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고준위폐기물처분시스템 공학적 방벽에서의 지하수 포화공정 해석
An Analysis of the Water Saturation Processes in the Engineered Barrier of a High Level Radioactive Waste Disposal System 원문보기

방사성폐기물학회지 = Journal of the Korean Radioactive Waste Society, v.9 no.1, 2011년, pp.23 - 32  

박정화 (한국원자력연구원) ,  이재완 (한국원자력연구원) ,  권상기 (한국원자력연구원)

초록
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한국형 기준 처분시스템의 공학적 방벽에서의 열-수리-역학 복합 현상을 실증하기 위한 공학적 규모 실증실험 장치인 KENTEX에서 얻은 열, 수리, 역학적 실험 데이터를 이용하여 벤토나이트의 포화공정을 해석하였다. ABAQUS를 사용한 모델계산의 함수율과 실험 결과의 비교에서 불포화 영역에서는 온도상승으로 인해 초기 수분이 감소하는 수분 재분포 공정을 모델에 포함시키지 않아 함수율의 차가 컸다. 포화 영역에서는 실험에서 초기 수분보다 낮은 함수율에서부터 지하수로 포화가 진행되지만 모델과 실험에서 얻은 함수율 값의 차이가 점점 감소해 완전포화에 도달할 때에는 두 함수율 값이 거의 비슷한 결과를 보여주였다. 포화도 약 95%에 이르는 시간은 실험결과와 계산 결과가 서로 비슷한 약 500일 정도로 예측할 수 있었다. 그리고 불포화 영역의 수분 재분포가 벤토나이트의 완전포화에 도달하는 시간에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. 따라서 본 해석기법을 사용하면 지하처분연구시설의 완충재인 벤토나이트의 포화시간을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

An engineering scale test, which is called KENTEX, was carried out to understand and to analyze the coupled thermal, hydrological and mechanical phenomena in the engineered barrier system(EBS) of Korean reference disposal system. Using the experimental data obtained from KENTEX, the water saturation...

주제어

#포화공정   #공학적 방벽   #벤토나이트 완충재   #열-수리-역학 복합현상   #처분   #실증실험  

참고문헌 (15)

  1. Chin-Fu Tsang, Ove Stephansson, Firtz Kantsky and Lanru Jing, "An overview of the DECOVALEX project on coupled THM processes in fractured rock-bentonite system", 2003 Geo Proc., pp 3-13, (2003). 

  2. C.H.Kang et al, "High Level Radwaste Disposal Technology Development/Geological Disposal System Development", KAERI/RR-2336/2002, KAERI, (2002). 

  3. 이재완, 권상기, 박정화, 조원진, "고준위폐기물처분장 공학적 방벽의 열적-수리적-역학적 거동 연구: 공학적 규모 실증실험", KAERI/TR-3429/2007, (2007), 

  4. Lennart Borgesson, Jan Hernelined "DECOVALEX I Case 3: Calculation of the Big Ben experiment-coupled modelling of the thermal, mechanical and hydraulic behaviour of water-unsaturated material in a simulated deposition hole", SKB Technical report 95-29, (1995), 

  5. E. E. Alonso, J, Alcoverro, F, Coste, L, Malinsky, V, Merrien-Soukatchoff ,I. Kadiric, T. Nowak, H. Shao, T. S. Nguyen, A.P.S. Selvadurai, G. Armand, S. R. Sobolik, M. Itamura, C. M. Stone, S. W. Webb, A. Rejeb, M. Tijani, Z. Maouche, A. Kobayashi, H. Kurikami, A. Ito, Y. Sugita, M Chijimatsu, L. Borgesson, J. Hernelind, J. Rutqvist, C.-F. Tsang, P. Jussila, "The FEBEX benchmark test: case definition and comparison of modelling approaches", International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 42, pp 611-638, (2005). 

    상세보기 crossref

  6. 박정화, 이재완, 권상기, 조원진, "고준위 방사성 폐기물 처분시스템 실증실험용 KENTEX 장치에서의 열-수리-역학 연동현상 해석", 방사성폐기물학회지, 4(2), pp 117-131, (2006). 

    원문보기 상세보기

  7. Hibbitt, Karlsson and Sorensen, ABAQUS Manuals, HKS Inc. (2003). 

  8. 조원진, 전관식, 이재완, "고준위 폐기물 처분장 완충재용 국산 압축 벤토나이트의 수리전도도에 미치는 건조 밀도와 온도의 영향", KAERI/TR-1223/99, KAERI, (1999). 

  9. J. S. Y. Wang, T. N.Narasimhan, "Processes, mechanisms, parameters, and modeling approaches for partially saturated flow in soil and rock media." SAND88-7054, (1993). 

  10. Mikko P. Ahola, Goodluck I. Ofoegbu, Asadul H. Chowdhury and Sui-Min Hsiung, "ThermoHydro-Mechanical coupled modeling: Big-Ben experiment, TC3 DECOVALEX-PHASE III", CNWRA 94-021,(1994). 

  11. Sun Im Jeon, Jae Owan Lee, Won Jin Cho, "Measurement of bentonite-water potential using a thermocouple psychrometer", Transactions of the Korean Nuclear Society, Autumn Meeting, (2007). 

  12. 박정화, 이재완, 권상기, 조원진, "한국형 고준위 폐기물 처분을 위한 공학적 방벽의 실증실험에 대한 열-수리-역학 연계공정 해석", KAERI/TR-3952/2009, KAERI, (2009). 

  13. 고은옥, 이재완, 조원진, 현재혁, 전관식, "불포화 다짐 벤토나이트의 수확산 및 재포화", 한국폐기물학회지 제 4권, 제 1호, (1999). 

  14. Fujita, T., K. Hara, Y. Yusa, and N. Sasaki. "Application of Elasto-Plastic Model to Mechanical and Hydraulic Behavior of Buffer Material under Water Uptake in a Repository", Materials Research Society Symposium, Vol. 212. (1991). 

  15. 조원진, 이재완, 강철형, 전관식, "고준위폐기물 처분장 완충재용 국산 벤토나이트 및 벤토나이트-모래 혼합물의 물리화학적, 광물학적 및 역학적 특성", KAERI/TR-1388, (1999). 

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