• 대한환경공학회지
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• 제29권3호
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• pp.311-316
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• 2007

산림지역 유출수가 하천의 수질에 미치는 영향을 파악하기 위하여 지질과 식생이 다른 한국과 일본 8개 지역 토양용출액과 계류수의 수질을 조사, 비교하였다. $NO_3^-$농도는 표토층에서 높고 토심이 깊을수록 낮아졌으며, 현무암지질의 표층(13.3 mg/g)과 심층 (7.40 mg/g)이 가장 높게 나타났다. $PO_4^{3-}$농도는 토심에 따라 차이가 없었고 화강암과 변성암지질의 중층(60 cm)이 표층(30 cm)보다 높게 나타났다. 토양용출액의 T-N은 침엽수림의 화강암지점 8.03 mg/L, 활엽수의 안산암지점 14.79 mg/L이었고, 계류수는 침엽수림의 화강암지점이 10월에 5.53 mg/L, 1월 6.99 mg/L이었고, 활엽수림의 안산암지점이 $3.61\sim5.11$ mg/L이었다. 토양용출액와 계류수의 T-P은 침엽수림과 활엽수림이 비슷한 값을 보였고, 활엽수림의 현무암지점(0.090$\sim$0.179 mg/L)에서 다소 높게 나타났다. 침엽수림 토양용출액의 pH와 EC, $Ca^{2+}$ 및 $Cl^-$농도는 p<0.01에서 유의한 정의 상관을 보이고, S-Fe, S-Al과는 부의 상관을 보였다. 전기전도도와 $Ca^{2+}$농도 및 $NO_3^-$농도는 p<0.01에서 유의한 상관이 있고, $SO_4^{2-}$농도, S-Fe와는 p<0.05에서 유의한 상관이 있었다. 활엽수림 토양용출액의 pH와 $Ca^{2+}$농도는 p<0.05에서 정의 상관이 있고, $K^+$, S-Fe 및 S-Al농도는 p<0.01에서 부의 상관이 있었다. 전기전도도와 $Ca^{2+}$ 및 $Cl^-$농도는 p<0.05, $NO_3^-$농도와는 p<0.01에서 유의한 정의 상관을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권12호
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• pp.117-128
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• 2014

일반적으로 기존 터널이나 공동 등에 근접하여 터널을 시공하는 경우에 기존 공동과 터널간의 간섭이 발생하며 이로 인한 영향을 최소화하기 위하여 이격거리를 터널의 폭 이상으로 유지하도록 일부시방서 등에 권고안이 제시되어 있는 상태이다. 이와같이 공동이나 구조물 등에 근접한 터널은 지반 상태 및 공동의 크기, 보조공법 등을 고려하여 결정하여야 하며, 지반이 연약한 상태에서는 근접도에 따라 민감한 반응을 나타내고 변형량도 크게 나타나므로 지반조건을 고려한 터널계획이 이루어져야 한다. 설계단계에서 공동이 터널의 안정성에 미치는 영향을 검토하기 위해 현장측정, 수치해석, 모형시험 등의 방법이 고려될 수 있으며, 이 중에서 모형시험(Scaled model test)은 결과를 가시적으로 나타낼 수 있을 뿐 아니라, 수치해석과 비교를 통해 거동을 보다 상세하고 현실적으로 예측 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 공동에 인접하여 터널 굴착이 이루어지는 경우, 계획단계에서 실제 거동을 예측하기 위한 모형시험 방법과 시험 시 고려사항들에 대해 고찰하고 실제 시험 결과와 수치해석 결과의 비교를 통해 제안된 기법의 적정성을 평가하였다. 또한 터널 굴착 시 터널 주변에 분포하는 공동의 이격거리에 따른 영향이 적절히 반영되는지 여부를 파악하기 위해 공동과 터널간 이격거리를 0.25D, 0.50D, 1.00D, Network 상태 분포 시로 가정한 일련의 모형시험을 수행하였으며, 공동이 없는 조건과 비교하여 제안된 방법의 적정성을 확인하였다. 추가적으로 축소모형시험 결과의 타당성 검증을 위한 목적으로 시험조건을 반영한 수치해석을 수행하였으며, 수치해석 결과와 모형시험 결과의 비교 검증을 수행하였다. 모형시험 및 수치해석 결과 이격거리 1.0D는 공동과 터널이 독립적인 거동을 보이는 한계거리로 평가되었다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.565-583
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• 2020

최근 생활용품 및 건축자재 등에서 검출된 자연 방사성 물질로 인해 사회적으로 다양한 문제가 발생하고 있으며, 이는 조속히 해결해야 될 사회현안으로 대두되고 있다. 우리나라에서도 토양이나 지하수 내 중금속 및 우라늄, 라돈 등의 자연방사성 물질에 대해서 환경부에 의해 지난 20년 이상 장기간 조사된 바 있고, 토양과 지하수 내 자연방사성 물질의 기원이 암석-성인-변형적 특성 등의 지질학적 요인들과 밀접한 상관관계를 보여주는 것으로 추정되고 있지만, 기반암, 기반암 상부토양 및 지하수가 발달한 단층계 내 자연방사성 물질의 국가배경농도가 수립되어 있지 않아 정확한 지질학적 상관관계 규명이 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 국내 현생 심성암류의 성인과 천연 방사성(라돈, 우라늄, 토륨 등)물질 농도와의 상관관계에 대한 예비 연구를 수행하였다. 현생 심성암류 중 알칼리 화강암류(섬장암, 몬조니암, 몬조섬록암 및 알칼리화강암)는 높은 마그마 온도와 고알칼리성의 경향 때문에 U, Th, Zr, REE 및 Nb 등이 부화되는 특징을 보여주어 높은 U과 Th 농도를 가진다. 지각물질의 혼합에 의해 고분화된 화강암류(우백질 화강암, 복운모화강암, 고알루미형질 S-type 화강암 및 페그마타이트)는 고분화되지 않은 일반 화강암류(섬록암, 화강섬록암 및 화강암)보다 U, Th 및 K+Na이 더욱 부화되는 경향을 보여준다. 고알칼리성 화강암류들은 주로 판내부의 열개환경, 대륙충돌 조산작용과 해양판의 대륙판 아래 섭입 이후에 일어나는 확장환경에서 생성된다. 반면에 우리나라에서 주로 산출되는 아알칼리성 캘크알칼리 화강암류는 해양판의 대륙판 밑으로의 섭입에 의한 호환경에서 주로 생성된다. 결과적으로 국내 현생 심성암류의 U, Th 및 K 함량변화는 지구조 환경에 의한 암석성인과 밀접한 연관성을 가지는 것으로 추정되며, 현생화강암류 대한 감마분석 자연방사성 핵종(²²⁶Ra, ²³²Th 및 ⁴⁰K) 예비 결과들은 고알칼리성과 고분화된 화강암류에서 높은 값을 보여준다.

• 한국광물학회지
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• 제26권1호
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• pp.55-64
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• 2013

충남 부여군 홍산면 일대의 백운사층 셰일에서 산출되는 운모류 광물(혼합상 백운모)과 십자석에 대한 EPMA 연구를 수행하여, 혼합상 백운모와 십자석 생성 과정과의 관계 및 백운사층 셰일의 변성환경을 규명하고자 하였다. 암석에서 산출되는 운모류 광물의 평균 화학조성은 $(K_{1.11}Na_{0.26}Ca_{0.04})(Al_{3.93}Fe_{0.21}Mg_{0.07})(Si_{6.08}Al_{1.92})O_{20}(OH)_4$로 층간 양이온 함량이 낮으며(1.41) 팔면체 자리에 Fe, Mg를 함유한 일라이트, 즉 백운모/파이로필라이트/녹니석 혼합상($Mu_{70.5}Py_{23.5}Ch_{6.0}$)의 화학조성을 보인다. 한편 십자석은 암석 내에서 혼합상 백운모, 단일 결정의 파이로필라이트 및 알루미늄 규산염 광물과 함께 산출되는데, 이들 중 파이로필라이트가 십자석 생성에 참여한 것으로 판단된다. 혼합상 백운모에서 분리된 파이로필라이트와 녹니석이 반응하여 클로리토이드를 형성한 이후, 변성도가 증가하면서 파이로필라이트와 클로리토이드가 반응하여 십자석이 생성된 것으로 보이며, 이때 클로리토이드는 모두 소모되어 암석 내에서 관찰되지 않는 것으로 판단된다. 결국 일라이트가 백운모로 전이되는 과정에서 형성되는 혼합상 백운모는 십자석 생성에 필요한 광물을 공급하는 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 이 반응이 $300^{\circ}C$ 이상에서 일어나는 점과 혼합상 백운모에서 분리된 파이로필라이트가 약 $350^{\circ}C$에서 알루미늄 규산염 광물로 전이되는 점을 감안할 때, 백운사층 셰일은 $300{\sim}350^{\circ}C$의 변성환경을 경험한 것으로 판단된다.

• 한국석유지질학회지
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• 제12권1호
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• pp.27-33
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• 2006

북한의 서한만 분지는 일일 생산량 450 배럴의 원유가 생산되고 있어 석유부존 가능성이 확인되었고, 중국에서 큰 유전중 하나인 발해만 유전지대와 지리적으로 근접해 있어 대규모 매장 가능성도 있다. 지금까지 북한의 석유탐사 및 투자 현황을 살펴보면, 탐사가 진행중인 곳은 3개 지역으로 서한만 B&C 광구 (스웨덴 Taurus사), 북부 서한만 및 육상 안주분지 (캐나다 SOCO사), 동한만 광구 (호주 Beach Petroleum사) 등이다. 상기 이외의 해저에는 원유가 부존할 만한 분지가 존재하지 않으며, 길주-명천 지구대 등 일부 육상 지역에서는 원유가 발견된 곳도 있으나 경제성이 없는 것으로 추정된다. 지금까지 밝혀진 북한 서한만의 지질은 중국의 발해만과 유사하다. 후기 원생대와 초기 고생대에 생성된 기반암 위에는 최대 $6,000{\sim}10,000\;m$ 두께의 중생대 탄산염암 및 퇴적암과 $4,000{\sim}5,000\;m$ 두께의 신생대 퇴적암이 집적되어 있다. 근원암은 3,000 m 이상되는 쥬라기 및 $1,000{\sim}2,000\;m$ 두께의 백악기 흑색 셰일 그리고 수천 m 두께의 중생대 이전의 탄산염암으로 구성되어 있다. 저류층은 높은 공극률을 가진 중생대부터 신생대에 퇴적된 사암과 중생대전에 균열된 탄산염암이다. 원유 트랩은 배사구조, 단층구조, 파묻혀 있는 언덕 (buried hill) 그리고 층서형 트랩 형태다. 따라서 서한만에서의 퇴적층들은 다양한 형태의 근원암을 가지며 또한 공극률과 투수율이 높고, 많은 단층에 의한 이동경로를 가지게 되므로, 사암으로 이루어진 석유 저장지만 발견하면 석유를 생산할 수 있을 것으로 추정된다. 연안국의 200해리 배타적 경제수역 설정 등 해양관할권 확대가 주류를 이루는 새로운 국제해양질서가 구축되고 있는 상황과 동일한 해역을 대상으로 하는 남북한 해양개발의 인접성 등을 감안할 때, 실리주의적 세계의 변화에 공동으로 대처하고 남북한 상호 경제발전을 도모하기 위해서는 남북한 해양과학기술 협력교류의 활성화와 새로운 첨단 해양기술의 공동 연구 개발 둥 남북 상호간의 능동적이고 적극적인 협력자세가 무엇보다 필요하다고 생각된다. 또한 한반도 주변해양에서 남북한 각기 독자적인 해양관리 및 해양산업의 전개보다는 양국 공동협력에 의해 주변국의 한민족 공동체가 참여하는 방안이 시급한 과제라고 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제45권1호
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• pp.31-40
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• 2012

본 논문은 전라북도 진안군 신보광산의 동부지역에서 고품위 우라늄 지화학 이상대와 지질구조 사이의 상관관계를 규명하고 지하수 흐름에 대한 기본적인 정보를 제공하기 위해 암상구분에 의한 상세한 지질도를 작성하고 이들 구성암류에 발달하는 연성 및 취성 구조요소의 특성을 파악하였다. 그 결과, 이 지역은 주로 동북동-서남서 방향으로 대상 분포를 보이는 선캠브리아기 규암, 변성이질암, 변성사질암과 이를 관입하는 시대미상의 페그마타이트와 백악기 반암류 등으로 구분되고, 추정과 달리 이들 암상을 부정합으로 피복하는 백악기 진안층군은 관찰되지 않았다. 선캠브리아기 변성퇴적암류의 주요 연성 변형구조는 적어도 세 번의 변형단계 [동북동 방향성의 광역엽리 (D1) -> 동북동 내지 동서 방향성의 파랑엽리 (D2) -> 서북서 내지 동서 방향성의 개방, 밀착, 킹크 습곡 (D3)]를 걸쳐 형성되었고, S1 광역엽리의 방향성은 선캠브리아기 변성퇴적암류의 대상 분포 방향과 유사한 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 우세하게 나타난다. 지하수의 유동과 밀접한 관련성 있는 취성 고각 단열 (경사각${\geq}45^{\circ}$)의 방향성[동북동 (출현빈도: 24.3%), 남북 (23.9%), (북)북서 (18.8%), 서북서 (16.9%), 북동 (16.1%) 단열조 순]은 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성 및 S1 광역엽리의 우세 방향성과 일치하는 동북동 주향에 남쪽으로 경사하는 것이 가장 우세하게 나타나고 남북 주향에 동서 방향으로 경사하는 것이 다음으로 우세하게 나타난다. 상기된 선캠브리아 변성퇴적암류의 대상 분포 방향성과 S1 광역엽리 및 고각 단열의 우세 방향성 등으로부터 신보광산과 그 동부지역의 우라늄 지화학 이상대의 형성요인을 고찰해 볼 때 이들 지역에서 기대되는 우라늄의 초생적인 근원암은 기존연구 결과와 같이 페그마타이트이며 광산지역의 우라늄 지화학 이상대는 이를 대수층으로 하는 지하수가 광산지역으로 통과하면서 이차적으로 부화되었을 가능성이 높다고 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제45권6호
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• pp.599-622
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• 2012

베트남 북부 네안(Nghe An)성 뀌 차우(Quy Chau)에서 남동쪽으로 약 14 km 떨어진 쵸 빈(Chau Binh) 일대를 대상으로 1차 토양지구화학탐사를 수행하였다. 시료채취 간격은 가로 300 m 간격으로 14 line, 세로 500 m 간격으로 15 line이었으며 토양시료 194개를 채취하였다. 그리고, 1차 토양지구화학탐사 결과를 바탕으로 총희토류(TREO) 함량이 높은 격자점을 대상으로 2차 정밀 피트탐사를 수행하여 총 7개 피트에서 토양 56개를 채취하였다. 조사지역의 지질은 반 찌응(Ban Chieng) 흑운모 화강암 복합체와 다이 록(Dai Loc) 편마암질 화강암 복합체가 편암, 편마암, 석회암으로 구성된 부캉(Bukang)층을 관입하고 있다. 본 역의 주요 광화작용은 주석, 루비, 그리고 화강암 복합체의 주변부 변질대(albitization)에 분포하고 있는 것으로 사료되는 함희토류 모나자이트(약 300 g/t)와 제노타임(약 10 g/t)의 산출이 특징적이다. 중사시료에서 확인한 모나자이트와 제노타임의 근원암을 규명하기 위해 토양지구화학탐사를 수행하였다. 1차 토양지구화학탐사에서 채취한 토양시료에 대하여 희토류원소(La, Ce, Nd, Y 등) 및 미량원소(Th, Sr, Ba, Nb 등)의 화학성분을 ICP-MS를 이용하여 분석한 결과, 배경토양의 총희토류 함량이 지각 평균의 약 2배를 초과하고 있으며, 중희토류(약 2배)와 경희토류(약 1.84배)가 모두 부화되어 있다. 2차 정밀 피트탐사에서 채취한 토양시료에 대하여 희토류원소(La, Ce, Nd, Y 등)의 화학성분을 ICP-MS를 이용하여 분석한 결과, 격자점 4-7번 피트에서 광체로 추정되는 노두를 인지하였고 본 광체는 N40W 방향으로 발달되어 있다. 1차 토양지구화학탐사 및 2차 정밀 피트탐사를 종합적으로 고찰한 결과, 네안성 뀌차우 일대에서는 토양에서 이상대를 보이며 광체의 연장방향으로 추정되는 희토류 부존 유망 지역을 잠정적으로 선정하였으며, 향후 광체로 추정되는 구간에 대하여 지구물리탐사 및 시험시추를 수행할 예정이다.

• 지질공학
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• 제15권2호
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• pp.169-184
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• 2005

연구대상인 운악산과 속리산 화강암류는 각각 경기육괴 북부인 운악산과 옥천대 중부인 속리산 일대에 대규모로 분포한다. 전자는 쥬라기의 석류석 흑운모화강암으로 담회색이 우세하며 치밀조직을, 후자는 백악기의 흑운모화강암으로서 홍색을 띠며 공동구조를 이룬다. 자료의 균질성을 얻기 위하여 시료의 입도는 거의가 조립질 그리고 암석판정상 신선한 암석 을 택하였다. 그리고 공시체는 모두 일번 결 면에 수직한 방향으로 제작하였다. 주성 분광물은 모우드 값에서 큰 차이를 보여 전자는 석영+사장석이, 후자는 알칼리장석이 각각 뚜렷 이 증가하며 이로 인하여 각각 담회색과 홍색을 이루는 것으로 보인다. 열극의 주향은 전자보다 후자에서 직교하는 경향이 더 뚜렷하며 경사는 수직에 가까운 것들이 후자에서 크게 증가하여, 전자보다 후자에서 규격석이 산출이 더 많을 것으로 해석된다. 후자에 종종 수반되는 공동구조가 암질을 저하시키는 한 요소가 될 수 있다. 운악산과 속리산 화강암류의 비중은 각각 2.60과 2.57의 값을 가진다. 흡수율과 공극율은 뚜렷한 정의 관계를 이루며, 이들 값은 전자보다 후자에서 각각 두 배 정도로 증가한다. 이러한 물성 값의 차이와 변화경 향은 전자와 후자에 각각 발달하는 치밀조직과 불규칙하게 배열하는 대소의 공동조직에 의한 것으로 해석된다. 압축강도는 그 값이 후자보다 전자에서 대부분 증가하며, 인장강도는 그 값이 후자보다 전자에서 뚜렷이 증가한다. 공극율은 전자에서 압축 및 인장강도에 뚜렷한 부의, 그리고 후자에서 모두 높은 분산도에 의하여 상관성 결여되는 경향을 이룬다. 이는 전자보다 천부 정치암인 후자에서 후기 마그마 산물로 형성된 공동구조에 의한 것으로 해석된다. 전자와 후자의 마모경 도는 공극율과 달리 서로 비슷한 범위와 평균값을 가지며, 이는 도가 강한 석영+알칼리장석 모우드 값이 후자에서 다소 증가되기 때문으로 보인다. 그리고 전자와 달리 후자의 압축강도는 주성분과 부성 분광물에 따라 각각 증가 및 감소되는 것으로 해석된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권3호
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• pp.189-197
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• 2012

KURT 지하수의 지구화학적 특성을 조사하기 위하여 단열충전광물과 지하수의 지구화학적 성분이 조사되었다. KURT내의 시추공들로부터 얻어진 시추코아로부터 방해석(calcite), 일라이트(illite), 로먼타이트(laumonite), 녹니석(chlorite), 녹염석(epidote), 몬모릴로나이트(montmorillonite), 카올리나이트(kaolinite) 및 일라이트와 스멕타이트(smectite)의 혼합층상광물 등이 감정되었다. 시추공 DB-1, YS-1, YS-4에서 채취한 대부분의 지하수는 pH 8이상의 알칼리 환경을 보여주었으며 YS-1을 제외한 두 관측공의 전기전도도는 약 2$200{\mu}S/cm$를 나타냈으며 이들 시추공에서 천부지하수는 $Ca-HCO_3$ 와 $Ca-Na-HCO_3$ 유형 이였으며 심부 250m이하에서는 $Na-HCO_3$ 유형을 나타냈다. DB-1 공의 심부지하수에서 낮은 용존산소량(DO)와 Eh값의 감소를 측정하였으며 이는 환원환경을 지시한다. KURT의 지하수 시료의 $Cl^-$ 이온의 농도는 5 mg/L 이하이며 전 샘플링구간에서 커다란 변화 없이 일정하게 나타났다. 이러한 현상은 KURT 지역의 천부와 심부지하수가 혼합(mixing)되어 $Cl^-$의 농도가 깊이에 따라 큰 변화가 없는 것으로 해석된다. 지하수 시료의 ${\delta}^{18}O$과 ${\delta}D$ 분석 값은 각각 -10.4~-8.2‰과 -71.3~-55.0‰의 범위로 지하수가 순환수 기원임을 보여준다. 긴 순환경로를 거친 심부지하수의 수소, 산소 동위원소 값은 천부지하수에 비해 감소하며 이러한 값은 일반적으로 높은 불소농도를 동반하였다. 이는 불소함량이 높은 지하수가 물-암석 반응에 의해 생성되었음을 보여준다. KURT 지역에서 채취한 지하수의 $^{14}C$를 이용한 연대측정분석에서 지하수의 체류시간(residence time)이 약 2,000~6,000년으로 측정되었다. 이러한 체류시간은 KURT 지역의 화강암에 존재하는 지하수가 다른 유럽의 화강암지역(예, 스트리파 지역, 스웨덴)보다 상대적으로 지하수의 연령이 오래되지 않은 것으로 측정되었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권3호
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• pp.281-290
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• 2018

고준위방사성폐기물 심지층 처분 대상 암종으로 고려되는 화강암에서 방사성핵종의 장기 거동특성을 이해하기 위한 연구의 일환으로 KURT (KAERI Underground Research Tunnel) 화강암에 존재하는 우라늄의 용출특성에 대한 연구를 수행하였다. 반응 시작 후부터 10일 동안의 반응기간 중 다른 반응용액에 비해 $CO_3{^{2-}}$ 농도가 높은 $UD-CO_3$ 및 UD-Bg 반응용액에서 우라늄의 용출량이 다소 급격하게 증가하였다. 또한 Na 또는 Ca가 다량 함유된 반응용액에서 반응 60일 이후 우라늄 용출량이 다소 급격히 증가하였다. 각 반응용액에 의한 반응 270일까지의 우라늄의 용출량은 $UD-CO_3$ ($44.61{\mu}g{\cdot}L^{-1}$), UD-Bg($41.01{\mu}g{\cdot}L^{-1}$), UD-Na ($26.87{\mu}g{\cdot}L^{-1}$), UD-Ca ($20.26{\mu}g{\cdot}L^{-1}$), UD-CaSi ($17.03{\mu}g{\cdot}L^{-1}$), UD-Si ($10.47{\mu}g{\cdot}L^{-1}$)으로 지속적으로 증가 하였으나, 반응 270일 이후 우라늄 용출량은 점차 감소하는 경향을 나타낸다. 이는 화강암 시료 내에 존재하는 우라늄이 반응용액과 상호반응에 의해 최대 용출될 수 있는 한계에 도달하였기 때문으로 판단된다. 우라늄 용출은 혼합된 반응용액 내의 $CO_3{^{2-}}$ 존재와 수질의 지화학적 유형에 따라 우라늄의 용출 농도 및 용출 최대치가 나타나는 시점이 다르게 확인되었다. 이는 시료와 반응용액의 상호반응 과정에서 용존이온의 영향에 의해 화강암시료와 반응용액 사이에 반응속도의 차이가 발생하는 것으로 판단된다.