• 제목/요약/키워드: Geological Materials

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천연방벽 장기 안정성 평가를 위한 암반역학적 모델 고찰 및 수치해석 검토 (Review on Rock-Mechanical Models and Numerical Analyses for the Evaluation on Mechanical Stability of Rockmass as a Natural Barriar)

  • 송명규;고태영;이승원;이근채;김병찬;정재훈;신영진
    • 터널과지하공간
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    • 제33권6호
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    • pp.445-471
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    • 2023
  • 수만년 이상의 기간동안의 장기 안전성을 확보하는 것이 처분장 건설에서의 최우선 조건이나, 건설 및 운영중 대심도 지하 사용후핵연료 처분장의 역학적 안정성 확보 역시 안전한 터널 공사 및 운영을 위해 필수적인 요소이다. 처분장의 장기 안전성에 중요한 요소인 벤트나이트 충전재 및 완충재의 차폐 성능을 저감시킬 가능성이 있는 숏크리트, 콘크리트, 그라우팅 등의 터널 지보공 및 차수공을 금지 내지는 제한하는 조건은 암반공학자 및 터널 기술자에게 매우 도전적인 과제로 판단된다. 본 연구에서는 처분장 부지 선정과정에서 올바른 처분장의 선정에 도움이 될 수 있는 대심도에 건설할 것으로 예상되는 처분장의 터널 네트워크, 처분 터널 및 처분공의 역학적 안정성을 확보하기 위한 제반 조건의 광범위한 탐색의 일환으로 지하 500 m 심도의 처분장을 무지보 상태로 건설할 경우 2차원 및 3차원 수치해석 검토를 통해 안정성의 확보 가능한 물성 범위를 탐색하고자 하였다. 예비 연구결과 처분장의 중앙터널과 처분터널 안정성 확보 가능 암반물성의 범위를 파악하였으며, 3차원 해석을 통해 수직구 주변 터널 네트워크의 안정성을 확인하여 처분장 건설을 위한 기초적인 암반 조건이 파악된 것으로 판단된다.

고준위 방사성 폐기물 지질처분을 위한 해외 선진국의 심부 지하수 환경 연구동향 분석 및 시사점 도출 (Status and Implications of Hydrogeochemical Characterization of Deep Groundwater for Deep Geological Disposal of High-Level Radioactive Wastes in Developed Countries)

  • 최재훈;유순영;박선주;박정훈;윤성택
    • 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: SO42-34S, 18O, DIC의 13C, 14C, H2O의 2H, 18O), 균열 충전광물(fracture-filling minerals), 유기물, 콜로이드, 산화-환원 지시자(예: Eh, Fe2+/Fe3+, H2S/SO42-, 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.

Nuclear Corrosion: Achievements and Challenges

  • Feron, Damien
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제15권3호
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    • pp.113-119
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    • 2016
  • Corrosion science faces new challenges in various nuclear environments. Three main areas may be identified where increases of knowledge and understanding have been done and are still needed to face the technical needs: (i) the extension of the service time of nuclear power plants from 40 years, as initially planned, to 60 years and probably more as expected now, (ii) the prediction of long term behaviour of metallic materials in nuclear waste disposal where the corrosion processes have to be predicted over large periods of time, some thousands years and more, (iii) the choice of materials for use at very high temperatures as expected in Generation IV power plants in environments like gas (helium), supercritical water, liquid metals or salts. Service time extension, deep geological waste repositories and high temperature reactors sustain researches and developments to model corrosion phenomena at various scales, from atoms to components.

프랙탈모델을 이용한 심해저 망간단괴의 매장량평가 (Reserve Evaluation of Deep-Sea Manganese Nodules Using Fractal Model)

  • 윤치호;권광수;양승진
    • 자원환경지질
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    • 제28권2호
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    • pp.155-164
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    • 1995
  • The kriging model, one of the geostatistical models, has been used to evaluate the deep-sea manganese nodule deposits until now. The distribution of the manganese nodule deposits estimated by the model shows the smooth surface as well as much difference from the actual distribution. Subsequently, it estimates the deposit distribution roughly in terms of the limited data of surveyed zone. Therefore, this paper presents the interpretation methodology of the deep-sea manganese nodule deposit distribution by using the fractal model to overcome the problems caused by the geostatistical model. Also, the manganese nodule distributions are interpreted by using the manganese nodule data sampled in the GH82-4 zone, west longitude $165^{\circ}40^{\prime}-169^{\circ}00^{\prime}$, and south latitude $0^{\circ}00^{\prime}-2^{\circ}40^{\prime}$ neighboring Nova-Canton Trough in the Pacific Ocean which was surveyed by the Geological Survey of Japan in 1982.

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Lightweight aggregates coated with colemanite

  • Bideci, Alper;Bideci, Ozlem Salli;Oymael, Sabit;Gultekin, Ali Haydar;Yildirim, Hasan
    • Computers and Concrete
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    • 제19권5호
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    • pp.451-455
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    • 2017
  • Technological advancements in the field of building materials are achieved day by day. In this study, a new lightweight concrete aggregate is produced by mixing certain rates of colemanite (0%, 7.5%, 12.5%, 17.5%), cement and coating the surface of pumice aggregate with this mixture. Thin aggregate sections are analyzed with specific gravity, unit weight, water absorption, impact, and crushing experiments. In this way, the production of cement and cement+colemanite coated lightweight concrete aggregates is investigated and an opinion on the likely behavior of these concrete types is provided.

A Brief Review on Limestone Sources and Oyster Waste Generation-Bantayan

  • Yu, Kwang Sun;Thriveni, Thenepalli;Jegal, Yujin;Whan, Ahn Ji
    • 에너지공학
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    • 제26권1호
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    • pp.62-67
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    • 2017
  • Limestone is an important commodity in Philippines. Limestone has numerous uses that range from agricultural applications to building materials to medicines. Many limestone products require rock with specific physical and chemical characteristics. Most limestone is biochemical in origin meaning the calcium carbonate in the stone originated from shelled oceanic creatures. In this paper, we reported the natural sources of limestone, geological formation of limestone and the oyster shell waste in Cebu, Bantayan, Philippines were reported. Due to the mining or quarrying in Cebu, Bantayan, in a limestone area poses the threat of groundwater pollution (since limestone is a porous geologic formation with a high transmissivity). The other environmental issue is oyster shell waste. The oyster shell waste is the major source of limestone. We developed and applied appropriate technologies for the extraction of limestone from oyster shell waste and utilizes as high value added material.

Application of EO-1 HYPERION Data to Classifying Geological Materials

  • Choe, E.Y.;Yoon, W.J.;Kang, M.K.;Kim, T.H.
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2003년도 Proceedings of ACRS 2003 ISRS
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    • pp.576-578
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    • 2003
  • Hyperspectral image divides VNIR region to over 200 bands which can show continuous spectrum with 10 nm spectral resolution. This property is useful in geology where a spectral feature which is decided by chemical compositions and crystalline structures is recorded well. While this field has been studied variously in foreign countries, the studies are in the early stage in Korea. In this study, characteristic materials associated with AMD were classified by using EO-1 HYPERION data which is a spaceborne hyperspectral image and topographical map and DEM and geochemical map were analyzed in conjunction with the image in order to examine that classified minerals are secondary minerals by AMD.

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예비 지구과학교사들의 선행지식과 개발 절차가 교수학습 자료에 미치는 영향: 교정에 적용할 수 있는 자료를 중심으로 (The Effects of Prior Knowledge and Development Procedure to Teaching Materials Developed by the Pre-service Earth Science Teachers-Focused on the Teaching Materials in the Schoolyard)

  • 정덕호
    • 한국지구과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.140-151
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    • 2011
  • 본 연구는 예비 지구과학교사들이 개발한 교정 교수학습자료의 문제점과 개발 과정에 영향을 주는 요소를 찾는 것이다. 이를 위해 전라북도에 소재하는 사범대학 과학교육학부(지구과학전공)에 재학 중인 54명(남자 18명, 여자 36명)으로부터 258개의 교정 교수학습자료를 수집하였다. 이를 분석한 결과 교정 교수학습자료는 개발하는 절차와 예비 지구과학교사들의 선행 지식에 의해 영향을 받고 있었다. 교정 탐색 우선형은 이미 형성된 선행 지식 범위 내에서 자료를 개발하기 때문에 이들이 개발한 자료는 교육과정의 특정 영역에 편중되어 있다. 이에 비해 개념 탐색 우선형은 대부분의 예비 지구과학교사들이 접근하지 못한 영역의 자료를 개발하였다. 올바른 선행 지식을 형성하지 못한 예비 지구 과학교사들은 잘못된 소재를 선택할 뿐 아니라 개념 연결에서도 오류를 범하고 있다. 또한, 대부분의 예비 지구과학교사들이 지질현상에 대한 과학개념을 형성하고 있다고 하더라도 생성과정을 무시하고 소재의 형태만을 주로 고려하고 있다. 그러므로 지질조사 및 고체지구과학 분야에 대한 충분한 학습이 가능하도록 지구과학교사 양성 교육과정에 충실히 반영해야 하며, 이를 바탕으로 예비 지구과학교사들의 지질학적 내용지식, 야외 교수학습 전략, 자료개발 절차 등이 하나의 통합적인 개념으로 형성될 수 있도록 지도할 필요가 있다.

Geological Distribution and Background Level of Copper and Zinc in Non-drinking Groundwater, South Korea

  • Jeon, Sang-Ho;Park, Sunhwa;Kim, Hyun-Koo;Song, Da-Hee;Kim, Hye-Jin;Kim, Moon-su;Kim, Deok-hyun;Lee, Gyeong-Mi;Kim, Tae-seung
    • 한국토양비료학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.200-207
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    • 2016
  • To add new groundwater standard, 7 candidate materials (copper, zinc, selenium, manganese, iron, chromium, aluminum) were calculated by CROWN (Chemical Ranking Of groundwater pollutaNts). Copper and zinc were selected as groundwater candidates through the process and monitored total 430 samples for 2 years with 113 groundwater sampling sites. In this study, geological distribution characteristics (igneous rock, metamorphic rock, sedimentary rock) of copper and zinc were evaluated and the geological background levels obtained by a cumulative probability distribution and pre-selection methods were compared. In the results, the highest average concentrations of the copper and zinc were observed both in the igneous rock. The detection concentration ranges of copper and zinc in 430 groundwater samples were $0.002{\sim}0.931mg\;L^{-1}$, and $0.002{\sim}32.293mg\;L^{-1}$, respectively. In addition, detection concentration ranges of copper and zinc were $0.002{\sim}0.931mg\;L^{-1}$, $0.002{\sim}32.293mg\;L^{-1}$ in the igneous rock, $0.002{\sim}0.134mg\;L^{-1}$, $0.004{\sim}7.038mg\;L^{-1}$ in the metamorphic rock and $0.002{\sim}0.008mg\;L^{-1}$, $0.003{\sim}3.948mg\;L^{-1}$ in the sedimentary rock, respectively. As a result of the background concentrations with two methods, zinc concentrations with the pre-selected method are comparatively higher than that of the others with the cumulative distribution.

압력용기 산분해법과 테플론 바이알에서의 산분해법이 미량원소의 함량측정에 미치는 영향 (Effect on the Measurement of Trace Element by Pressure Bomb and Conventional Teflon Vial Methods in the Digestion Technique)

  • 이승구;김태훈;;이승렬;이종익
    • 암석학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.107-119
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    • 2016
  • 화성암의 성인을 밝혀내는데 있어서 중요한 기초자료로서 지구화학적으로 중요한 의미를 가지는 미량원소의 함량은 대개는 암석가루의 산분해법에 의해 준비된 용액과 유도결합 플라즈마 질량분석기(ICP-MS)를 이용하여 측정한다. 이 때 암석가루의 산분해에는 일반적으로 테플론 바이알 혹은 압력용기를 이용한다. 이 논문에서는 미국지질조사소의 암석 표준시료인 BCR2, GSP2를 이용한 압력용기 혹은 테플론 바이알 산분해법 실험과정에서 발생될 수 있는 특정 미량원소의 손실 가능성에 대해 조사하였다. 실험결과, BCR2에서는 Cr, Ni, Zn, Ta, W의 변화가 제일 심했고, GSP2에서는 Rb, Sr, Zr, Hf, Ta, W 등에서 추천값(참고값)과 큰 차이를 보여주었다. 산분해 실험에 의한 화성암류내 W의 함량측정은 많은 주의가 필요하며, 이외에도 현무암류에서는 Cr과 Ni의 측정값에, 화강암류에서는 Zr, Hf, Ta의 측정값에 주의가 필요하다는 것을 확인할 수가 있었다.