• 방사성폐기물학회지
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• 제15권3호
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• pp.239-256
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• 2017

방사성폐기물 지층 처분을 위한 부지 선정 과정에서 심층 처분장의 안전성을 평가하는데 필요한 입력 자료를 제공하기 위해 부지특성조사를 수행한다. 본 논문에서는 부지특성조사를 선도하여 수행하였던 해외 사례를 분석하고, 국내에서 방사성폐기물 처분을 위해 수행해야 할 부지특성조사 방법을 제안하고자 하였다. IAEA가 고려하는 부지특성조사 방법은 단계별 부지특성조사로 본 논문에서 소개된 해외의 경우도 이 방법을 따르고 있는데, 부지특성조사는 시기별, 조사 항목별로 다수의 지역에서 개략적인 부지의 정보를 도출하는 예비 부지특성조사와 조사 결과 선정된 지역에서 보다 자세한 부지특성자료를 생산하기 위한 상세 부지특성조사로 구분할 수 있다. 특히, 상세 부지특성조사 단계에서는 조사지역에 장심도 시추공을 굴착하여 심부 영역에 대한 지질 특성을 바탕으로, 수리지질, 수리-지화학, 암석역학, 열, 용질이동에 대한 특성을 도출해야 한다. 단계별 부지특성조사를 통해 도출된 부지 고유의 지질환경 특성은 부지특성모델로 구축되어야 하는데, 이를 종합하여 해석해야 비로소 조사지역의 부지특성을 이해하고, 지층 처분에 보다 유리한 부지를 최종 후보지역으로 선정할 수 있는 것이다. 해외 사례를 살펴본 결과, 부지특성조사 단계에 소요되는 시간은 대략 7~8년이 소요될 것으로 예상되나, 이를 계획하고 수행하는 시스템이 뒷받침 되지 않을 경우 보다 지연될 수 있을 것이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권2호
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• pp.187-195
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• 2006

최근에 개정된 중 저준위 방사성폐기물 인도규정에서는 폐기물시설운영자는 처분 전 방사성폐기물이 인도규정에 적합함을 보장하기 위한 계획을 수립하여 운영할 것을 요구하고 있다. 앞으로 건설될 방사성폐기물 처분시설에서 방사성폐기물 인수 시에 충족되어야할 방사성폐기물인수기준이 수립될 것이며, 이 인수기준에는 물리화학적 및 방사선학적 특성규명, 물리화학적인 제한사항, 금지품목, 포장, 인식표, 라벨, 문서요건 등을 규정할 것으로 예상된다. 이들 규정을 준수하기 위하여 방사성폐기물 발생자는 방사성폐기물이 폐기물 인수기준에 만족하는지를 확인하는 폐기물 인증프로그램을 수행하여 방사성폐기물이 그 기준에 만족하는지 확인하여야 하며, 방사성폐기물에 대한 모든 인증서류를 폐기물 처분시설에 제출할 책임이 있다. 본 방사성폐기물 인증프로그램계획은 한국원자력연구소에서 발생되는 방사성폐기물의 인증프로그램에 대한 예비프로그램으로서 개발된 것이며 앞으로 처분장의 인수요건이 구체적으로 확립될 때까지 수정 보완되어야 한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제6권3호
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• pp.205-215
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• 2008

방사성폐기물 처분시설에 대한 운영 전, 운영 중 및 폐쇄 후 단계에서의 부지환경자료의 지속적 수집 및 관리를 목적으로 한 체계적인 데이터베이스와 전산분석 시스템 구축의 필요성에 의하여 부지환경종합관리시스템(SITES: Site Information and Total Environmental Data Management System)을 개발하였다. 본 시스템은 부지환경 자료관리 및 안전성 재평가에 활용 할 수 있는 통합적인 시스템으로서 부지환경데이터관리시스템(SECURE), 통합안전성평가시스템(SAINT), 부지환경감시시스템(SUDAL), 그리고 SITES지리정보시스템(SITES-GIS)의 4개의 모듈로 구성되어 있다. 각 모듈은 자체 데이터베이스를 통해 자료의 검색, 저장 및 보고서 작성 기능을 가지고 있으며, 부지환경자료를 통합안전성평가시스템에서 직접이용 가능토록 되어 있다. 통합안전성평가시스템은 다수의 평가자가 동시에 이용가능하며, 대상 부지별 안전성평가 결과의 품질보증 체제가 확보되어 있다. 부지환경감시시스템은 평가 예측자료와 환경감시 자료와의 비교분석 및 시각화가 가능하며, 또한 일반인을 위한 주기적 환경감시 자료를 인터넷 홈페이지와 연계하여 공개 가능토록 되어 있다. 부지환경종합관리시스템은 현재 중 저준위 방사성폐기물 처분을 위한 월성원자력환경관리센터에 적용되고 있으며, 원자력관계시설 및 기타 유해환경 산업시설에 대한 부지 및 환경 감시기능의 수준을 고도화하는 데에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권3호
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• pp.313-319
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• 2019

A-KRS는 한국원자력연구원에서 개발한 파이로프로세싱 처리된 폐기물을 처분하는 개념이다. 고준위 방사성폐기물은 파이로프로세싱에 의하여 최소화되며, 최종 발생된 고준위 방사성폐기물은 모나자이트 세라믹 폐기물 형태로 제조된다. 모나자이트 세라믹 폐기물은 처분공에 영구 처분되어 열을 발생시킨다. 발생된 열은 폐기물을 보호하는 캐니스터 및 완충재의 온도를 상승시켜 설계 기준을 초과 시킬 수 있다. 온도는 처분공 간의 거리로 조절 가능하며 한국원자력연구원에서 해석한 바 있다. 한국원자력연구원에서 해석한 경계조건은 완벽 접촉을 가정한 것이기 때문에, 최초 처분 시에 발생하는 간격에 의해 발생하는 열 저항에 의한 온도 분포는 알 수 없다. 이를 보완하기 위하여, 본 논문에서는 최초 처분 시 존재하는 간격에 의한 열 전달 해석을 수행하였다. 또한 발열체와 캐니스터 간의 공극을 추가하여 온도 분포 해석을 수행하였다. COMSOL 전산해석 소프트웨어를 이용하여 열전달 해석을 수행하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제7권4호
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• pp.229-236
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• 2009

우리나라에서 발생하는 사용후핵 연료를 CANDU형과 PWR형 2종류로 구분한다. PWR형 사용후핵 연료의 경우 적절한 공정을 거쳐 원료물질로 다시 사용할 수 있는 물질을 많이 포함하고 있어 재활용 공정을 고려할 수 있다. CANDU형 사용후핵 연료는 천연 우라늄을 원료물질로 사용하고 있어 재활용 가능성이 거의 없으므로 직접 처분을 고려하고 있다. 본 논문에서는 PWR형과 CANDU형 사용후핵연료 모두를 직접 처분하는 개념으로 개발한 한국형 사용후핵연료 처분시스템을 바탕으로 CANDU형 사용후핵연료 처분 시스템을 향상시키는 방안을 도출하고자 하였다. 이를 위하여, 현재 원자력발전소에서 사용하고 있는 사용후핵연료 60 다발(Bundle) 용량의 저장바스켓을 포장 활용하는 방안으로 처분용기 개념을 개선하였다. 이들 개선한 처분용기를 기반으로 하여 사용후핵연료의 심지층 처분시스템에 있어서 주요한 제한요건인 폐기물로부터 발생된 열로 인하여 완충재의 온도가 $100^{\circ}C$를 넘지 않도록 하는 요건을 만족시키면서 효율을 향상시킨 처분시스템 개념을 제시하였다. 제시한 처분 시스템 개념들은 장기저장 및 회수성이 용이한 방안을 도입한 개념과 개선한 처분용기를 1개 처분공에 2단으로 처분하는 것으로서 이들 개념을 기존 한국형 처분시스템과 효율성 측면 에서 비교 분석하였다. 본 연구를 통하여 얻은 CANDU 사용후핵연료 처분개념은 단위면적당 열효율, U-density, 처분면적, 굴착량, 완충재 및 폐쇄 물질량을 30~40 %까지 효율을 향상시킬 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2023

The major concern in the deep geological disposal of spent nuclear fuels include sulfide-induced corrosion and stress corrosion cracking of copper canisters. Sulfur diffusion into copper canisters may induce copper embrittlement by causing Cu₂S particle formation along grain boundaries; these sulfide particles can act as crack initiation sites and eventually cause embrittlement. To prevent the formation of Cu₂S along grain boundaries and sulfur-induced copper embrittlement, copper alloys are designed in this study. Alloying elements that can act as chemical anchors to suppress sulfur diffusion and the formation of Cu₂S along grain boundaries are investigated based on the understanding of the microscopic mechanism of sulfur diffusion and Cu₂S precipitation along grain boundaries. Copper alloy ingots are experimentally manufactured to validate the alloying elements. Microstructural analysis using scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy demonstrates that Cu₂S particles are not formed at grain boundaries but randomly distributed within grains in all the vacuum arc-melted Cu alloys (Cu-Si, Cu-Ag, and Cu-Zr). Further studies will be conducted to evaluate the mechanical and corrosion properties of the developed Cu alloys.

• 방사선산업학회지
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• 제17권3호
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• pp.309-320
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• 2023

A multi-purpose canister (MPC) was developed for the purpose of transportation, storage and disposal of spent nuclear fuel (SNF) and has the advantage of minimizing repackaging between management stages of SNF. Considering the typical rock characteristics in Korea, a disposal canister is expected to contain 4 assemblies of Pressurized water reactor (PWR) SNF. The capacity of the MPC should be similarly designed with the disposal canister. However, the MPC with four SNF assemblies is expected to be less efficient in transporting and storing compared to a large-capacity canister. Therefore, a preliminary concept was derived for an auxiliary equipment that can transport and store multiple MPCs in a large overpack. A previously derived concept from US was thoroughly reviewed, and the preliminary concept was revised considering domestic situations including crane capacity and others. In addition, the safety of the normal transportation and storage of the MPC placed in transportation and storage overpack was evaluated with the auxiliary equipment.

• 암석학회지
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• 제10권3호
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• pp.212-221
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• 2001

방사광의 특성과 방사광의 발생원리에 대한 소개를 하였다. 매우 높은 스펙트럼 휘도와 매우 넓은 영역의 스펙트럼 범위, X-선 파장 조절 가능성과 고도의 지향성 및 집속성, 그리고 시간에 따른 순간파동 구조를 갖는 방사광을 이용하여 지질학 및 지구환경과학에 적용할 수 있는 실험기법을 기술하였다. 이에는 X선 토모그라피, XRF, XANES, EXAFS, 다이아몬드 앤빌 기기 및 라지 발륨 프레스를 이용한 고온-고압 연구와 에너지문제와 관련하여 원자력발전과 핵폐기물처리에 대한 것이 포함되어 있다. 이러한 실험기법은 광물 및 암석에 대한 화학성분, 결정구조 및 결합상태 분석이 가능하며, 광상학과 고생물학 및 환경학 분야에 적용할 수 있다. 또한 이 연구방법을 이용하면 지구내부물질의 거동에 관한 정보를 얻을 수 있다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권2호
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• pp.179-188
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• 2016

원자력발전소에서 전기를 생산하고 난 후 발생하는 사용후핵연료 또는 이들 사용후핵연료의 재처리/재활용 공정으로부터 발생하는 고준위폐기물은 인간환경으로부터 안전하게 장기간 격리시켜야 한다. 최근 심부시추공 굴착기술의 획기적인 발전으로 인하여, 방사성폐기물의 심부시추공 처분기술에 대한 연구가 의미 있게 진행되고 있다. 본 논문에서는 이러한 심부시추공을 활용하여 고준위 방사성폐기물을 지하 3~5 km 심도에 격리시키는 심부시추공 처분기술의 국내 적용 가능성을 분석하기 위하여 국내 심부 지하환경 특성에 대하여 예비분석 하였다 이를 위하여, 미국 및 유럽권 국가 연구사례와 기술개발 현황을 검토하고, 실제 국내의 심부 지질조건을 검토하기 위하여 고지열 분포지역에 개발 중인 지열 탐사공을 대상으로 3~4 km 심도까지의 암석, 지온 등 특성 자료를 수집, 분석하였다. 결정질 암반 심도 및 지온경사 등 분석 결과와 국내 발생 사용후 핵연료를 바탕으로 심부시추공 처분시스템 구성요소인 처분용기, 밀봉시스템 등에 대하여 예비단계의 개념을 제안하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제23권4호
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• pp.1-15
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• 2018

Despite of safety issues related to radiological hazards, 31 countries around the world are operating more than 450 nuclear power plants (NPPs). To operate NPPs safely, safety regulations from radiation protection organizations were developed and adopted in many countries. However, many cases of radionuclide releases at foreign NPPs have been reported. Almost all commercial NPPs routinely release radioactive materials to the surrounding environments as liquid and gas phases under control. These releases are called 'planned releases' which are planned, regularly monitored, and well documented. Meanwhile, the releases focused in this review, called 'unplanned releases', are neither planned nor monitored by regulatory and/or protection organizations. NPPs are generally composed of various structures, systems and components (SSCs) for safety. Among them, the SSCs near reactors are closely related to safety of NPPs, and typically fabricated to comply with stringent requirements. However, some non-safety related SSCs such as underground pipes may be constructed only according to commercial standards, causing the leakage of radioactive fluids usually containing tritium ($^3H$). This paper discusses SSCs of NPPs and introduces several cases of unplanned releases at foreign NPPs. The current regulation on the environmental radiological surveillance and assessment around the NPPs in South Korea are also examined.