초록 ▼

본 과제에서는 공학적 방벽의 성능향상을 위해 처분용기와 완충재의 성능 향상과 제작 기술 완성도를 높이고, 극한 환경에서도 안전성을 확신할 수 있는 공학적방벽의 성능을 검증하고자 하였다. 이를 바탕으로 개발된 고성능 공학적방벽을 기반으로 처분시스템을 개발하고자 하였다. 연구목표를 달성하기 위해 다음과 같은 연구를 수행하였다.

￮ 열효율이 20% 향상된 고열효율 완충재 개발
- 열효율을 향상시킬 수 있는 완충재 첨가제의 선정
- 개선된 완충재의 열전달 계수 및 기본물성(수리전도도 등) 측정
- 1/3규모 고

본 과제에서는 공학적 방벽의 성능향상을 위해 처분용기와 완충재의 성능 향상과 제작 기술 완성도를 높이고, 극한 환경에서도 안전성을 확신할 수 있는 공학적방벽의 성능을 검증하고자 하였다. 이를 바탕으로 개발된 고성능 공학적방벽을 기반으로 처분시스템을 개발하고자 하였다. 연구목표를 달성하기 위해 다음과 같은 연구를 수행하였다.

￮ 열효율이 20% 향상된 고열효율 완충재 개발
- 열효율을 향상시킬 수 있는 완충재 첨가제의 선정
- 개선된 완충재의 열전달 계수 및 기본물성(수리전도도 등) 측정
- 1/3규모 고열효율, 내진형 완충재 시제품 제작

￮ 기존 압출법을 대체하는 1/3규모 저온분사코팅 처분용기 제작 기술 개발
- 중규모 저온분사코팅 처분용기의 설계 및 제작 장비의 구축
- 1/3 규모 저온분사코팅 처분용기 밀봉기술 개발

￮ 공학적방벽의 열-수리-역학적 복합거동 해석기술 개발 및 검증기반 구축
- 실험실 규모 완충재 열-수리 장기거동 실험 및 해석기술 개발
- 공학적방벽 열-수리-역학적 복합거동 현장시험장치 제작 기반 기술 개발

￮ 고성능 공학적방벽 성능 검증
- 1/3 규모 처분용기 제작 및 비파괴 검사시스템 구축
- 과열조건에서의 완충재 TH 시험 및 복합거동 해석 모델 검증
- KURT 환경 중 구리-주철 처분용기 부식 평가 코드 개발

￮ Safety Case 작성을 위한 고성능 공학적방벽 기반 처분시스템 완성
- 고성능 완충재 전단응력 시험 설비 구축 및 시험
- KURT 현장 처분용기 장기부식 결과 종합 평가
- 고성능 공학적방벽 기반 처분시스템(A-KRS) 개선

(출처 : 서지정보양식 605p)

Abstract ▼

For the purpose of EBS performance enhancement, the cold spray coating(CSC) technique is applied to the manufacture of a medium scale canister to show its feasibility and the thermal performance of the buffer is to be improved. The performance of EBS will be tested under the severe conditions such a

For the purpose of EBS performance enhancement, the cold spray coating(CSC) technique is applied to the manufacture of a medium scale canister to show its feasibility and the thermal performance of the buffer is to be improved. The performance of EBS will be tested under the severe conditions such as very high temperature or earthquakes to show the integrity of EBS. The following research activities are performed.
○ Upgrading of thermal conductivity of the buffer up to 20%
-Selection of effective additives to enhance thermal conductivity
-Measurement of thermal conductivity and physical properties(hydraulic conductivity, swelling pressure) for new buffer compositions
-Optimization of buffer composition to achieve best thermal performance
-Manufacture of 1/3 scale earthquake-resistant buffer with high thermal performance
○ Establishment of a scale-up technology for the manufacture of medium scale(1/3) canisters by CSC equipments
-Design of disposal canister
-Scale up and Installation of CSC equipments for manufacturing disposal canisters
-Manufacture of 1/3 scale cold spray coating canister
-Development of sealing technique using cold spray technique at a 1/3 scale
○ Development of analysis tools for THM behavior of EBS and in-situ demonstration facility (DEBS-KURT) for EBS THM performance in KURT
-Historical survey of seismic movement in korean peninsular
-Lab scale TH validation test for the long-term buffer behavior and development of analysis tools
-Development of in-situ demonstration facility for EBS THM performance
○ Performance confirmation of the improved EBS
- Manufacture of 1/3 scale disposal canisters and establishiment of NDT technique
- Lab-scale TH test at overheating conditions and validation of THM modeling techniques
- Development of a computer program for corossion of copper-cast iron disposal canister at KURT conditions

○ Development of a geological disposal system based on the improved EBS for the Safety Case
- Development of a apparatus for shear stress test for improved buffer and the performancr test
- Assessment of long-term corrosion experiment at KURT
- Improvement of a geological disposal system based on the improved EBS

(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 606p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요약문 ... 7
• SUMMARY ... 13
• CONTENTS ... 21
• 목차 ... 24
• 표목차 ... 27
• 그림목차 ... 30
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 42
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 48
• 1. 전산모델의 상호비교 ... 50
• 2. Yucca Mountain DST 실험을 이용한 전산코드 실증 ... 51
• 3. Grimsel Test Site FEBEX 실험을 이용한 전산코드 실증 ... 52
• 4. Aspö HRL Prototype Repository 실험을 이용한 전산코드 실증 ... 53
• 5. 부식수명 예측 모델 개발 현황 ... 55
• 6. 완충재 전단거동 해석모델 개발 현황 ... 55
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 58
• 제1절 고성능 완충재 개발 ... 60
• 1. 고열효율 완충재 개발 ... 60
• 2. 처분시스템 열적 성능 향상 평가 ... 77
• 3. 내진형 완충재 개발 ... 96
• 4. 펠렛형 갭채움재 개발 ... 113
• 제2절 고성능 처분용기 개발 ... 135
• 1. 고성능 처분용기 설계 ... 135
• 2. 저온분사코팅 기술 개발 ... 140
• 3. 처분용기 제작 스케일업 기술 개발 ... 164
• 4. 장기 부식 시험 ... 178
• 5. 처분용기 비파괴검사 기술 개발 ... 191
• 제3절 실험실 규모 공학적방벽 열-수리 복합거동 시험 ... 210
• 1. 처분장 극한 온도 조건 평가 ... 210
• 2. LAB-TH 장치 제작 및 실험 ... 223
• 3. LAB-TH 실험 결과 ... 231
• 4. 실험결과 해석 ... 248
• 제4절 공학적방벽 열-수리 복합거동 시험 해석 ... 262
• 1. 수치해석 모델 ... 262
• 2. 입력 물성 ... 265
• 3. 수치해석 결과 ... 269
• 제5절 KURT 기반 열-수리-역학적 복합거동 실증 시험 ... 278
• 1. 장치(In-DEBS) 설계 ... 278
• 2. 성능평가 및 부지조사 ... 290
• 제6절 열-수리-역학적 복합거동 해석 기법 개발 ... 315
• 1. KAERI SIMULATOR 개발 ... 315
• 2. 국제공동연구 - DECOVALEX-2015 ... 327
• 3. 국제공동연구 - SKB Task8 ... 343
• 제7절 공학적방벽 전단거동 특성 ... 362
• 1. 연구 배경 ... 362
• 2. 설계 및 제작 ... 363
• 3. 전단 시험 ... 371
• 4. 전산모사 ... 385
• 제8절 처분용기 부식 해석 ... 390
• 1. 부식 시험 장치 및 시험 결과 ... 390
• 2. 부식 모델 개발 ... 405
• 제9절 처분시스템 개발 ... 429
• 1. 물질수지(Ver. 2.6.0) 기반 처분시스템 ... 429
• 2. 고성능 공학적방벽 처분시스템 ... 442
• 3. 사전부합성 평가를 위한 처분시스템 ... 450
• 4. 처분효율 분석 ... 459
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 462
• 제1절 목표 달성도 ... 464
• 제2절 관련 분야에의 기여도 ... 473
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 476
• 제1절 추가 연구의 필요성 ... 478
• 제2절 기업화 추진 방안 ... 479
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 480
• 제7장 연구개발성과의 보안등급 ... 484
• 제8장 연구장비의 구축 및 활용 결과 ... 488
• 제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 492
• 제1절 실험실 안전점검의 날 실시 ... 494
• 제2절 연간 정기 위험성 평가 ... 496
• 제3절 실험실 정밀 안전 진단 ... 497
• 제10장 참고문헌 ... 500
• 부록. 저온분사코팅 구리 처분용기개발 영문 종합보고서 ... 510
• 서지정보양식 ... 605
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 606
• 끝페이지 ... 607