[논문]스웨덴 고준위방사성폐기물 심층처분시설의 설계 사례 분석

임주휘; 정재훈; 전석원; 송기일; 신영진

doi:10.7474/tus.2023.33.5.312

스웨덴 고준위방사성폐기물 심층처분시설의 설계 사례 분석
Case Study of Deep Geological Disposal Facility Design for High-level Radioactive Waste 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.33 no.5, 2023년, pp.312 - 338

임주휘 (현대건설 기술연구원) , 정재훈 (현대건설 기술연구원) , 전석원 (서울대학교 에너지자원공학과) , 송기일 (인하대학교 사회인프라공학과) , 신영진 (현대건설 기술연구원)

초록
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고준위방사성폐기물 심층처분시설은 고온의 사용후핵연료에서 핵종 누출을 막기 위해 열적, 역학적, 수리적 안전성이 장기적으로 확보되도록 일반적인 지하터널과는 다른 특별한 설계가 필요하다. 스웨덴 SKB는 고준위방사성폐기물 처분시설의 설계 기준을 수립하고 포쉬마크 지역에 대해 실제 설계를 수행하였다. 그리고 지반 불확실성에 대응하기 위해 모니터링과 그에 따른 설계 변경이 가능한 관찰 기법과 단계별 개발법을 제안하였다. SKB는 지반 유형과 지반 거동을 분류하고 포쉬마크 지역에 존재하는 지반유형과 거동의 조합에 적절한 지보 유형을 대응시키는 독자적인 지보 시스템을 개발하였고 기존 지보 시스템과 비교를 통해 안전성을 확인하였다. POSIVA는 SKB와 유사한 방식으로 온칼로 지역에 대해 지보시스템을 개발하였으나 포쉬마크와는 상이한 지반 특성을 반영하였다. 이를 참고하여, 국내 고준위방사성폐기물 심층처분시설 건설을 위한 설계가 이루어질 수 있을 것이며 국내 특성에 맞는 지보 시스템 또한 수립될 수 있을 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The underground disposal facility for spent nuclear fuel demands a specialized design, distinct from conventional practices, to ensure long-term thermal, mechanical, and hydraulic integrity, preventing the release of radioactive isotopes from high-temperature spent nuclear fuel. SKB has established design criteria for such facilities and executed practical design implementations for Forsmark. Moreover, in response to subsurface uncertainty, SKB has proposed an empirical approach involving monitoring and adaptive design modifications, alongside stepwise development. SKB has further introduced a unique support system, categorizing ground types and behaviors and aligning them with corresponding support types to confirm safety through comparative analyses against existing systems. POSIVA has pursued a comparable approach, developing a support system for Onkalo while accounting for distinct geological characteristics compared to Forsmark. This demonstrates the potential for domestic implementation of spent nuclear fuel disposal facility designs and the establishment of a support system adapted to national attributes.

주제어

표/그림 (23)

그림 Fig. 1. D2 Layout of deep geological disposal facility for spent nuclear fuel in Forsmark (Redrawn from SKB, 2010a)
그림 Fig. 2. (a) The geometric design of deposition hole (black thin line) and the acceptable deviations (red dotted line), (b) The geometric design of deposition tunnel and the acceptable volume deviations (SKB, 2010a)
그림 Fig. 3. (a)The geometric design and (b) the photo of plug (SKB, 2010a)
그림 Fig. 4. Observational method for repository design by SKB (SKB, 2010a)
$Fig. 5. 3D model of fracture sets and deformation zones (SKB, 2009b)$ 그림 Fig. 5. 3D model of fracture sets and deformation zones (SKB, 2009b)
표 Table 1. List of ground types (SKB, 2009c)
표 Table 2. Spalling strength and elastic properties for ground types (SKB, 2009b)
표 Table 3. Stress models for target depth in Forsmark site (SKB, 2009b)
그림 Fig. 6. Section at –470 m depth with the deformation zones respect distance for design layout (SKB, 2010a)
그림 Fig. 7. (a) FPC (Full Perimeter Intersection) criterion, (b) EFPC (Extended Full Perimeter Intersection) criterion. Red positions are not acceptable, and green positions are acceptable (SKB, 2010a)
그림 Fig. 8. Normalized depth of brittle failure in the roof of tunnels with circular and square cross sections (SKB, 2001)
그림 Fig. 9. Three types of sections of deposition tunnel. The right section is reference section (SKB, 2009b)
그림 Fig. 10. (Left) The profile of tangential stress along the deposition hole axis with the deposition tunnel perpendicular to the maximum horizontal stress, (Right) The maximum tangential stress and depth of spalling depending on the orientation fo the deposition tunnel under "Most likely" stress model (SKB, 2009b)
그림 Fig. 11. The number of deposition holes showing spalling (SKB, 2010a)
그림 Fig. 12. Cases of orthogonal or skewed crossings with different directions (SKB, 2009b)
그림 Fig. 13. (a)Design layout and 2D sections of each type of tunnel, (b) The region with stress over 80 MPa around Cavern B and C (SKB, 2009b)
표 Table 4. Maximum calculated stress and its positions for crossings (SKB, 2009b)
표 Table 5. List of ground behaviors (SKB, 2009b)
표 Table 6. Combinations of ground types and ground behaviors (SKB, 2009b)
표 Table 7. List of support types (SKB, 2009b)
표 Table 8. List of ground types (POSIVA, 2013)
그림 Fig. 14. Q-support chart with the ground types of ONKALO (Grimstad and Barton, 1993)
표 Table 9. List of support system by Q-system depending on ground types (POSIVA, 2013)

참고문헌 (19)

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상세보기
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SKB, 2010b, Full perimeter intersection criteria. Definitions and implementations in SR-Site, TR-10-21.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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