• 한국지반공학회논문집
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• 제36권10호
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• pp.33-39
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• 2020

심층 처분 방식은 고준위폐기물을 처분하기 위한 가장 적합한 대안으로 고려되어지고 있다. 고준위폐기물은 공학적방벽시스템에 의해 지하 500~1,000m 깊이의 암반층에 처분된다. 공학적방벽시스템의 구성 요소로는 처분용기, 완충재, 뒷채움재 및 갭채움재가 있다. 이 중 벤토나이트 완충재는 지하수 유입으로부터 처분용기를 보호하고, 방사성 핵종 유출을 저지하는 역할을 하기에 심층 처분시스템에 있어 매우 중요하다고 할 수 있다. 초기에는 처분용기로부터 발생하는 고온의 열량으로 인해 완충재의 포화도는 감소하지만, 그 후 주변 암반으로부터 유입되는 지하수로 인해 완충재의 포화도는 증가한다. 이렇듯 완충재의 불포화 거동 특성은 공학적방벽의 전체 안전성을 좌우할 수 있는 중요한 입력자료이다. 국내의 경우 경주에서 생산되는 벤토나이트가 완충재의 주요 후보물질로 고려될 수 있는데 국내 벤토나이트 완충재의 온도를 고려한 불포화 거동 특성에 대한 연구는 매우 미진한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 국내 압축 벤토나이트 완충재의 온도 증가에 따라 함수비가 일정한 조건에서의 함수특성곡선을 도출하였으며, 시험 값과 온도가 고려된 수정 van-Genuchten 모델 값과의 상대오차는 약 2%를 나타냈다.

• 한국광물학회지
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• 제23권4호
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• pp.347-356
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• 2010

알루미늄과 수산화알루미늄을 제조하는 (주)KC에서 사용하는 보오크사이트는 '자연기원방사성물질(NORM)'에, 가공 중 발생하는 폐기물 또는 부산물인 red mud는 '인위적으로 농축된 자연기원방사성물질(TENORM)'에 해당된다. 이 연구는 NORM의 대량사용시설인 (주)KC 공장 내부 및 주변 지역의 지질특성, 토양에 대한 광물학적 및 지화학적 분석을 수행하여 향후 작업장과 그 주변 지역의 방사능 피복량을 측정하고 방호하기 위한 과학적인 기초자료를 제공하고자 한다. (주)KC 공장 내부 및 인근지역 토양의 광물조성은 석영, 장석, 운모, 고령토, 깁사이트, 세피올라이트 등 모암으로부터 유래된 광물조성과 적철석, 보에마이트, 방해석 등 원광석인 보오크사이트로부터 유래된 광물조성으로 혼화되어 있다. 이 지역 토양의 평균 U 함량은 4.7 ppm, Th 함량은 23.6 ppm으로서 Th 함량이 다소 높게 나타난다. 토양의 $^{40}K$의 농도는 100~1,433 Bq/kg, $^{226}Ra$의 농도는 8.4~179 Bq/kg이고 $^{232}Th$의 농도는 13.5~300 Bq/kg으로서 높은 농도는 보이지 않으나 상대적으로 높은 $^{226}Ra$ 농도는 red mud 적재장 주변에서 확인된다. 토양시료의 외부 위해지수 범위는 0.10~1.66이며 평균 0.63으로서 전체적으로 는 위해 기준치로 제시되는 1.0 이하이지만 41개 지점 중 4개 지점이 1.0 이상을 나타난다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권5호
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• pp.1781-1795
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• 2024

This study investigated the levels of radioactivity in soil surrounding a phosphate fertilizer factory in Egypt, aiming to assess potential risks to the population exposed to radiation. Concentrations of ²³⁸U, ²²⁶Ra, ²³²Th, and ⁴⁰K were measured in soil samples collected from two subsites: one near the factory (subsite 1) and another further away (subsite 2). Two different systems were used for measuring radioactivity, a high-purity gamma ray spectroscopy system with an HPGe detector for gamma-emitting isotopes and a CR-39 solid nuclear track detector for alpha-emitting radon gas. Subsite 1, located close to the factory, displayed significantly elevated levels of ²²⁶Ra compared to global background levels (514 and 456 Bq/kg vs. 35 Bq/kg). Additionally, the concentrations of ²³⁸U (241.06 Bq/kg vs. global average 35 Bq/kg), ²³²Th (16.15 Bq/kg vs. global average 30 Bq/kg), and ⁴⁰K (146.36 Bq/kg vs. global average 400 Bq/kg) were all above global averages. Furthermore, a high concentration of radon gas (337.06 μSv/y) was measured at subsite 1. The strong positive correlation observed between ²²⁶Ra and ²³⁸U (0.96256) provides further evidence of potentially elevated radioactivity levels near the factory. In contrast, subsite 2, situated farther from the factory, exhibited natural radioactive background levels within international limits. Quantitative analysis revealed that gamma ray absorbed doses for ²²⁶Ra and ²³²Th exceeded global averages in some samples. Specifically, ²²⁶Ra doses ranged from 7.8 to 46.26 ppm (exceeding the 20 ppm global average in some cases), and ²³²Th doses ranged from 1.98 to 9.14 ppm (exceeding the 10 ppm global average in some cases). The concentration of ⁴⁰K, however, remained within the global range (0.07%-0.69 %). The observed imbalances in the ratios of Th/U (0.17-0.24 Bq/kg and 0.73-0.24 ppm) and U/Ra (0.81-0.73 Bq/kg and 0.73-0.17 ppm), both of which are significantly lower than their respective global averages of 4 and 2.4, point towards the presence of fertilizer-derived contamination. This conclusion is further supported by the high phosphate concentrations detected in the samples. Overall, this study suggests that radioactive contamination near the phosphate fertilizer factory significantly exceeds global background levels and international limits in some cases. This raises concerns about potential risks posed to surrounding agricultural land and crops.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 춘계 학술대회
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• pp.161-166
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• 2005

현재 원자력연구소의 방사성폐기물 저장시설에는 1988년 서울사무소의 폐쇄 과정에서 발생한 토양 약 3,100여 드럼이 저장되고 있다. 이 토양은 시설 저장용량의 약 $27\%$를 차지하고 있어 포화용량에 도달하고 있는 저장시설의 운영 및 관리를 어렵게 하는 요인이 되고 있다. 그러나 토양내에 함유되어 있는 주요 핵종이 Co-60과 Cs-137이며 저장한 기간이 16년가량 경과하였으므로 발생초기보다 방사능 농도가 많이 낮추어졌을 것으로 평가되고 있다. 본 연구에서는 토양의 규제해제를 위한 기반작업으로 토양의 핵종 및 방사능평가 작업을 수행하였다. 작업을 위하여 작업절차서의 개발, 밀폐형 작업실의 제작 등이 이루어졌으며, 시료의 채취를 통한 방사선학적 특성 분석이 수행되었다. 분석 결과 토양에 함유된 ${\gamma}$-선 방출핵종은 Co-60과 Cs-137만이 존재하는 것으로 나타났으며, 전체 ${\gamma}$-선 방출핵종의 농도는 약 $0.01\;{\sim}\;0.12$ Bq/g 인 것으로 평가되었다. 현재 토양의 규제해제를 예상하고 있는 시점인 2009년이 되면 이러한 농도는 더욱 낮아져 0.1 Bq/g 미만이 되며, 이러한 농도는 현재 IAEA에서 제시하고 있는 규제해제 농도를 만족시키는 수준이 될 것이다. 또한, 토양의 규제해제는 이러한 농도 기준 외에도 환경영향평가를 통하여 국내의 원자력법에 적법하도록 처리될 것이다.

• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.87-99
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• 2016

본 연구에서는 단열을 포함하는 불포화 암반에서의 지하수 유동 흐름을 예측하기 위한 2차원 수치 모델링을 수행하였다. 특히, 불연속 단열망 모델링(Dscrete Fractured Network, DFN)을 통하여 도출된 투수계수의 분포를 나타내는 k-field를 모델링 입력변수로 적용하였다. 투수계수 차이는 불포화대에서 지하수의 이동속도 차이를 야기시키는 중요한 인자로 적용되었다. 연구지역의 지표 토양층으로부터 지하 대수층까지의 불포화대 깊이를 적용하여 지하수 유동 모델링의 초기조건을 실제와 유사하게 설정하였다. 강우의 지표 침투율은 인공구조물과 자연 토양층의 침투율 차이를 적용하여 실제 불포화 암반을 거쳐서 포화대까지 지하수의 이동흐름을 해석하고 시각화하였다. 특히, 오염물질의 이동 시작점이 될 수 있는 인공구조물의 하부에 모니터링 지점을 설정하여 실제 오염물질원이 지하수에 용해되어 불포화대를 이동할 때의 경로를 예측 하였으며 중력방향인 직하부로 이동하는 것을 확인되었다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제28권4호
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• pp.299-309
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• 2003

동적 섭식경로모델 DYNACON을 개선하여 원자력시설의 사고시 환경으로 누출된 방사성물질에 의한 가축의 공기 흡입과 토양 섭취에 따른 축산물의 오염 영향을 고찰하였다. 이들 두 오염경로에 대한 수학적 모델은 고려되는 모든 축산물에 대해 수립되었지만 결과에 대한 상세 고찰은 우유에 국한하였다. 젖소의 공기 흡입과 토양 섭취는 방사성물질의 환경 누출이 목초가 성장하지 않는 비방목 기간에 일어나는 경우에 우유의 중요한 오염경로가 될 수 있다는 사실을 알 수 있었다. 비방목 기간동안 방사성물질이 환경으로 누출되는_경우 초기에는 공기 흡입이 토양 섭취에 의한 영향보다 높으나, 시간이 경과할수록 토양 섭취가 우유의 오염에 있어서 지배적 영향을 미쳤다. 이러한 현상은 전반적으로 지상으로 상대적으로 많은 침적을 일어나게 하는 누출기간 중 강우가 있는 경우에 보다 뚜렷하였다. $^{137}Cs$과 $^{90}Sr$의 경우와 달리 $^{131}I$은 누출기간 중 강우에 거의 영향을 받지 않았다. 방목기간에 방사성물질이 환경으로 누출되는 경우 누출기간 중 강우의 유무에 관계없이 공기 흡입에 의한 우유의 오염 영향은 무시 가능한 수준이었다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology
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• 제1권1호
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• pp.49-55
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• 2013

To characterize quantitatively the transport of $^{99}Tc$ and the global fallout ($^{137}Cs$, $^{90}Sr$, and $^{239+240}Pu$) for soils in Korea, the transport parameters of a convective-dispersion model, apparent migration velocity, and apparent dispersion coefficient were estimated from the vertical depth profiles of the radionuclides in soils. The vertical profiles of $^{99}Tc$ were measured from a pot experiment for paddy soil that had been sampled from a rice-field around the Gyeongju radioactive waste repository in Korea, and the vertical depth distributions of the global fallout $^{137}Cs$, $^{90}Sr$, and $^{239+240}Pu$ were measured from the soil samples that were taken from local areas in Korea. The front edge of the $^{99}Tc$ profiles reached a depth of about 12 cm in 138 days, indicating a faster movement than the fallout radionuclides. A weak adsorption of $^{99}Tc$ on the soil particles by the formation of Tc(VII) and a high water infiltration velocity seemed to have controlled the migration of $^{99}Tc$. The apparent migration velocity and dispersion coefficient of $^{99}Tc$ for the disturbed paddy soil were 2.88 cm/y and 6.3 $cm^2/y$, respectively. The majority of the global fallout $^{137}Cs$, $^{90}Sr$, and $^{239+240}Pu$ were found in the top 20 cm of the soils even after a transport of about 30 years. The transport parameters for the global fallout radionuclides were 0.01-0.1cm/y ($^{137}Cs$), 0.09-0.13cm/y ($^{90}Sr$), and 0.09-0.18cm/y ($^{239+240}Pu$) for the apparent migration velocity: 0.21-1.09 $cm^2/y$ ($^{137}Cs$), 0.12-0.7$cm^2/y$ ($^{90}Sr$), and 0.09-0.36$cm^2/y$ ($^{239+240}Pu$) for the apparent dispersion coefficient.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.10-13
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• 2016

In this study, we developed a new volume reduction technique for cesium contaminated soil by magnetic separation. Cs in soil is mainly adsorbed on clay which is the smallest particle constituent in the soil, especially on paramagnetic 2:1 type clay minerals which strongly adsorb and fix Cs. Thus selective separation of 2:1 type clay with a superconducting magnet could enable to reduce the volume of Cs contaminated soil. The 2:1 type clay particles exist in various particle sizes in the soil, which leads that magnetic force and Cs adsorption quantity depend on their particle size. Accordingly, we examined magnetic separation conditions for efficient separation of 2:1 type clay considering their particle size distribution. First, the separation rate of 2:1 type clay for each particle size was calculated by particle trajectory simulation, because magnetic separation rate largely depends on the objective size. According to the calculation, 73 and 89 % of 2:1 type clay could be separated at 2 and 7 T, respectively. Moreover we calculated dose reduction rate on the basis of the result of particle trajectory simulation. It was indicated that 17 and 51 % of dose reduction would be possible at 2 and 7 T, respectively. The difference of dose reduction rate at 2 T and 7 T was found to be separated a fine particle. It was shown that magnetic separation considering particle size distribution would contribute to the volume reduction of contaminated soil.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제46권4호
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• pp.194-203
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• 2021

Background: Surface soil radiation monitoring around nuclear facilities is important to classify and characterize the contaminated areas. A scanning and direct measurement technique can survey the sites rapidly before starting sampling analysis. Materials and Methods: Regarding this, we test and suggest a measurement technique for gross alpha/beta and ⁹⁰Sr activities in surface soil based on a mobile ZnS(Ag)/PVT (polyvinyltoluene) array and a handheld PVT rod, respectively. To detect ⁹⁰Sr selectively in soil mixed with naturally occurring radioactive materials, chosen energy channel counts from the multichannel analyzers were used instead of whole channel counts. Soil samples contaminated with exempt liquid ⁹⁰Sr with 1 Bq·g^-1, 3 Bq·g^-1, and 10 Bq·g^-1 were prepared and hardened by flocculation. Results and Discussion: The mobile ZnS(Ag)/PVT array could discriminate gross alpha, gross beta, and gamma radiation by the different pulse-shaped signal features of each sensor material. If the array is deployed on a vehicle, the scan minimum detectable concentration (MDC) range will be about 0.11-0.17 Bq·g^-1 at 18 km·h^-1 speed, highly sensitive to actual sites. The handheld PVT rod with 12 mm (Φ) × 20 mm (H) size can directly measure ⁹⁰Sr selectively if channels on which energies are from 1,470 and 2,279 keV are gated, minimizing crossdetection of other radionuclides. These methods were verified by measuring soil samples fabricated with homogeneous ⁹⁰Sr concentrations, showing static MDC of 2.16 Bq·g^-1 at a measurement time of 300 seconds. Conclusion: Based on the results, comprehensive procedures using these detectors are suggested to optimize soil sites survey.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2005년도 춘계학술발표회
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• pp.271-272
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• 2005