• 방사성폐기물학회지
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• 제11권4호
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• pp.303-309
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• 2013

사용후핵연료의 지층처분의 대안으로 심부시추공을 설치하여 지하 3-5 km 구간에 사용후핵연료를 처분하는 개념이 여러나라에서 제시된 바 있다. 특히 미국 샌디아국립연구소의 최근 연구 결과를 분석하고, 국내 적용을 위한 한국형 캐니스터 디자인과 심부시추공 디자인 개념을 처분 소요 면적과 함께 제시하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.470-473
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• 2005

Spent nuclear fuels are regarded as a high level radioactive waste and they will be disposed in a deep geological repository. To maintain the safety of the repository for hundreds of thousands of years, the spent fuels are encapsulated in a disposal canister and the canister containing spent fuels should have the structural integrity and the corrosion resistance below the several hundreds meters from the ground surface. In this study, the concept of the spent fuel encapsulation process and the process equipment fur deep geological disposal were established. To do this, the design requirements, such as the functions and the spent fuel accumulations, were reviewed. Also, the design principles and the bases were established. Based on the requirements and the bases, the encapsulation process and the equipment from spent fuel receiving process to transferring canister into the underground repository including hot cell processes was established. The established concept of the spent fuel encapsulation process and the process equipment will be improved continuously with the future studies. And this concept can be effectively used in implementing the reference repository system of our own case.

• 방사성폐기물학회지
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• 제15권4호
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• pp.301-312
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• 2017

The concept of deep borehole disposal (DBD) for high-level nuclear wastes has been around for about 40 years. Now, the Department of Energy (DOE) in the United States (U.S.) is re-examining this concept through recent studies at Sandia National Laboratory and a field test. With DBD, nuclear waste will be emplaced in boreholes at depths of 3 to 5 km in crystalline basement rocks. Thinking is that these settings will provide nearly intact rock and fluid density stratification, which together should act as a robust geologic barrier, requiring only minimal performance from the engineered components. The Nuclear Waste Technical Review Board (NWTRB) has raised concerns that the deep subsurface is more complicated, leading to science, engineering, and safety issues. However, given time and resources, DBD will evolve substantially in the ability to drill deep holes and make measurements there. A leap forward in technology for drilling could lead to other exciting geological applications. Possible innovations might include deep robotic mining, deep energy production, or crustal sequestration of $CO_2$, and new ideas for nuclear waste disposal. Novel technologies could be explored by Korean geologists through simple proof-of-concept experiments and technology demonstrations.

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권2호
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• pp.105-112
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• 2004

고준위 방사성폐기물 처분장에서 적용하고 있는 다중 방벽의 한 부분인 처분 용기는 벤토나이트 완충재의 팽윤과 지압으로부터 폐기물을 역학적으로 안정하게 보호함과 동시에 일정 기간 방사성폐기물의 유출을 억제하는 역할을 한다. 처분용기의 건전성은 엄격한 재질 선정과 품질 보증을 통해 확보된다. 그러나 용기 제작 과정이나 수송 중 예상치 못한 사건으로 인해 불량 용기가 발생할 가능성이 있다. 본 논문에서는 이와 같은 경우 방사성폐기물로 인해 생태계에 미치는 환경 영향을 연간 개인 선량으로 평가하였다. 연구결과 일부 불량 처분 용기가 발생하더라도 현 평가에 사용한 입력 데이터 범위에서는, 국내 고준위 방사성폐기물 처분 개념이 방사선적 안전성을 확보할 수 있는 것으로 판명되었다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.229-232
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• 2003

고준위 방사성폐기물 처분장에서 적용하고 있는 다중 방벽의 한 부분인 처분 용기는 벤토나이트 완충재의 팽윤과 지압으로부터 폐기물을 역학적으로 안전하게 보호함과 동시에 일정 기간 방사성폐기물의 유출을 억제하는 역할을 한다. 용기는 엄격한 재질 선정과 품질 보증을 거쳐 건전성을 확보하나 보수적인 관점에서 보면 용기 제작 과정이나 수송 중 예상치 못한 사건으로 인해 불량품이 발생할 개연성이 있다. 본 연구에서는 이와 같은 사고 시나리오를 가정할 경우 불량 용기를 포함한 전체 용기에 거치된 방사성폐기물의 시간에 따른 환경 위해도를 평가하였다. 본 연구결과 일부 처분 용기에 초기 파손이 발생하더라도 규제치를 잘 만족하는 것으로 판명되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권1호
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• pp.55-62
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• 2012

고준위폐기물 처분과 관련하여, 최근 저장소 형태의 처분장 개념에 대한 대안으로 검토되고 있는 시추공 처분 개념에 대한 연구 현황을 정리하고 시추공 처분 개념의 국내 적용 가능성과 필요한 연구 항목에 대해 논의하였다. 현재 미국과 스웨덴을 중심으로 논의된 시추공 처분 개념은 심부시추공을 설치하여 지하 3 - 5km 구간에 고준위폐기물을 처분하는 것을 의미하며, 현재까지의 연구 결과에 의하면 이 처분 개념은 심부지하수의 층상구조, 작은 규모의 지표시설 등으로 인해 처분 및 비용 효율이 클 것으로 예상된다. 이에 반해 국내에는 축적된 심부 지질 자료가 없어 적용 가능성에 대한 논의할 여지가 없다. 이에 저장소 형태의 처분장 개념에 대한 대안으로 시추공 처분 개념을 검토하기 위해서는 향후 심지층 자료 확보, 공학적 방벽 연구, 수치모의모델 개발, 처분 기술 개발 등의 연구가 필요하다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제20권2호
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• pp.120-131
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• 1988

지중매몰된 방사성핵종들이 지하수계를 통해 이동을 하는 Source를 수학적으로 표시하는 Source Term 모형이 필요하다. 물질전달식 또는 측정식에 근거한 여러 Source Term 모형을 비교 분석하였다. 일반적으로 용출 또는 용해에는 (1) 화학반응, (2) 확산 등에 의한 물질이동의 두 가지 작용이 관여한다. 화학반응은 고화체가 지하수에 노출된 후 초기의 짧은 기간 동안에만 용해율을 조절한다. 외부로의 물질전달율이 지하 처분장에서 방사성폐기물 고화체로부터의 장기간에 걸친 핵종유출율을 조절하는 역할을 한다. 물질전단 이론을 적용 할 때는, 필요로 하는 물질이동 현상을 기술할 수 있는 식을 선택해야 한다. 적절히 사용했을 경우, 물질전달 이론에 입각한 Source Term 모형은 핵종유출율의 신뢰할 만한 예측을 위한 귀중한 도구이다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology
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• 제1권1호
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• pp.29-35
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• 2013

The United States Department of Energy (US DOE) is conducting research and development (R&D) activities under the Used Fuel Disposition Campaign (UFDC) to support storage, transportation, and disposal of used nuclear fuel (UNF) and wastes generated by existing and future nuclear fuel cycles. R&D activities are ongoing at nine national laboratories, and are divided into storage, transportation and disposal. Storage R&D focuses on closing technical gaps related to extended storage of UNF. Transportation R&D focuses on ensuring transportability of UNF following extended storage, and addressing data gaps regarding nuclear fuel integrity, retrievability, and demonstration of subcriticality. Disposal R&D focuses on identifying geologic disposal options and addressing technical challenges for generic disposal concepts in mined repositories in salt, clay/shale, and granitic rocks, and deep borehole disposal. UFDC R&D goals include increasing confidence in the robustness of generic disposal concepts, reducing generic sources of uncertainty that may impact the viability of disposal concepts, and developing science and engineering tools to support the selection, characterization, and licensing of a repository. The US DOE has also initiated activities in the Nuclear Fuel Storage and Transportation (NFST) Planning Project to facilitate the development of an interim storage facility and to support transportation infrastructure in the near term.

• 터널과지하공간
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• 제12권1호
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• pp.52-69
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• 2002

미국 뉴멕시코주 칼스바드 동부에 위치한 WIPP 사이트가 1999년 처분 운영을 개시하였다. 이 WIPP 사이트는 미국 DOE의 방위프로그램에 의한 부산물로서의 핵폐기물인 초우라늄 방사성 폐기물 (TRU 폐기물) 만을 전담 영구 처분하는 처분장으로 처분장 성능에 대해 책임을 지고 있는 미국 에너지성 (DOE)은 이 처분장의 운영허가를 위해 WIPP 운영을 위한 ＜규제부합 인정신청 (CCA)＞을 통하여 EPA로부터 허가를 얻어 1999년 3월에 첫 처분을 시작한 것이다. 이 CCA를 위한 성능평가 관련 연구는 미 샌디아연구소를 중심으로 수행되어, 장기간에 걸친 처분장 성능평가가 1996년에 모두 마무리지어졌다. 그 성능평가 연구의 결과나 과정은 비록 우리나라가 고려하고 있는 처분 환경과는 상당히 다른 지질 형태의 것이긴 해도 그 방법론에 대한 고찰은 이제 막 고준위 방사성 폐기물 처분관련 연구를 시작하는 단계에 있는 우리에게 교육적인 효과가 지대하다는 생각이다. 따라서 이 기술보고를 통해 이러한 WIPP 사이트의 성능평가에 관련되어 어떻게 어떠한 방법론을 도입하여 불확실성 및 민감도 분석연구가 수행되어졌는지, 그리고 정량적인 불확실성 분석의 결과를 요구하는 EPA 의 규제 기준을 어떠한 논리로 만족시켰는가에 대한 개략적인 검토를 수행하여 보았다.

• 자원환경지질
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• 제55권6호
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• pp.737-760
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• 2022

고준위 방사성 폐기물(High-level radioactive waste; HLW)의 지질처분을 위해서는 심부 지하 환경에 대한 이해가 선행되어야 하며, 이는 지질학적, 수리지질학적, 지구화학적, 지질공학적 조사를 통해 가능하다. 우리나라는 HLW의 지질처분을 계획하고 있으나, 심부 지하 환경의 지구화학적 특성에 관한 연구가 부족한 편이다. 이에 본 논문에서는 지질처분 부지 선정을 위한 지구화학적 조사를 중심으로 선진국의 심부 지하수 연구 동향을 살펴봄으로써 앞으로 국내 수리지구화학 분야의 연구 과제를 도출하는데 참고하고자 하였다. 해외 8개 국가(미국, 캐나다, 핀란드, 스웨덴, 프랑스, 독일, 일본, 스위스)의 심부 지하 환경 조사 방법 및 결과와 함께 지질처분 부지 결정 과정과 향후 연구 계획을 살펴본 결과, 해외 선진국에서는 심부 지하 환경의 지구화학적 특성화를 위해 지하수 및 난대수층 내 간극수의 수화학과 동위원소(예: SO₄^2-의 ³⁴S, ¹⁸O, DIC의 ¹³C, ¹⁴C, H₂O의 ²H, ¹⁸O), 균열 충전광물(fracture-filling minerals), 유기물, 콜로이드, 산화-환원 지시자(예: Eh, Fe²⁺/Fe³⁺, H₂S/SO₄^2-, NH₄⁺/NO₃^-) 등을 조사하고 있으며, 이들 지구화학 자료의 통합 해석을 통해 해당 심부 환경이 지질처분에 적합한지를 평가하였다. 국내의 경우, 인공신경망을 이용한 Self-Organizing Map(자기조직화 지도), 다변량 통계 기반 M3 모델링(지하수 혼합 모델), 반응-경로 모델(reaction path model) 등을 이용하여 심부 지하수의 수화학적 유형 분류 및 진화 패턴 규명, 천부 지하수 혼합 영향, 균열 충전광물과 지하수화학 사이의 관계를 규명한 바 있다. 그러나 지질처분 부지를 선정하는데 있어 과학적 근거를 확보하기 위해 중요한 기타 지구화학 자료(예: 동위원소, 산화-환원 지시자, 용존유기물)가 매우 부족한 현실이며, 따라서 최적의 지질 처분지를 찾기 위해서는 지역별/유형별 심부 지하수에 대한 지구화학적 자료 구축이 요구된다.