초록 ▼

본 지하핵종거동규명연구는 고준위폐기물 처분기술 개발의 일환으로 수행되었다. 따라서 본 연구 과제의 기본 목적은 관련 자료의 Data-base구축과 핵종 이동현상의 지화학 특성 파악 및 실험적 검증을 통한 고준위폐기물 처분장 종합 안전성 평가 관련 자료 생산 및 평가 결과의 객관성 입증이라 하겠다. 본 연구는 안전성 평가용 입력인자생산, 수착특성 및 메커니즘 규명, 암반 균열에서 핵종 이동 연구, 콜로이드 생성 및 이동 특성, 심지층 핵종 화학종 특성 규명 연구, 복합요소를 고려한 종합평가 등 6개의 분야로 나누어 수행되었다. 본 연

본 지하핵종거동규명연구는 고준위폐기물 처분기술 개발의 일환으로 수행되었다. 따라서 본 연구 과제의 기본 목적은 관련 자료의 Data-base구축과 핵종 이동현상의 지화학 특성 파악 및 실험적 검증을 통한 고준위폐기물 처분장 종합 안전성 평가 관련 자료 생산 및 평가 결과의 객관성 입증이라 하겠다. 본 연구는 안전성 평가용 입력인자생산, 수착특성 및 메커니즘 규명, 암반 균열에서 핵종 이동 연구, 콜로이드 생성 및 이동 특성, 심지층 핵종 화학종 특성 규명 연구, 복합요소를 고려한 종합평가 등 6개의 분야로 나누어 수행되었다. 본 연구의 결과는 고준위폐기물 처분장의 개념 설정과 처분장 성능평가 및 안전성 평가에 유용한 자료 및 평가 방법론에 대한 기술적 근거로써 활용될 수 있을 것이다. 또한 장기적 관점에서 연구결과는 원자력 안전성 향상을 위해 요구되는 고준위폐기물 처분에 관한 국가 정책 수립에 근간이 되는 기술 자료로 활용될 수 있을 것이다.

Abstract ▼

This study of radionuclide behavior at underground environment has been carried out as a part of the study of high-level waste disposal technology development. Therefore, the main objectives of this project are constructing a data-base and producing data for the safety assessment of a high-level rad

This study of radionuclide behavior at underground environment has been carried out as a part of the study of high-level waste disposal technology development. Therefore, the main objectives of this project are constructing a data-base and producing data for the safety assessment of a high-level radioactive waste, and verification of the objectivity of the assessment through characterization of the geochemical processes and experimental validation of the radionuclide migration. This project is composed of 6 subjects such as data production required for safety assessments, sorption properties and mechanisms, nuclide migration in the fractured rock, colloid formation and migration, nuclide speciation in deep geological environments, and total evaluation of geochemical behaviors considering multi-factors.
The various results from the this project can be applicable to the preliminary safety and performance assessments of the established disposal concept for a future high-level radioactive waste repository. Providing required data and technical basis for assessment methodologies could be a direct application of the results. In a long-term view, the results can also be utilized as a technical background for the establishment of government policy for high-level radioactive waste disposal.

목차 Contents

• 제 1 장 서론 및 국내·외 기술개발 현황...53
• 제 1 절 서론...53
• 1. 연구개발의 필요성...53
• 2. 1단계 연구개발 실적...54
• 3. 연구 목표...55
• 4. 연구내용 및 범위...56
• 제 2 절 국내·외 기술 개발 현황...60
• 1. 유사연구사례의 조사...61
• 2. 세부기술사항의 검토분석...72
• 3. 산업계 현황...74
• 제 2 장 안전성 평가용 입력인자 생산...77
• 제 1 절 수착계수...77
• 1. 환인조건에서의 광물에 대한 우라늄과 유로퓸의 수착계수...77
• 2. 환원조건에서의 화강암에 대한 우라늄과 유로퓸의 수착계수...79
• 3. 산화조건에서의 광물에 대한 아메리슘의 수착계수...80
• 4. 연구소내 시추시료에 대한 핵종의 수착계수...81
• 5. 수착 테이터베이스의 웹 버전 및 수착계수 입력...87
• 제 2 절 확산계수...102
• 1. 관통확산모델...102
• 2. 확산실험 방법 및 절차...104
• 3. 확산실험 결과 및 해석...107
• 제 3 절 지화학반응 열역학 테이터...113
• 1. 열역학 테이터베이스의 종류...113
• 2. 악티나이드의 열역학 테이터...115
• 3. 결론...115
• 제 4 절 용해 및 침전 평가...126
• 1. 국내 심부지하수에 대한 악티나이드 용해도 및 speciation...126
• 2. 국내 심부지하수 조건에서 악티나이드 용해도에 대한 민감도 분석...132
• 제 3 장 수착특성 및 매커니즘 규명...151
• 제 1 절 수착특성...152
• 1. 핵종의 화학종 예측과 침전특성...152
• 2. 광물에 대한 핵종수착 특성...158
• 제 2 절 물리, 전기 화학적 변수 영향...172
• 1. 연구배경...172
• 2. 이동모델...173
• 3. 실험...174
• 4. 결과 해석...176
• 5. 결론...181
• 제 3 절 암석(광물)조성 및 균열표면 특성...194
• 1. 화강암 구성 광물 특성...194
• 2. 연속화학추출법 및 XRD를 이용한 광물 기여도 분석...195
• 3. EPMA를 이용한 광물 기여도 분석...197
• 4. 화강암-녹니석 복합광물계에서의 수착 특성...199
• 5. 결론...200
• 제 4 절 수착 메카니즘...211
• 1. 분쇄화강암에 대한 수착 특성...211
• 2. 화강암 표면에 대한 수착 특성...219
• 3. 결론...228
• 제 4 장 암반균열에서 핵종이동연구...241
• 제 1 절 암반특성 및 핵종이동 모델...241
• 1. 심부암반내에서 핵종이동특성...241
• 2. 암반균열내 흐름장에서 수리학적 특성...242
• 3. 가변간극국부통로모델(Variable Aperture Channel Model)...243
• 4. 입자추적법(Paricle Tracking Method)을 사용한 물질이동모사...244
• 제 2 절 자연균열암반내 물질이동 실험...247
• 1. 이동실험 장치 및 전처리...247
• 2. 이동실험 방법...247
• 제 3 절 이동실험결과 및 고찰...252
• 1. 암반균열면내 수리학적 이동특성...252
• 2. 추적자들의 화학특성에 따른 이동유형 분석...253
• 3. 수착성 추적자의 이동특성...253
• 제 5 장 콜로이드 생성 및 이동 특실...261
• 제 1 절 결론...261
• 1. 연구 배경...261
• 2. 콜로이드의 특성...262
• 3. 콜로이드 수차 및 반응 특성...264
• 제 2 절 자연 콜로이드 특성 분석...266
• 1. 배경 및 이론...266
• 2. 실험 및 측정...268
• 3. 결과 및 논의...270
• 4. 결론...273
• 제 3 절 콜로이드 반응 특성...274
• 1. 이론 및 배경...274
• 2. 수착실험...278
• 3. 결과 및 논의...279
• 4. 결론...285
• 제 6 장 심지층 핵종 및 화학종 특성 규명...303
• 제 1 절 지화학모델 적용 및 최적화...303
• 1. 연구배경...303
• 2. SPM (Surface Precipitation Model)...303
• 3. SIT (Specific Interaction Theory)...305
• 제 2 절 Eh, pH 및 탄산농도 변화에 따른 U, Np, Pu의 분배계수 평가...318
• 1. 연구배경...318
• 2. 가정 및 입력데이터...318
• 3. 결과 및 고찰...320
• 4. 결론...323
• 제 3 절 Pilfer 모델을 이용한 고농도 전해질 용액의 활동도 계수 예측...334
• 1. 연구배경...334
• 2. Pitzer 방정식 모델링...335
• 3. Pitzer 방정식 매개변수의 실험적 도출...344
• 4. 결과 및 토의...353
• 5. 결론...355
• 제 7 장 복합요소를 고려 한 종합평 가...389
• 제 1 절 서론...389
• 제 2 절 연구지역 개괄 및 연구 방법...390
• 1. 연구지역 개괄...390
• 2. 연구 방법...391
• 제 3 절 우라늄의 장기적 거동...398
• 1. 광물전미에 의한 핵종 이동 및 지연 특성: 변질작용(alteration)이 우라늄의 분포에 주는 영향...398
• 2. 암반의 용해 및 광물화에 따른 핵종 거동 특성...399
• 3. 산화/환원 조건하에서 용해/광물화 이동 특성: 산화철 광물의 역할 및 그 중요성...400
• 4. 악틴족 원소의 이동현상 추적(EPR 연구)...401
• 제 4 절 결론...413
• 제 8 장 목표달성도 및 활용계획...415
• 제 1 절 연구개 발목표의 달성도...415
• 제 2 절 연구개발결과의 활용계획...416
• 제 9 장 참고문헌...417
• 제 2 장 참고문헌...417
• 제 3 장 참고문헌...426
• 제 4 장 참고문헌...436
• 제 5 장 참고문헌...438
• 제 6 장 참고문헌...446
• 제 7 장 참고문헌...448