• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권5호
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• pp.794-800
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• 2018

The proliferation resistance (PR) of Th/U and Th/Pu fuels used in CANada Deuterium Uranium for the deep geological repository was assessed by combining the multiattribute utility analysis proposed by Chirayath et al., 2015 with the transport model of radionuclides in the repository and comparing with that of the used natural U fuel case. It was found that there was no significant advantage for Th/U and Th/Pu fuels from the viewpoint of the PR in the repository. It was also found that the PR values for used nuclear fuels in the repository of Th/U, Th/Pu, and natural U was comparable with those for enrichment and reprocessing facilities in the pressurized water reactor (PWR) nuclear fuel cycle. On the other hand, the PR values considering the transport of radionuclides in the repository were found to be slightly smaller than those without their transport after the used nuclear fuels started dissolving after 1,000 years.

• 방사선산업학회지
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• 제17권1호
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• pp.45-59
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• 2023

The transport calculation for a wide variety of radionuclides contained in high-level radioactive waste, especially spent nuclear fuel, is computationally difficult, and input data collection for this also take a considerable amount of time. Accordingly, considering limited resources, it is possible to reduce the calculation time while minimizing impact on accuracy by including only radionuclides important to calculation result through applying some criteria among potential radiation source terms that may release into environment. In this paper, therefore, we reviewed and analyzed the screening process performed to select radionuclides to be considered in the safety assessment for the KBS-3 type repository in Sweden and Finland. In both countries, it was confirmed that a list of radionuclides was selected by comprehensively considering screening criteria such as radioactivity inventory, half-life, radiotoxicity, risk quotient, and transport properties, and etc. A comparison of radionuclides included in the radiological safety assessment in both countries suggests that most of nuclides are considered in common, and a few nuclides considered only in one country are due to differences in decay chain treatment or spent fuel types. As of now, since most of information on the disposal facility in Korea has not been determined, it is necessary to comprehensively model release and transport of all radionuclides considered in Sweden and Finland when performing the radiological safety assessment. Based on these results, we derived the screening concept of selecting a list of radionuclides to be considered in the radiological safety assessment for the domestic KBS-3 type geological disposal facility, and this result is expected to be used as technical basis for confirming conformity with the safety objective. In a more detailed evaluation reflecting domestic characteristics in the future, it would be desirable to consider only radionuclides selected in accordance with the screening procedure. However, further research should be conducted to determine the quantitative limit for each criteria.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권4호
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• pp.295-303
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• 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
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• 제19권1호
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• pp.9-27
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• 2021

As an example of research activities in decontamination for decommissioning, new data are presented on the options for corrosion layer dissolution during the decommissioning decontamination, or persulfate regeneration for decontamination solutions re-use. For the management of spent decontamination solutions, new method based on solvent extraction of radionuclides into ionic liquid followed by electrodeposition of the radionuclides has been developed. Fields of applications of composite inorganic-organic absorbers or solid extractants with polyacrylonitrile (PAN) binding matrix for the treatment of liquid radioactive waste are reviewed; a method for americium separation from the boric acid containing NPP evaporator concentrates based on the TODGA-PAN material is discussed in more detail. Performance of a model of radionuclide transport, developed and implemented within the GoldSim programming environment, for the safety studies of the LLW/ILW repository is demonstrated on the specific case of the Richard repository (Czech Republic). Continuation and even broadening of these activities are expected in connection with the approaching end of the lifespan of the first blocks of the Czech NPPs.

• 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.

• 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.

• 자원환경지질
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• 제56권5호
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• pp.515-532
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• 2023

벤토나이트는 고준위 방사성폐기물 처분을 위한 심층처분 시스템에서 처분용기와 암반 사이를 메우는 완충재로 고려되는 팽창성 점토이다. 벤토나이트는 높은 양이온교환능과 비표면적을 가지고 있기 때문에, 처분용기로부터 핵종이 누출될 경우, 수착하여 암반으로의 유출을 지연시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 여러 선행연구에서 8종류의 벤토나이트를 사용하여 수행된 U, Am, Se, Eu 핵종의 수착실험 및 모델 자료를 취합하고, 각 연구에서 설정된 실험 조건들을 기반으로 열역학적 수착모델의 특성을 평가하였다. 핵종과 벤토나이트 간의 수착 거동 해석에 중요한 역할을 하는 열역학적 수착모델은 벤토나이트의 광물학적 특성뿐만 아니라 핵종 농도, 용액의 이온강도, 주 양이온, 온도, 고액비, 용존 탄산 농도 등 세부적인 실험 조건과 밀접하게 연관되어 있는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 특정 실험 조건에서 수행된 수착실험 및 모델의 최적화로 제안되는 수착 반응식과 반응상수가 다양한 환경 조건에 적용하기에 불확실성이 크다는 것을 의미한다. 따라서, 심층처분 시스템에 적용가능한 열역학적 수착모델을 구축하기 위해서는 현장 조사 및 실험이 함께 수행되어야 한다.

• 터널과지하공간
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• 제33권4호
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• pp.228-243
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• 2023

벤토나이트는 팽윤 능력과 낮은 투수율 등의 유리한 특성으로 인해 고준위방폐물처분장에서 완충재로 널리 인정받고 활용되고 있으며, 낮은 투수율로 인해 방사성 핵종이 주변 암반으로 이동하는 것을 효과적으로 방지하여 방사성 폐기물의 안전한 처분을 보장하는 데 중요한 역할을 한다. 그러나 벤토나이트 완충재의 장기적인 성능은 여전히 지속적인 연구의 대상으로 남아 있으며, 주요 우려 사항 중 하나는 벤토나이트의 팽윤과 지하수 흐름에 의한 완충재의 침식이다. 벤토나이트 완충재의 침식은 완충재의 무결성을 손상시키고 지하수를 통한 방사성 핵종의 이동을 촉진할 수 있는 콜로이드 형성을 초래하여, 결과적으로 방사성 핵종 이동 위험을 높임으로써 처분장 안전에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 따라서 벤토나이트 완충재의 침식 메커니즘과 침식 정도를 수치 해석적으로 정량화하여 장기적인 벤토나이트 완충재의 성능 및 콜로이드 형성 정도를 평가하는 것이 고준위방폐물처분장의 안전성 평가에 매우 중요하다. 본 기술 보고에서는 동적 벤토나이트 확산 모델을 기반으로 거동이 유사한 영역을 두 개로 분류하여 벤토나이트의 균열 침투 및 콜로이드 형성을 모사할 수 있도록 제안된 모델인 Two-region 모델을 소개하였으며, 이 모델을 이용해 벤토나이트 완충재 침식 정도를 정량적으로 평가하였다.

• 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.