• 방사성폐기물학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.295-303
• /
• 2012

한국원자력연구원의 지하처분연구시설인 KURT 주변의 지하수 유동 환경과 관련하여 수집 및 분석된 자료를 바탕으로, 가상의 처분장에서 누출된 방사성 핵종의 이동 현상을 시간 영역(time domain)에서 계산하였다. KURT에서 실시된 현장 시험에서 밝혀진 수리지질학적 특성을 바탕으로 지하수 유동 모의를 실시하였고, 그 결과를 통해 파악된 지하수 유동 경로를 따라 방사성 핵종이 이동하는데 걸리는 시간은 시간 영역에서 용질 이동 모의를 하는 TDRW(Time Domain Random Walk) 방식을 통해 평가하였다. 이류(advection)와 분산(dispersion) 현상 외에 방사성 핵종의 붕괴(decay), 평형 흡착(equilibrium sorption), 암반 기질로의 확산(matrix diffusion) 현상이 용질의 이동 시간에 영향을 주는 것으로 설정되었다. 모의 결과를 통해 방사성 핵종과 지하 매질의 특성에 의한 흡착 현상, 기질 확산 현상이 핵종 이동에 미치는 영향이 분석되었으며, 방사성 핵종의 연쇄 KURT 부지 환경에 위치한 가상의 처분 시설에서 누출되는 방사성 핵종의 이동을 Time Domain에서 해석하는 방법에 관한 연구 반응에 의한 영향도 평가하였다. KURT 부지 환경에서 지표로 유출될 수 있다고 계산된 방사성 핵종의 유출량은 처분장에서 누출될 수 있는 양의 $10^{-3}$배 미만이었고, 암반 기질로의 확산 및 흡착이 고려되면 그 비율이 더욱 낮아졌다. 본 연구에서 사용된 핵종 이동 모의 방법은 방사성붕괴나 흡착, 확산 등 이동 지연 현상을 고려하면서 핵종의 이동 시간을 계산할 수 있어 안전성 평가에서 요구되는 심부 지하에서의 방사성 핵종 이동 관련 자료를 작성하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제18권2_spc호
• /
• pp.305-315
• /
• 2020

방사성폐기물의 심층처분에서 생물권에서의 방사성 핵종 이동을 핵종의 이동 경과 시간을 계산하여 평가하는 방법이 제안되었다. 방사성 핵종은 자연 방벽에서 유출되어 지하 천부의 지하수 흐름을 따라 대규모 지표수체에 도달한다고 가정하였다. 생물권은 기반암 위에 있는 대수층을 포함하는 천부 지하 환경으로 정의하였다. 제안된 방법을 이용하여, 계산 알고리즘을 수립하였고, 알고리즘을 수행하는 컴퓨터 코드를 작성하였다. 작성된 코드는 간단한 사례에서 계산된 모의 결과를 해석해 계산 결과 및 지표 부근에서의 방사성 핵종 이동에 의한 방사선량 평가에 널리 이용되는 공공 프로그램의 계산 결과와 비교하여 검증하였다. 사례 연구 조건을 가상의 심층처분장에서의 방사성 핵종 이동에 대한 이전 연구를 통해 작성하였다. 작성된 코드는 사례 연구에서 생물권의 하천으로 유출되는 핵종의 이동량을 계산하였다. 이전 연구에서는 가상의 처분장에서 모암까지의 방사성핵종의 이동만을 보여주었기 때문에, 이 코드는 모든 경로를 지나가는 방사성 핵종의 전체적인 이동을 파악하는데 도움이 될 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.281-291
• /
• 2013

KURT(KAERI Underground Research Tunnel) 부지 부근에 가상의 처분장을 설정하고, 해당 부지의 세 지점에서 방사성폐기물로부터 누출된다고 가정한 방사성 핵종의 이동 시간을 계산하였다. 핵종의 이동 경로는 핵종 누출 지점에서 천부 지하수대까지로 설정하고 KURT 주변 지하수 유동계 모의를 통해 결정하였다. 세 지점은 지하수가 빠르게 유동하는 구조(highly water-conductive feature)를 지나가기 때문에 천부 지하수까지 도달하는데 상대적으로 적은 시간이 걸리는 지점으로 선정되었다. 핵종의 이동 시간은 TDRW(Time-Domain Random Walk) 기법을 통해 계산하였다. 지하수 내의 핵종의 이동 시간을 계산하기 위해, 이류(advection)와 분산(dispersion) 이외에 암반 기질(rock matrix)로의 확산(diffusion)과 기질 내부에서의 흡착(sorption)이 고려되었고, 핵종의 붕괴 및 변환에 의한 영향도 몇 개의 붕괴 사슬(decay chain)을 이용하여 계산에 반영하였다. 계산 결과를 보면, 지표 부근의 천부 지하수에 도달하는 핵종의 시간당 이동량(mass flux)은 복수의 이동 경로뿐만 아니라 핵종의 반감기와 암반 기질 내에서의 핵종의 흡착 분배 계수에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 보다 안정적이고 불확실성이 감소된 심지층 처분장의 안전성 평가를 위해 우선적으로 필요한 사항으로는, 장반감기 핵종에 대한 평가가 이동 과정 이외에 저장 용기에 들어있는 상태에서부터 면밀하게 이루어져야 하고, 암반 기질에서 발생하는 핵종의 흡착 과정이 심부 현장 조건을 반영하여 평가되어야 할 것으로 생각된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제13권1호
• /
• pp.20-32
• /
• 2003

균열암반에서 콜로이드를 동반한 방사성 핵종의 이동을 핵종붕괴사슬과 주변암반으로제한적 분자확산을 고려하여 모사하였다. 암반 내 핵종 이동을 모사하기 위한 핵종이동 시스템과 지배 방정식 및 초기/경계 조건을 설정하여 반 해석해를 도출하였으며, 수치적 라플라스 역변환을통하여 반해석해의 검증을 실시하였다. 유사콜로이드의 반응상수가 균열 내에 미치는 영향과 콜로이드의 여과작용이 핵종이동에 미치는 영향 그리고 주변 암반으로 제한적 확산이 핵종이동에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 지하수 내에 존재하는 유사 콜로이드의 양이 많아질수록 균열 내 방사성 핵종이동의 가속현상이 크게 나타났으며 여과 계수가 모든 핵종에 대하여 $10^{-3}$ (m$^{-1}$)보다 클 경우 여과에 의한 핵종 지연을 무시할 수 없었다. 콜로이드 존재로 인한 핵종가속과 더불어, 주변암반으로 방사성핵종의 분자확산이 제한적일 경우에 예측된 핵종가속현상은 확산깊이가 적을수록 더 커지는 것을 알 수 있었고, 이때 가속에 영향을 주는 유효확산깊이가 존재하는 것을 발견할 수 있었다. 또한 주변암반의 저지계수가 클수록 제한적 확산깊이에 따른 핵종들의 가속범위의 증가를 볼 수 있었다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
• /
• 한국방사성폐기물학회 2012년도 추계학술논문요약집
• /
• pp.351-352
• /
• 2012

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제27권2호
• /
• pp.176-188
• /
• 1995

지하처분된 방사성핵종의 이동 해석방식으로서 입자추적법을 도입하였다. 입자추적법은 암반균열대와 같은 흐름장이 불균일하고 복잡할 때 물질이동을 모사할 수 있는 방법이다. 암반층에서 방사성핵종은 주로 암반사이에 발달한 균열을 따라 이동하는데, 초기연구자들은 균열틈을 평행판 사이의 간격으로 가정하였으나, 실제 균열은 이보다 복잡다양해서 실제 물질 이동과는 상당한 오차가 존재하였다. 이 논문에서는 이를 극복하기 위해 가변균열폭 국부통로모형을 도입하여, 균열대 내부는 2차원적인 균열폭의 분포를 가지며, 핵종은 균열내에서 상대적으로 큰 균열폭을 따라 이동이 주로 일어나는 국부이동이 라는 점을 제시하였다. 또한 개발한 이동모델의 타당성 입증차원에서 자연균열을 가진 화강암을 사용하여 방사성 핵종 이동 실험을 수행하였다. 추적자로서 지하수와 같은 이동특성을 가진 삼중수소와 요오드를 사용하였다. 화강암 균열대 특성을 파악하기 위해 균열이 있는 윗 암석면에 11개의 시추공을뚫고 수리전도 시험을 수행하였다. 실험자료와 전산모사치를 비교해 본 결과, 가변균열폭국부통로 개념에 물질이동모델로 입자추적법을 결합한 모델이 암반균열에서 핵종이동 해석방법으로 유용하였다. 또한 핵종은 균열 내에서 상대 적으로 큰 국부통로를 따라 주로 이동하며, 이동방향과 직각인 암반매질내로 확산도 상당한 비율로 일어났다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제29권2호
• /
• pp.117-127
• /
• 2004

핵종 누출 사고시 논으로의 핵종 이동 평가를 위한 동적격실모델을 개발하였다. 개발된 모델에는 벼 재배에 필수적인 관개수를 고려하여 표면수 격실과 줄기기부흡수 개념을 도입하였고, 이식 전 쟁기질과 관개담수에 의한 토양 혼합을 고려하였으며, 벼 성장에 따른 뿌리흡수상수, 줄기기부흡수상수의 변화를 생체량의 함수로 모델링하였다. 모델의 타당성 조사를 위해 고리, 영광 및 울진 원자력 발전소 주변 지역에서 채취한 논 토양으로 벼를 재배하면서 벼 생육단계별로 수행된 $^{137}Cs$ 모의 침적 실험 해석에 모델을 적용하였다. 모델은 대체적으로 한 승수 내에서 실험 결과와 잘 일치하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제26권4호
• /
• pp.453-460
• /
• 1994

암반(Porous Rock Matrix)과 균열(fracture)에서 일차원의 이동 방정식(Migration Equation)을 3-Member Decay Chain까지 화장하고, Laplace Transform을 이용하여 초기조건이 Delta Function과 Bateman Equation인 각각에 대해 해석해를 구한다. 그 해를 이용하여 Actinide Chain 중 4n＋1과 4n＋2 Chain에서 선택된 Np$^{241}$-U$^{233}$ -Th$^{229}$ 와 U$^{234}$ -Th$^{230}$ -Ra$^{226}$ Chain의 각 핵종들의 균열에서의 농도를 상대농도로 나타낸다. 이핵종들의 지연계수(Retardation Coefficient)는 화강암에 대한 것을 사용하여 균열에서의 농도 변화를 볼 수 있다. 본 연구에 의한 결과로는 U$^{233}$ , Th$^{229}$ , Th$^{230}$ Ra$^{226}$ 같은 핵종들은 비록 초기 inventory에는 작은 양일지라도 균열과 암반에서 모핵종의 붕괴(decay)에 의해 생기므로써 처분장으로부터 먼 거리에서는 중요한 핵종이 된다는 것을 알 수 있다.

• Journal of Radiation Protection and Research
• /
• 제31권4호
• /
• pp.211-217
• /
• 2006

원자력 시설의 가동에 따른 한국인의 식품 섭취 피폭 선량을 보다 현실적으로 평가하기 위해서는 농작물에서의 핵종 이동 계수에 대해 국내 생산 자료를 사용할 필요가 있다. 본 논문에서는 과거 수년간 한국원자력연구소에서 수행된 우리나라 주요 농작물의 핵종 이동 인자에 관한 결과를 분석하고 이를 외국의 사례와 비교하여 이를 사용할 때 선택할 수 있는 근거를 제시하고자 하였다. 이동인자의 경향은 실험의 횟수가 많을 경우 대체로 평균에 대해 정규분포를 이루는 경향을 보였으나 일부 핵종은 실험의 환경, 작물 및 토양의 종류에 따라 큰 변이를 보였다. 이러한 이동 인자들은 원자력 시설의 가동전이나 정상가동 중 또는 사고 시에 작물체내 방사성 핵종의 농도를 예측하고 평가하는 데 목적이나 환경에 따라 적절히 활용될 수 있다. 여기에 제시된 모든 인자는 대부분 온실 실험을 통하여 얻은 것이어서 몇 가지는 실험상의 제약으로 인하여 보수적이거나 단편적인 결과를 얻을 가능성이 있다. 따라서 본 논문에서 제시된 인자를 사용할 경우 각각의 의미와 한계를 충분히 숙지하고 평가의 목적이나 모델의 특성에 맞게 사용해야 하며, 그럴 경우 외국의 모델에서 제시된 인자를 사용할 때보다 현실적인 평가가 될 것으로 여겨진다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
• /
• pp.911-918
• /
• 1995

동적섭식경로모델을 사용하여 "목초$\longrightarrow$우유$\longrightarrow$사람"의 핵종이동 경로에 대해 침적시점에 따른 입력변수의 민감도와 결과에 대한 불확실성분석을 수행하였다. Cs-137과 Sr-90의 경우 모든 침적시점에 대해 재부유인자가 가장 높은 중요도를 보였다. 두 핵종에 대해 침적시점에 따른 입력변수의 중요도의 변화는 비슷한 유형을 보였다. 목초의 성장기에서 전이율이 상대적으로 중요도가 높았고, Cs-137의 전이율은 Sr-90의 경우보다 높은 중요도를 나타냈다. 목초의 비성장기에서 Sr-90에 대한 농축인자의 중요도는 매우 높았다. Cs-137과 Sr-90에 의한 피폭선량의 95% 신뢰도구간은 약 1 $\times$ $10^1$, 5 $\times$ $10^1$ 범위를 나타냈다. 범위를 나타냈다.