment was conducted on a compacted bentonite block made of Bentonile WRK (Clariant Ltd.) powder. The results clearly demonstrated a sharp increase in stress and pressure typically observed at the onset of gas breakthrough within the buffer. Additionally, the range of stresses induced by the swelling phenomenon of the buffer, was 4.7 to 9.1 MPa. The apparent gas entry pressure was determined to be approximately 7.8 MPa. The equipment established in this study is expected to be utilized for various experiments aimed at building a database on the initial properties of buffer and the conditions during gas injection, contributing to understanding the gas migration phenomena.

• Tunnel and Underground Space
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• v.29 no.4
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• pp.262-279
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• 2019

In the engineering barriers of high-level radioactive waste disposal, gases could be generated through a number of processes. If the gas production rate exceeds the gas diffusion rate, the pressure of the gas increases and gases could migrate through the bentonite buffer. Because people and the environment can be exposed to radioactivity, it is very important to clarify gas migration in terms of long-term integrity of the engineered barrier system. In particular, it is necessary to identify the hydro-mechanical mechanism for the dilation flow, which is a very important gas flow phenomenon only in medium containing large amounts of clay materials such as bentonite buffer, and to develop and validate new numerical approach for the quantitative evaluation of the gas migration phenomenon. Therefore, in this study, we developed a two-phase flow model considering the mechanical damage model in order to simulate the gas migration in the engineered barrier system, and validated with 1D gas flow modelling through saturated bentonite under constant volume boundary conditions. As a result of numerical analysis, the rapid increase in pore water pressure, stress, and gas outflow could be simulated when the dilation flow was occurred.

• Tunnel and Underground Space
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• v.31 no.5
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• pp.333-359
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• 2021

Gases such as hydrogen and radon can be generated around the canister in high-level radioactive waste disposal systems due to several reasons including the corrosion of metal materials. When the gas generation rate exceeds the gas diffusion rate in the low-permeability bentonite buffer, the gas phase will form and accumulate in the engineered barrier system. If the gas pressure exceeds the gas entry pressure, gas can migrate into the bentonite buffer, resulting in pathway dilation flow and advective flow. Because a sudden occurrence of dilation flow can cause radionuclide leakage out of the engineered barrier of the radioactive waste disposal system, it is necessary to understand the gas migration behavior in the bentonite buffer to quantitatively evaluate the long-term safety of the engineered barrier. Experimental research investigating the characteristics of gas migration in saturated bentonite and research developing numerical models capable of simulating such behaviors are being actively conducted worldwide. In this technical note, previous gas injection experiments and the numerical models proposed to verify such behaviors are introduced, and the future challenges necessary for the investigation of gas migration are summarized.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1995.11a
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• pp.23-26
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• 1995

내경 0.1 m, 높이 5.3 m 의 순환유동층 반응기를 사용하여 기체의 역혼합특성을 조사하였다. 기체의 역혼합은 동일한 기상유속일때 고체순환속도가 증가할수록 증가하였다. 희박상영역에서 일정한 고체체류량에서는 기상유속이 증가할수록 벽면에서의 하강흐름도 증가되어 기체의 역혼합은 증가되었다. Tracer 주입위치가 반응기 벽면에서 중심으로 이동할수록 빠른 기체와 고체의 흐름으로 인하여 기체의 역혼합은 상당히 감소하였다. 그리고, 희박상영역에서 core-annulus 구조를 기초로 하여 기체역혼합과 core 와 annulus 간의 물질전달계수를 예측할 수 있는 모델식을 제안하였다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 2011.04a
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• pp.50-51
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• 2011

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2000.11a
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• pp.324-325
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• 2000

대기 오염 성분에 대한 연구 뿐 만 아니라 반도체 가공 현장의 환경평가를 위한 미량 기체의 효과적인 포집 및 정량 방법이 요구되고 있다(Lue, S. J., 1999). 이들 오염원은 대부분 pub 이하의 농도로 존재하며 순간적으로 변화하므로 분석을 위해서는 연속적으로 여러 원소를 감시할 수 있는 장비가 효과적이다. 이러한 관점에서 스크러버 형태의 확산 포집기와 이온 크로마토그래피를 이용한 대기중 미량 기체의 연속 정량법이 가장 효과적이다. (중략)

• 전기의세계
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• v.29 no.6
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• pp.349-353
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• 1980

본고에서는 기체중에서 전자의 전이과정을 관찰하기 위하여 많이 적용되어지는 방법에 대해서 기초적인 사항만 언급을 하였으나 이러한 technique를 사용함으로써 전하의 공간적인 분포상태를 파악할 수 있으며 avalanch의 전자나 이온의 이동으로 인하여 외부회로에 전류를 발생시키는데 이것은 amplifier와 oscilloscope에 의하여 측정을 할 수 있다. 또한 인가한 전계의 작용으로 전자가 양극으로 이동할 때 충돌전리작용에 의하여 새로운 전자를 생성할 뿐만 아니라 여기방사작용에 의하여 광자를 생성시킨다. 이러한 광자는 photomultiplier나 image-intensifier를 사용하므로써 감지할 수 있다. 이러한 결과로부터 우리는 전이현상의 기본적인 Data 즉 전자, 양이온 및 음이온의 이동속도, 전리계수 .alpha.와 부착계수 .eta.등을 유도할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2002.11a
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• pp.273-273
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• 2002

대기 중 기체상 알데히드와 케톤류 등의 자동분석을 개발하고 이를 실제 대기 분석에 응용하였다. 본 분석장치는 분석 기체를 흡수 농축하는 확산 스크러버와 홉수액을 분석하는 고성능 액체크로마토 그래피로 구성되어 있다. 분석기체는 스크러버 속에서 기체와 반대방향으로 흐르는 DNPH 흡수액에 흡수되어 하이드라존을 형성하고 HPLC에서 분리 검출된다. 표준편차 3배로 정의한 본 방법의 검출한계는 수ppt로 매우 낮아 환경대기의 분석이 가능하다. (중략)

• Proceedings of the KSMRM Conference
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• 1999.11a
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• pp.19-25
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• 1999

허파에 대한 수소 자기공명영상은 현재까지 거의 불가능한 것으로 알려져 있다. 허파의 조직과 비어있는 공간 사이의 심한 자화율(susceptibility) 차이로 인해서 영상왜곡 현상이 유발되어 그릇된 영상정보를 만들기 때문이다. 본 강좌에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 레이저 광펌핑 방법으로 초편극화된 비활성기체를 이용한 자기공명연구를 소개한다. 일반적인 자기공명 신호와 쳐편극화된 비활성기체를 이용한 자기공명 연구를 소개한다. 일반적인 자기공명 신호와 초편극화 기체를 이용한 신호의 차이와 물리적인 원리를 고찰할 것이다 . 비활성기체가 초편극화 되었을 때, 일반적인 자기공명의 경우에 (자기장: 1 Tesla, 온도는 $30^{\circ}C$의 열평형상태) 비해서 약 $10^{5}$ 정도의 magnetizaion 향상을 기대할 수 있으며, 기체상태라는 점이 감안된다 해도 의미 있는 자기공명신호를 획득할 수 있다. 비활성기체를 초편exchange 방법을 통하여 간접적으로 가스를 편극화 시키는 두 가지 방법이 있다. 이들의 기본적인 원리와 두 방법의 장단점 등을 알아 볼 것이다. 더불어, 초편극화 정도가 외부자기장의 세기 차이에 의한 영향을 받지 않는 다는 특성을 이용하는 경우, 비용을 최소화 하면서 고해상도의 영상을 얻을 수 있으며, 이동성이 용이한 낮은 자기고명진단기가 가능한데 이에 대한 소개를 할 것이다. 그리고, 초편극화가스를 이용한 자기공명영상 연구의 현재 동향 및 미래에 대해서 논의한다.