• 지질공학
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• 제20권3호
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• pp.271-279
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• 2010

광물의 용해현상과 밀접하게 관련된 암석의 시간의존성 변형과 파괴현상은 실내시험에서 비교적 용이하게 관찰된다. 본 연구에서는 고준위 방사성폐기물의 지하 처분장 건설시 완충제로 사용되어지는 벤토나이트에 많이 포함된 석영의 고 알칼리 환경 하에서의 용해 현상을 정량적으로 관찰하기 위해서 수산화 이온의 확산과 석영의 용해 문제를 균질화 해석법을 이용하여 평가하였다. 해석결과에 의하면 석영의 용해량은 주변 환경의 온도 및 층간수의 두께와 비례한다. 특히 고알칼리 환경 하에서는 층간수의 두께가 작아지면서 반응표면적이 커지게 되고 그 결과 용해 속도는 층간수의 두께가 작아질수록 커지는 결과를 나타내고 있다.

• 환경정책연구
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• 제7권4호
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• pp.105-134
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• 2008

거의 20년 끌어 오던 중 저준위 방폐장 입지가 우여곡절 끝에 주민투표에 의해 경주로 결정났고, 지난 7월 산업자원부로부터 방사성 폐기시 계획을 득하여 부지 정지에 착수함으로써 본격적인 사업에 착수하였다. 그런데 이제 원자력 발전소 내와 중간저장시설에 임시로 보관하고 있는 고준위 방사성폐기물(사용후연료 포함)을 영구 처분할 수 있는 입지 선정이 시급한 과제로 대두되고 있다. 특히 현재 4개 원자력 발전소 부지 내에 저장하고 있는 방사성폐기물은 올해부터 단계적으로 포화될 것으로 예상되기 때문이다. 이에 지난 6월말 국회에서 이 문제에 대한 세미나가 있었는데 논의의 결론은 공론화를 할 수 있는 법과 제도를 마련하는 것이었다. 문제는 고준위 방폐장 입지 선정은 중 저준위에 비해 그 어려움이 비교가 되지 않을 것으로 예상된다는 것이다. 왜냐하면 미국의 경우 네바다(Nevada) 주 유카(Yucca) 산에 방폐장을 건설하려는 노력이 약 30년간 핵규제위원회(NRC), 에너지부(DOE) 및 환경청(EPA) 등 3개의 국가기관이 약 100억달러를 조사 연구에 쏟아 붓고도 아직 완전히 해결되지 않고 있기 때문이다. 우리나라는 2004년도 12월에 제253차 원자력위원회에서 사용후연료 정책은 충분한 논의를 거쳐 국민적 공감대 하에서 추진하기로 의결한 바 있다. 우리나라에서는 이 문제의 소관부처가 산업자원부인데, 실제로 이를 다룰 법 규정이 거의 전무하다는 것이다. 원자력법에 이에 대한 규정이 있으나 고준위방사성폐기물의 처리 처분의 관리대책은 제외되어 있다(동 법 제84조의 2). 그러나 금년 초부터는 에너지기본법에 따른 국가에너지위원회 산하의 갈등관리전문위원회와 사용후연료공론화 실무위원회(T/F)에서 사용후연료의 공론화와 최종관리방안 등에 대하여 본격적인 검토와 논의를 벌이고 있는 것은 다행이다. 또한 정부에서도 이에 대한 필요성을 인식하여 방사성폐기물 관리와 관련한 불합리한 제도를 개선하고 관리전담기구 운영 등을 명시한 방사성폐기물관리법 제정을 추진하고 있다. 법 제정 원칙은 하향적(top-down)이나 상향적(bottom-up)방식인 아닌 협상을 통한 합의형성식(consensus-building)이 되어야 한다는 것이다. 우호적 또는 협력적 방법으로 결정과정을 진행시켜야 한다는 것이다. 이러한 합의형성식 의사결정과정을 정착시키기 위해서는 다음과 같은 명제가 요청된다. 명제 I : 정부 결정의 하향적 강요를 지양하고, 지역공동체는 자율성 또는 거부권을 가져야 한다. 명제 II : 정부는 지역공동체를 위해서(for)가 아니라 함께(with) 일해야 한다. 명제 III : 지역공동체는 악영향에 대해 보상을 받아야 한다. 명제 IV : 지역공동체는 주어진 여러 기술적 대안과 영향 관리조치 가운데서 그들이 수용할 수 있는 대안을 선택할 권리를 가져야 한다. 명제 V : 시설이 건강상 안전하고 환경적으로 건전하게 입지될 수 있는 것을 보여 줄 수 없다면 어떠한 지역공동체도 시설 수용을 거부할 수 있다. 지역공동체와 정부가 고준위방폐장 입지에 대하여 합의를 형성하기 위해서는 정부의 명령적 하향식이나 거의 억지적인 주민들의 상향식이 합의 형성에 아무런 도움이 되지 않았다는 것을 많이 보아 왔다. 따라서 앞에서 살펴본 여러 방법이나 그 중의 하나를 사용할 수밖에 없을 것이다. 다시 말해 발산적(divergent) 사고가 아닌 수렴적(convergent) 사고가 절대적으로 요청된다는 것이다. 여기서 본 연구자는 공론화는 수렴적 사고를 기반으로 해야 할 당위성을 주장하고자 한다. 수렴적 사고를 통해 공론화의 장에서 합의되어야 할, 즉 공론화에 의해 결정되어야 할 몇 가지 중요한 다음과 같은 사항을 제시하기로 한다. 1. 지역공동체와 협상할 것인가의 결정 2. 입지 선정 시 지역공동체의 역할 결정 3. 정부의 부지 선정 전략의 결정 4. 협상할 유인 창출 5. 협상 당사자 결정 6. 지역공동체의 대표자 결정 7. 협상 의제 선정 8. 협상 기본원칙 설정 9. 정보와 전문가에 대한 지역공동체의 접근성의 담보 10. 신뢰 구축 11. 조정자의 활용 이상의 내용을 담은 가칭 '환경갈등유발시설입지에 관한 절차법'의 제정이 필요할 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.397-410
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• 2022

불연속면 분포, 수정 암질 지수 KURT, 적용성 평가방사성폐기물처분장은 장기간에 걸쳐 그 안전성이 보장되어야 하며, 따라서 정밀한 수준의 안정성 평가가 수행되어야 한다. 처분장 부지의 불연속면 특성 평가는 공학적방벽과 천연방벽을 포함한 처분장의 안전한 설계에 있어 매우 중요한 요소이다. 암반 불연속면은 역학적으로는 연약면으로 작용하며 수리적으로는 지하수 유동의 통로가 되기 때문에 그 분포와 특성에 대한 정밀한 조사가 요구된다. 다양한 불연속면 특성화 방안 중 암질지수(RQD)는 그 편이성으로 인해 널리 적용되어왔으나, 방향성이 있고, 측정 기준 길이의 영향을 받는 등 적용상의 한계가 있기 때문에, 이를 보완한 형태의 수정 암질지수들이 제안되어왔다. 본 논문은 KURT 주변 암반의 불연속면 정보를 활용하여 수정 암질지수들의 적용성을 평가하고, 동시에 해당 암반의 불연속면 특성을 평가하여 향후 연구에 활용할 수 있는 기반자료를 생성하기 위해 작성되었다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.561-577
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• 2021

고준위방사성폐기물 심층처분장 내 압축 벤토나이트 완충재는 지하수 유입으로 인해 포화되어 팽윤하고, 이때 발생하는 팽윤압으로 인해 벤토나이트가 처분공 주변 암반 균열 내로 침투하게 된다. 침투한 벤토나이트는 지하수 흐름에 노출되어 공학적방벽 외부로 침식될 수 있고, 이러한 벤토나이트 완충재의 침식 및 질량 유실은 공학적방벽의 물리적 건전성에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서 심층처분시스템의 장기 건전성을 평가하기 위해 지하수 유입과 완충재의 암반 균열 침투에 따른 완충재와 근계암반 사이의 상호작용이 평가되어야 한다. 본 연구에서는 유사정적 공진주 시험기를 이용하여 벤토나이트 완충재의 암반 균열 침투가 근계암반의 역학적 거동에 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 국내 심층처분장의 완충재 재료로 고려되는 경주 벤토나이트와 한국원자력연구원의 지하처분연구시설에서 채취한 화강암 디스크를 이용해 완충재 충전물이 포함된 등가연속체 절리 암반 시편을 모사하였고, 수직응력 및 포화여부에 따른 탄성파 속도 변화를 측정하여 절리면의 절리수직강성 및 절리전단강성 변화를 유추하였다. 본 연구에서 수행한 실내실험 결과는 향후 불연속면을 고려한 처분시스템 성능평가 해석의 입력변수로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제41권3호
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• pp.38-61
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• 2023

발파의 영향으로 생기는 굴착손상대(Excavation Damaged Zone, EDZ) 영역은 응력재분배 등으로 응력이 변화하며 처분장이 위치하는 깊은 심도에서는 그 영향이 두드러진다. 특히 균열생성으로 인한 투수특성 증가는 지하수 유입량 증가 및 방사성 핵종의 유출 가능성을 증가시키므로 반드시 고려되어야 하는 영역이다. 본 연구에서는 FLAC2D Version 7.0을 이용하여 EDZ가 없는 경우(No EDZ), EDZ가 있으며 거리에 따라 일정한 물성을 갖는 경우(Uniform EDZ), EDZ가 있으며 거리와 위치에 따라 무작위 물성을 갖는 경우(Random EDZ) 3가지로 나누어 비교하여 손상대 유무에 따른 수리-역학적 복합거동 분석을 통해 안정성 해석을 진행하였다. 그 결과 터널 변위의 경우 Random EDZ에서 No EDZ에 비해 평균 423 %, Uniform EDZ에 비해 16 % 크게 나타났다. 지하수 유입량은 Random EDZ에서 No EDZ에 비해 최대 17.3 %, Uniform EDZ에 비해 10.8 % 증가하였다. 굴착 후 응력재분배에 의해 터널 주변의 투수계수는 터널 벽면 모서리 부분과 터널 천정 부근에서 최대 10배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 측압계수가 증가함에 따라 터널 벽면 주변의 투수계수는 부분적으로 증가하지만 터널 전면에서의 지하수 유입량은 감소하는 경향을 보였다. FLAC3D를 이용한 역학적 해석에서도 FLAC2D와 유사한 결과를 보였으며 터널 굴착 진행에 따른 소성대의 발생으로 인한 약간의 차이를 확인할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제9권3호
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• pp.169-179
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• 2011

우리나라에서 운영하는 원자력발전소는 PWR형과 CANDU형 2종류가 있으며, 원자력발전에 의한 지속적인 에너지 공급을 위하여 이들로부터 발생하는 사용후핵연료에 대한 안전관리는 매우 중요한 인자이다. 사용후핵연료 처분을 위한 연구는 1997년부터 시작하여 한국형 사용후핵연료 처분시스템을 개발하였으며, 현재는 개발된 기술에 대한 실증 및 처분시스템의 효율향상을 위한 연구를 진행하고 있다. 또한, PWR형 사용후핵 연료의 경우 사용후핵연료 재활용 공정을 거쳐 원료물질로 다시 사용하는 연구가 진행 중이므로, 이들 공정으로부터 발생하는 고준위폐기물을 처분하는 방안을 강구하고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 PWR형과 CANDU형 사용후핵연료 모두를 직접 처분하는 개념으로 개발한 한국형 사용후핵연료 처분시스템을 바탕으로 CANDU형 사용후핵연료 처분 시스템의 처분효율을 향상시키는 방안을 도출하고자 하였다. 이를 위하여, 한국형 사용후핵연료 처분시스템의 CANDU 사용후핵연료 처분용기를 개선하여 현재 원자력발전소에서 사용하고 있는 사용후핵연료 60 다발(Bundle) 용량의 저장바스켓을 포장 활용하는 개념을 도출하고, 열해석을 통하여 처분시스템 완충재의 온도가 $100^{\circ}C$를 넘지 않도록 하는 요건을 만족하는 처분터널 및 처분공 간격을 정하여 이들에 대한 처분시스템 개념을 도출하였다. 이렇게 설정된 개념들을 단위면적당 열효율, 우라늄밀도(U-density), 처분면적, 굴착량, 완충재 및 폐쇄 물질량 측면에서 분석하여 처분효율이 가장 높은 방안을 제안하였다. 본 연구의 결과는 추후 실제 부지특성자료와 연계하여 PWR 사용후핵연료 재활용공정으로부터 발생한 고준위폐기물 처분시스템과 함께 복합 처분장 설계에 활용될 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권8호
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• pp.465-471
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• 2015

불포화대 암반 단열에서 방사성 핵종인 $^3H$, $^{90}Sr$ and $^{99}Tc$의 흡착실험이 진행되었다. 천층처분시설의 인공방벽을 통과해 누출된 방사성 핵종은 빗물이나 공극수에 의해 불포화대 암반 단열을 통하여 지하수로 도달하게 된다. 그러므로 처분장의 장기간 안전점검을 위해, 불포화대 암반 단열을 통한 방사성 핵종의 거동을 연구하는 것이 중요하다. 천층처분주변에서 채취된 불포화대 암반 단열 샘플을 이용하여 X-ray microtomography 분석을 수행하였고, 회분식 흡착실험을 이용하여 방사성 핵종인 $^3H$, $^{90}Sr$ and $^{99}Tc$의 흡착실험이 진행되었다. 암반 단열의 충전물질로 불석광물 및 점토광물 존재 시 중흡착성 핵종인 $^{90}Sr$의 흡착 분배계수 값이 충전물질이 존재하지 않을 때 보다 높게 나타내었다. 본 연구를 통해, 암반 단열 특성화 및 방사성 핵종의 흡착분배계수를 구했으며, 불포화대 암반 단열을 통한 핵종의 거동이 지연됨을 이해할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제7권2호
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• pp.101-107
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• 2009

처분장 완충재의 재포화 및 열-수리-역학적 거동 규명을 위해서는 압축벤토나이트의 함수율 측정이 필수적이다. 본 연구에서는 고온, 고압 조건에서 실시간 자동계측이 가능한 습도센서를 이용하여, 여러 가지 온도와 함수율 (이하 중량함수율을 말함)을 갖는 압축벤토나이트를 대상으로 상대습도를 측정하고, 다중회귀분석으로부터 압축벤토나이트의 함수율과 상대습도 및 온도의 상관관계식을 결정하였다. 결정된 상관관계식은 건조밀도가 1,500 $kg/m^3$, 1,600 $kg/m^3$인 압축벤토나이트의 경우 각각 ${\omega}=0.196RH-0.029T+1.391({r^2=0.96)}$ 과 ${\omega}=0.199RH-0.029T+2.596({r^2=0.98)}$ 로 표시되었고, 이 관계식은 KENTEX실증실험의 벤토나이트블록 재포화 현상을 해석하는데 활용되었다.

• 원자력산업
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• 제34권3호
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• pp.39-43
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• 2014

한국원자력연구원에서는 사용후핵연료 관리 방안의 일환으로 파이로 공정 기술을 개발하고 있다. 파이로 기술은 PWR 사용후핵연료를 처리함으로써 사용후핵연료의 부피, 방사성 독성, 열부하 및 처분장 면적 등을 감소시킬 수 있을 뿐 아니라, TRU 핵종들을 함께 회수하여 소듐냉각고속로의 금속 연료로 제공이 가능하므로 핵저항성과 핵연료의 재활용률을 증대시킬 수 있다는 장점을 가지고 있다. 한국원자력연구원에서 개발되고 있는 파이로 공정 기술에 대해 전처리 공정에서부터 마지막 폐기물 처리 공정에 이르기까지의 공정 기술에 대해 설명하고 이와 관련된 연구 시설인 DFDF 시설과 ACPF 시설, 그리고 공학 규모 파이로 일관 공정 시험 시설인 PRIDE 3) 시설의 개발 현황을 설명하고자 한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.791-800
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• 2010

This paper presents the construction status and the conceptual designs of midium and high level radioactive waste disposal facilities from all around world. For the midium radioactive waste, a shallow disposal using trench or a deep depth disposal are adopted. However, these are rather focusing on the social and cultural point of view than the technical. Meanwhile, the high level radioactive waste is basically disposed in the deep underground. The corresponding ground conditions are usually dense and composed of sedimentary and crystalline rocks mainly with low permeability. A barrier system is made of canister which consists of copper, titanium, and tin. The inner and outer side of the canister are composed of different materials respectively.