초록 ▼

본 세부과제의 최종목표는 사용후핵연료 심층처분장 건설 및 운영단계에서의 근계영역 천연방벽 특성 변화를 평가하고 모델화하는 것이며, 주요 연구결과는 다음과 같다. 현장시험을 통해 KURT 부지의 현지 응력장(최대수평주응력의 방향은 약 N98±13°E)을 도출하고, 처분터널 건설, 운영 중 발생 열, 지진 등에 의한 응력 교란과 이에 따른 근계영역 단열 및 수리 특성 변화를 모델링하였다. 터널 건설과 열은 수직응력과 전단응력을 교란하여 수리 특성이 변하지만, 지진의 영향은 크지 않았다. 시추공 확공으로 인한 응력 변화와 단열 및 수리

본 세부과제의 최종목표는 사용후핵연료 심층처분장 건설 및 운영단계에서의 근계영역 천연방벽 특성 변화를 평가하고 모델화하는 것이며, 주요 연구결과는 다음과 같다. 현장시험을 통해 KURT 부지의 현지 응력장(최대수평주응력의 방향은 약 N98±13°E)을 도출하고, 처분터널 건설, 운영 중 발생 열, 지진 등에 의한 응력 교란과 이에 따른 근계영역 단열 및 수리 특성 변화를 모델링하였다. 터널 건설과 열은 수직응력과 전단응력을 교란하여 수리 특성이 변하지만, 지진의 영향은 크지 않았다. 시추공 확공으로 인한 응력 변화와 단열 및 수리 특성 변화를 현장수리시험과 수치모델링을 통해 평가하였다. 단열의 빈도나 방향성은 변하지 않았으나, 고경사 단열에서 연구지역의 최대수평주응력 방향으로 단열 형태의 변화가 관측되었다. 시추공 확공 후 매질의 투수성은 확공 전에 수행한 현장수리시험과 비교했을 때 증가하였다. 야외 지질조사와 시료 채취, 화학 분석, 연대 측정 등을 통해 KURT 부지의 광역규모와 부지규모 지구조 진화과정을 분석하고 지질구조를 복원하였다. 그 결과, KURT 부지는 고원생대 흑운모 편마암과 편암이 기반암이며, 쥬라기에 흑운모 화강암과 복운모 화강암이 관입하였다. 이 후 암체의 융기와 냉각에 따라 인장 단열이 발생하고, 지구조 운동에 따라 단층활동과 열수 변질 작용도 발생하였다. 조건부 단열망 기법을 개발하고, 단열망 특성 예측, 처분공유입수량 예측 등으로 평가하였으며, 기존 단열망 기법 성능이 개선되었음을 확인하였다. YS03탐사공에서 무산소 조건 장기부식시험을 수행하여, 저온분사코팅동, 티타늄 Gr.2, 압연동, SKB 단조동, 스테인리스 304, 구상흑연주철 등의 6종의 부식특성을 평가하고자 하였다. 1차 모듈 해체를 통해 sulfide에 의한 구리의 혐기성 부식이 발생하는 것을 확인하였고 이에 대한 부식모델을 개발하였다. 현장부식시험을 바탕으로 환원환경 부식시험장치의 설계안을 제시하였다.

(출처 : 서지정보양식 393p)

Abstract ▼

The main objective of this study is to evaluate the evolution of geological disposal environments at the construction and operation stages of a subsurface repository, and the main research results are as follows. Through hydraulic fracturing tests and geophysical logging at boreholes, the stress fie

The main objective of this study is to evaluate the evolution of geological disposal environments at the construction and operation stages of a subsurface repository, and the main research results are as follows. Through hydraulic fracturing tests and geophysical logging at boreholes, the stress field in KURT areas was evaluated, and the stress redistribution and resulting changes in fractures and their transmissivities from tunnel construction, heat from spent fuel and earthquakes were simulated. The results show that tunnel construction and heat disturbed the normal and shear stresses and changed the hydraulic properties, but the impact of earthquakes was not significant. The field tests and numerical simulations confirmed the stress redistribution and the resulting evolution of fracture and hydrogeological properties due to expansion of the disposal hole. Geological survey, sampling, chemical analyses and age dating were conducted to analyze the geological evolution. The results indicate that the Paleoproterozoic biotite gneiss or schist was intruded by the Jurassic biotite granite and two mica granite, and extensional fractures were formed by cooling and unloading. After the final intrusion of mafic dykes, faulting and hydrothermal activities were followed. Conditional stochastic methods were proposed, and their performance was evaluated by comparing to that of the existing stochastic DFN approach. The results show that the conditional approaches improved the performance of the existing one. At YS03 borehole, long-term in-situ corrosion test for cold spray coating copper, titanium Gr.2, compressed copper, SKB forging copper, stainless steel 304, and nodular cast iron was conducted. The first module dismantling confirmed that there was sulfide corrosion in the YS03 borehole, and the model for corrosion of copper by hydrogen sulfide and a new design for anaerobic corrosion test were suggested.

(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 394p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 9
• 목차 ... 12
• 표목차 ... 14
• 그림목차 ... 17
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 27
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 29
• 제2절 연구개발의 범위 ... 32
• 제3절 보고서의 구성 ... 33
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 35
• 제1절 국외 현황 ... 37
• 1. 처분장 근계영역에서의 지질환경 진화 ... 37
• 2. 부지 지질구조 복원 기술 개발 ... 40
• 3. 단열망 모델 불확실성 저감 기술 개발 ... 47
• 4. 처분용기재료 부식 특성 규명 ... 47
• 제2절 국내 현황 ... 52
• 1. 처분장 근계영역에서의 지질환경 진화 ... 52
• 2. 부지 지질구조 복원 기술 개발 ... 52
• 3. 단열망 모델 불확실성 저감 기술 개발 ... 56
• 4. 처분용기재료 부식 특성 규명 ... 57
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 59
• 제1절 수행 방법 개요 ... 61
• 제2절 처분장 건설 및 운영단계 근계영역 진화 특성 평가 ... 63
• 1. 연구지역의 응력장 평가 ... 63
• 2. 처분시설 건설에 따른 근계영역 응력장 진화 특성 평가 ... 77
• 3. 근계영역 단열 특성 진화 평가 ... 91
• 4. 근계영역 수리지질특성 진화 평가 ... 124
• 5. 근계영역 용질이동특성 진화 평가 ... 153
• 제3절 부지 지질구조 복원 기술 개발 ... 200
• 1. 광역규모 지질구조 분석 ... 200
• 2. 부지규모 지질구조 분석 ... 223
• 3. 부지 지질구조 복원 ... 249
• 제4절 조건부 모사를 통한 단열망 모델 불확실성 저감 및 처분공 유입수량 예측 기술 개발 ... 252
• 1. 조건부 추계적 단열망 모델링 기술 개발 ... 252
• 2. 처분공 위치별 유입수량 예측 기술 개발 ... 266
• 제5절 처분환경 진화에 따른 처분용기재료 부식 특성 규명 ... 277
• 1. 현장 부식시험 설계와 준비 ... 277
• 2. 현장 부식시험 장비 설치 및 운영 ... 293
• 3. 현장 부식모듈의 1차 회수와 분석 ... 308
• 4. 현장 부식모델 개발 ... 329
• 5. 환원환경 부식시험용 현장시험 장치 설계 ... 340
• 6. 결 론 ... 342
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 345
• 제1절 연구개발목표의 달성도 ... 347
• 제2절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 350
• 1. 기술적 측면의 기여도 ... 350
• 2. 경제산업적 측면의 기여도 ... 352
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 355
• 제1절 연구결과의 활용방안 ... 357
• 제2절 추가연구의 필요성 ... 359
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 361
• 제7장 연구개발성과의 보안등급 ... 365
• 제8장 연구장비의 구축 및 활용결과 ... 369
• 제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행실적 ... 373
• 제10장 참고문헌 ... 377
• 서지정보양식 ... 393
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 394
• 끝페이지 ... 396