본 연구에서는 심지층 처분장 부지선정 시에 고려되는 요소를 지질, 수리지질, 지화학 등으로 분류하고 그 두 번째 단계로 수리지질분야의 세부 항목을 투수성, 분배 확산계수, 경계조건, 지하수 연대로 분류하였다. 그리고 이들 항목에 대한 국외 기준분석을 수행하였다. 부지선정요소(Siting factor)에 대한 기준(Criteria)은 각 국가의 지질환경, 지질정보 및 사회환경에 따라 다른 조건 혹은 값을 제시하고 있다. 일 예로, 유사한 특성의 결정질 암반을 기반암으로 하는 스웨덴, 핀란드에서도 투수성에 대한 기준을 각기 다르게 적용하고 있다. 스웨덴에서는 수리전도도의 기준을 부지선정 <단계 3>에서 $10^{-8}m/s$ 이하로 설정하고 있지만, 핀란드에서는 암반의 투수성에 대한 신뢰성 있는 자료가 많이 확보되지 않아 투수성을 부지선정 기준으로 적용하지 않고 있다. 또한, 분배계수에 대한 기준에서도 스웨덴에서는 평균 값의 100배 이하인 지역을 배제하지만, 독일에서는 $0.001m^3/kg$의 정량화 된 값을 제시하고 있다. 따라서, 수리지질 요소에 대한 심지층 처분장 부지선정 기준을 명확히 설정하기 위해서는 국내 기반암의 심부환경에 대한 많은 정보를 확보하여야 할 것으로 판단된다.
본 연구에서는 심지층 처분장 부지선정 시에 고려되는 요소를 지질, 수리지질, 지화학 등으로 분류하고 그 두 번째 단계로 수리지질분야의 세부 항목을 투수성, 분배 확산계수, 경계조건, 지하수 연대로 분류하였다. 그리고 이들 항목에 대한 국외 기준분석을 수행하였다. 부지선정요소(Siting factor)에 대한 기준(Criteria)은 각 국가의 지질환경, 지질정보 및 사회환경에 따라 다른 조건 혹은 값을 제시하고 있다. 일 예로, 유사한 특성의 결정질 암반을 기반암으로 하는 스웨덴, 핀란드에서도 투수성에 대한 기준을 각기 다르게 적용하고 있다. 스웨덴에서는 수리전도도의 기준을 부지선정 <단계 3>에서 $10^{-8}m/s$ 이하로 설정하고 있지만, 핀란드에서는 암반의 투수성에 대한 신뢰성 있는 자료가 많이 확보되지 않아 투수성을 부지선정 기준으로 적용하지 않고 있다. 또한, 분배계수에 대한 기준에서도 스웨덴에서는 평균 값의 100배 이하인 지역을 배제하지만, 독일에서는 $0.001m^3/kg$의 정량화 된 값을 제시하고 있다. 따라서, 수리지질 요소에 대한 심지층 처분장 부지선정 기준을 명확히 설정하기 위해서는 국내 기반암의 심부환경에 대한 많은 정보를 확보하여야 할 것으로 판단된다.
Geology, hydrogeology, and geochemistry are the main technical siting factors of a geological repository for spent nuclear fuels. This paper evaluated the siting criteria of overseas geological repository with related to hydrogeologic properties, such as hydraulic conductivity, partitioning coeffici...
Geology, hydrogeology, and geochemistry are the main technical siting factors of a geological repository for spent nuclear fuels. This paper evaluated the siting criteria of overseas geological repository with related to hydrogeologic properties, such as hydraulic conductivity, partitioning coefficient, dispersion coefficient, boundary condition, and water age. Each country establishes the siting criteria based on its important geological backgrounds and information, and social environment. For example, Sweden and Finland that have decided a crystalline rock as a host rock of a geological repository show different siting criteria for hydraulic conductivity. In Sweden, it is preferable to avoid area where the hydraulic conductivity on a deposition hole scale (~30m) exceeds $10^{-8}m/s$, whereas Finland does not decide any criterion for the hydraulic conductivity because of limited data for it. In addition, partitioning coefficients should be less than 10-1 of average value in Swedish crystalline bedrock. However, the area where shows 100 times less than average partitioning coefficients of radionuclides in crystalline rock should be avoided in Sweden. In German, the partitioning coefficients for the majority of the long-term-relevant radionuclides should be greater than or equal to $0.001m^3/kg$. Therefore, it is strongly required to collect much and exact information for the hydrogeologic properties in order to set up the siting criteria.
Geology, hydrogeology, and geochemistry are the main technical siting factors of a geological repository for spent nuclear fuels. This paper evaluated the siting criteria of overseas geological repository with related to hydrogeologic properties, such as hydraulic conductivity, partitioning coefficient, dispersion coefficient, boundary condition, and water age. Each country establishes the siting criteria based on its important geological backgrounds and information, and social environment. For example, Sweden and Finland that have decided a crystalline rock as a host rock of a geological repository show different siting criteria for hydraulic conductivity. In Sweden, it is preferable to avoid area where the hydraulic conductivity on a deposition hole scale (~30m) exceeds $10^{-8}m/s$, whereas Finland does not decide any criterion for the hydraulic conductivity because of limited data for it. In addition, partitioning coefficients should be less than 10-1 of average value in Swedish crystalline bedrock. However, the area where shows 100 times less than average partitioning coefficients of radionuclides in crystalline rock should be avoided in Sweden. In German, the partitioning coefficients for the majority of the long-term-relevant radionuclides should be greater than or equal to $0.001m^3/kg$. Therefore, it is strongly required to collect much and exact information for the hydrogeologic properties in order to set up the siting criteria.
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문제 정의
하지만 국내에서는 아직 심지층 처분장 부지확보 프로그램이 확정되지 않아 부지선정 절차 및 이와 관련된 부지 선정 기준 등이 설정되지 못하고 있는 실정이다. 따라서, 본 논문에서는 심지층 처분장 부지선정 작업에 적용되는 기준 등에 대한 해외사례 분석을 통하여 향후 국내에 적용 가능한 부지선정 기준 설정에 활용하고자 하였다.
본 논문에서는 향후 활용가능성을 염두에 두고 심지층 처분장 부지선정에 접어든 국가들을 중심으로 수리지질 관련 부지선정요소를 별 적용가능한 기준을 분석하였다.
본 연구에서는 심지층 처분장 부지선정 시에 고려되는 요소를 지질분야, 수리지질분야, 지화학분야 등으로 분류하고 이들 각 분야별로 세부 항목에 대한 국외 기준 분석을 수행하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 그 두번째 단계로 수리지질분야의 세부 항목별 국외 기준분석을 수행하였다.
제안 방법
이들 국가들은 대부분 부지선정 작업 수행 이전에 부지선정 절차에 대한 명확한 법적 근거를 확립하여 부지선정 작업 수행에 대한 절차적 정당성을 확보하였다. 또한, 부지선정 작업을 원활히 진행하기 위하여 부지 선정 기준을 설정하였다. 일반적으로 부지선정 작업은 국 가별로 3~4단계로 절차를 구분하고 있다.
수리 지질 요소와 관련하여 심지층 처분장 부지를 선정한 경험이 있는 스웨덴, 핀란드, 미국과 현재 부지선정 작업을 진행 중에 있는 스위스, 독일, 영국, 일본 등에서 적용하고 있는 처분장 부지선정 기준을 분석하였다. 또한, 정량기준에 대한 근거를 파악하기 위하여 추가적인 문헌조사를 수행하였으며, 그 결과를 정리하였다.
본 논문에서는 국외 문헌 및 관련 전문가들의 의견을 참고하여 사용후핵연료 심지층 처분장 부지선정에서 고려되는 수리지질 요소를 투수성, 분배 · 확산계수, 경계조건, 지하수 연대로 분류하고 이와 관련한 국외 부지선정 기준을 분석하였다.
본 연구에서는 심지층 처분장 부지선정 시에 고려되는 요소를 지질분야, 수리지질분야, 지화학분야 등으로 분류하고 이들 각 분야별로 세부 항목에 대한 국외 기준 분석을 수행하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 그 두번째 단계로 수리지질분야의 세부 항목별 국외 기준분석을 수행하였다. 논문 결과는 향후 국내의 처분장 부지선정 기준 수립시에 중요한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
수리지질 조건은 심지층 처분장 부지의 핵종이동 특성을 결정하는 중요한 요소로서, 국내와 같이 결정질 암반이 발달한 지역에서 특히 중요하게 고려되는 요소이다. 수리 지질 요소와 관련하여 심지층 처분장 부지를 선정한 경험이 있는 스웨덴, 핀란드, 미국과 현재 부지선정 작업을 진행 중에 있는 스위스, 독일, 영국, 일본 등에서 적용하고 있는 처분장 부지선정 기준을 분석하였다. 또한, 정량기준에 대한 근거를 파악하기 위하여 추가적인 문헌조사를 수행하였으며, 그 결과를 정리하였다.
심지층 처분장 부지선정요소(Siting factor)에 대한 기준(Criteria)은 주로 에서 활용되며, 본 논문에서 참고한 많은 국외 문헌들도 에 접어든 국가들을 중심으로 분석하였다.
성능/효과
포화대를 통한 확산은 공극유도 (pore channels)을 통해 발생한다. 또한, 방사성 핵종의 확산 정도는 암석의 입자크기분포 등에 따라 달라지며, 세립질 입자의 비율이 늘어남에 따라 확산 정도가 감소된다.
후속연구
본 논문에서는 그 두번째 단계로 수리지질분야의 세부 항목별 국외 기준분석을 수행하였다. 논문 결과는 향후 국내의 처분장 부지선정 기준 수립시에 중요한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
암반의 투수성에 따라 결정되는 요소는?
암반의 투수성에 따라 지하수 유동량과 분포 범위가 결정된다. 결정질 암반 개별 단열(discrete fracture)의 투 수성은 단열 간극에 의해 결정된다.
분배계수란?
분배계수란 일반적으로 일정한 온도와 압력하에서 두 개의 서로 섞이지 않은 액체에 어떤 물질이 용해하여 평 형을 이룰 때 각 용액중의 농도비를 말한다. 지하 처분환 경에서는 처분장에서 유출된 핵종이 암반을 통해 이동하 면서 암반 매질에 흡착되는 정도를 의미하며 지하수 내의 핵종농도에 대한 암반에 흡착된 핵종농도의 비율로 나타 낸다.
치하 처분환경에서 분배계수는 어떻게 적용되는가?
분배계수란 일반적으로 일정한 온도와 압력하에서 두 개의 서로 섞이지 않은 액체에 어떤 물질이 용해하여 평 형을 이룰 때 각 용액중의 농도비를 말한다. 지하 처분환 경에서는 처분장에서 유출된 핵종이 암반을 통해 이동하 면서 암반 매질에 흡착되는 정도를 의미하며 지하수 내의 핵종농도에 대한 암반에 흡착된 핵종농도의 비율로 나타 낸다.
참고문헌 (13)
National Academy of Science (NAS), The Disposal of Radioactive Waste on Land, Publication 519 (1957).
NEA. Objectives, Concepts and Strategies for the Management of Radioactive Waste Arising from Nuclear Power Programmes, OECD-NEA (1977).
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National Academy of Science (NAS). Disposition of High-Level Waste and Spent Nuclear Fuel, the Continuing Societal and Technical Challenges, National academy press, Washington DC (2001).
N. Chapman and C. McCombie. Principles and Standards for the Disposal of Long-Lived Radioactive Wastes, Pergamon Press, London (2003).
Korea Radioactive Waste Agency (KORAD), Siting Criteria of Geological Repository, 14215-K-TR-001 (2011).
J. Andersson, A. Strom and C. Svemar, What Requirements does the KBS-3 Repository Make on the Host Rock?, SKB TR-00-12 (2000).
POSIVA, The Site Selection Process for a Spent Fuel Repository in Finland-Summary Report (2000).
AkEND, Site Selection Procedure for Repository Sites, Recommendations of the AkEnd - Committee on a Site Selection Procedure for Repository Sites, AkEnd (2002).
US NRC, 10. 10CFR Part 960.
NUMO, EFQ: Evaluation Factors for Qualification; Siting Factors for the Selection of Preliminary Investigation Areas (2002).
Nagra, Darlegung der Anforderungen, des Vorgehens und der Ergebnisse, NTB 08-03 (2008).
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