초록 ▼

KURT 기반의 처분환경 진화를 고려한 사용후핵연료 처분시스템 성능 검증을 위해 KURT를 활용한 처분시스템 구성요소의 공학규모 성능 검증기술을 개발하고, 처분환경 진화를 고려한 처분시스템 종합성능 평가체계를 개발하는 것을 주요 목표로 하여 4개 기술분야 별로 세부과제를 구성하여 연구를 수행하였고 연구결과는 다음과 같음.
○ 처분시스템 성능평가체계 개발 분야
- 국내 발생 모든 사용후핵연료 대상 처분효율을 향상 시킨 처분개념(KRS+)을 개발하였으며, 국내 원안위 고시에 근거한 처분장 운영중 회수방안 설정
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KURT 기반의 처분환경 진화를 고려한 사용후핵연료 처분시스템 성능 검증을 위해 KURT를 활용한 처분시스템 구성요소의 공학규모 성능 검증기술을 개발하고, 처분환경 진화를 고려한 처분시스템 종합성능 평가체계를 개발하는 것을 주요 목표로 하여 4개 기술분야 별로 세부과제를 구성하여 연구를 수행하였고 연구결과는 다음과 같음.
○ 처분시스템 성능평가체계 개발 분야
- 국내 발생 모든 사용후핵연료 대상 처분효율을 향상 시킨 처분개념(KRS+)을 개발하였으며, 국내 원안위 고시에 근거한 처분장 운영중 회수방안 설정
- 처분시스템 내 복합현상들을 단위모듈화하여 연계한 프로세스 기반 종합성능평가체계(APro 알파버전) 개발
- 모델 불확도 정량화 방법론과 처분용기당 붕괴열 조합 방법론 개발
○ 공학적방벽 복합거동 검증기술 개발 분야
- KURT 기반 공학적방벽 복합거동특성 현장시험(In-DEBS)의 THM 특성 DB 구축
- 공학적방벽 성능 규명 및 모델 해석을 위한 완충재 열-수리 복합물성 평가 기술 개발 및 공학적방벽 THM 복합거동 진화모델 개발 및 국제공동연구 검증
- 다중 처분공 간섭현상 현장시험(In-DEBS-M) 개념설계(안) 제시
○ 처분 지질환경 진화모델 개발 분야
- 심층처분장 건설 및 운영단계에서의 근계영역 천연방벽 특성 변화를 평가하고 모델화하기 위해, 처분터널 및 처분공 주변에서 발생하는 응력, 단열특성 및 수리특성 변화를 현장시험과 모델링을 통해 평가
- 처분용기재료에 대해 무산소 조건의 장기부식시험을 착수하고, 1차 모듈 해체 결과를 토대로 한 구리부식모델 개발
○ 다중방벽 핵종 지화학거동 평가
- 지화학 인자의 영향을 고려한 사용후핵연료의 방사성핵종 조화 유출 모델 개발
- 처분환경의 변화에 따른 용기부식생성물 및 완충재의 특성 변화와 그에 따른 핵종 수착특성 자료 구축
- KURT 기반 근계영역의 산화환원환경 변화에 따른 용질의 이동/지연 현상 평가

(출처 : 서지정보양식 360p)

Abstract ▼

We organized four technical areas to achieve the objectives of developing the engineering-scale performance verification technology of the disposal system components using KURT, and developing a total performance assessment system of the disposal system considering evolution of disposal environments

We organized four technical areas to achieve the objectives of developing the engineering-scale performance verification technology of the disposal system components using KURT, and developing a total performance assessment system of the disposal system considering evolution of disposal environments. The main results are as follows;
○ Development of a process-based performance assessment tool for a disposal system
- developed the disposal Concept (KRS+) to improve the disposal efficiency, and estabilishe a recovery plan during the operation of the disposal site based on the notice of the Nuclear Safety Commission
- developed a process-based total performance assessment system (APro-α version) of the disposal system considering the evolution of components in the disposal system
- developed the model uncertainty quantification methodology and the combination methodology of decay heat per disposal vessel
○ Development of verification technology for THM coupled behavior of engineered barriers
- constructed THM characteristics DB for KURT in-situ experiment(In-DEBS)
- developed a evaluation technology of thermal-hydraulic coupled properties for buffer and developed THM coupled behavior evolution model for engineering barriers
- propoesed in-DEBS-M conceptual design (plan) for multi-disposal hole interference
○ Development of models for evolution of geological disposal environments
- evaluated changes in stress, insulation and hydraulic properties around disposal tunnels and holes through field testing and modeling
- conducted long-term corrosion test with anaerobic conditions on disposal canister materials and copper corrosion model
○ Evaluation of geochemical behavior of radionuclides in multiple barriers
- developed a congruent release model for radionuclides in spent nuclear fuel considering the effects of geochemical factors
- established the characteristics of the canister corrosion products and buffer considering the changes of disposal environment and the resulting changes in sorption of radionuclides
- evaluated the solute migration/retardation due to changes in the redox environment in the KURT-based near field

(출처 : BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 361p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 5
• 요약문 ... 7
• 목차 ... 9
• 표목차 ... 12
• 그림목차 ... 15
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 23
• 제1절 연구개발의 필요성 ... 25
• 제2절 연구개발 목표 ... 26
• 제3절 연구개발 내용 ... 26
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 29
• 제1절 처분시스템 성능평가체계 개발 분야 ... 31
• 1. 재활용공정 폐기물 처분개념 개발 ... 31
• 2. 사용후핵연료 직접 처분개념 개발 ... 31
• 3. 처분시스템 회수기술 ... 32
• 4. 프로세스 기반 종합성능평가체계 개발 ... 33
• 5. 처분 안전성평가 불확도 평가 및 관리 ... 35
• 제2절 공학적방벽 복합거동 검증기술 개발 분야 ... 41
• 1. 국내외 완충재 복합물성 평가기술 ... 41
• 2. 국외 공학적방벽 성능 검증 현장 시험 현황 ... 41
• 3. 공학적방벽 THM 복합거동 해석 기술 ... 51
• 제3절 처분 지질환경 진화모델 개발 분야 ... 53
• 1. 처분장 건설 및 운영단계 근계영역 진화 특성 평가 ... 53
• 2. 부지 지질구조 복원 기술 개발 ... 54
• 3. 조건부 모사를 통한 단열망 모델 불확실성 저감 및 처분공 유입수량 예측 기술 개발 ... 56
• 4. 처분환경 진화에 따른 처분용기재료 부식 특성 규명 ... 57
• 제4절 다중방벽 핵종 지화학거동 평가 분야 ... 59
• 1. 사용후핵연료 용출 특성 평가 ... 59
• 2. 용기부식생성물의 핵종 반응 특성 평가 ... 60
• 3. 완충재의 핵종 반응 특성 평가 ... 62
• 4. 근계영역 용질거동 지화학평가 ... 63
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 65
• 제1절 처분시스템 성능평가체계 개발 ... 67
• 1. 실용규모 파이로 공정 발생 폐기물 특성 분석 및 장반감기 염폐기물과 고방열폐기물 대안처분방안 분석 ... 67
• 2. 개량형 사용후핵연료 처분시스템 ... 70
• 3. 처분장 성능제고를 위한 붕괴열 조합 방법론 개발 ... 82
• 4. 사용후핵연료 처분시스템 운영 중 회수방안 분석 ... 87
• 5. 프로세스 기반 종합성능평가체계 개발 ... 92
• 6. 처분 안전성평가 모델 불확도 평가 방법론 개발 ... 117
• 제2절 공학적방벽 복합거동 검증기술 개발 ... 128
• 1. 공학적방벽 복합거동 모델 개발 및 검증 ... 128
• 2. 완충재 복합물성 평가기술 개발 ... 142
• 3. 다중처분공 상호작용 현장시험 개념 구축 ... 159
• 제3절 처분 지질환경 진화모델 개발 ... 178
• 1. 처분장 건설 및 운영단계 근계영역 진화 특성 평가 ... 178
• 2. 부지 지질구조 복원 기술 개발 ... 195
• 3. 조건부 모사를 통한 단열망 모델 불확실성 저감 및 처분공 유입수량 예측 기술 개발 ... 210
• 4. 처분환경 진화에 따른 처분용기재료 부식 특성 규명 ... 219
• 제4절 다중방벽 핵종 지화학거동 평가 ... 233
• 1. 처분환경을 고려한 모의 사용후핵연료 용출특성 평가 ... 233
• 2. 처분환경 진화를 고려한 부식생성물-핵종 상호반응 특성 평가 ... 241
• 3. 완충재의 공극수 특성 분석 ... 248
• 4. 처분환경 진화를 고려한 완충재의 핵종 반응 특성 평가 ... 257
• 5. KURT 기반 근계영역에서 용질의 지화학거동 특성 평가 ... 269
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 288
• 제1절 목표 ... 290
• 제2절 목표 달성여부 ... 290
• 제3절 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 296
• 1. 목표 미달성 원인 ... 296
• 2. 차후 대책 ... 297
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 298
• 제1절 국가 현안사업 기술 지원 ... 300
• 제2절 타 분야에 기술개발 결과의 응용 ... 302
• 제3절 추가 연구의 필요성 ... 303
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 306
• 제1절 처분시스템 성능평가체계 개발 분야 ... 308
• 1. NWMO Proof Test 시설 ... 308
• 2. Deep Isolation: Deep Horizontal Hole Disposal 연구 현황 ... 309
• 3. 미국의 프로세스 기반 종합성능평가 모델: PFLOTRAN ... 310
• 4. 스페인의 프로세스 기반 종합성능평가 체계: iCP ... 311
• 5. 수집한 해외 자료 ... 312
• 제2절 공학적방벽 복합거동 검증기술 개발 분야 ... 314
• 1. DECOVALEX 국제공동연구 ... 314
• 2. 지하연구시설을 활용한 국제 협력 현황 ... 315
• 제3절 처분 지질환경 진화모델 개발 분야 ... 320
• 제4절 다중방벽 핵종 지화학거동 평가 ... 321
• 제7장 연구개발성과의 보안등급 ... 324
• 제8장 연구장비의 구축 및 활용결과 ... 328
• 제9장 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행실적 ... 332
• 제1절 연구실 안전조치 이행 실적 ... 334
• 제2절 KURT 정밀 안전 진단 ... 334
• 1. KURT 시설 개요 ... 334
• 2. KURT 정밀안전진단 개요 ... 335
• 3. KURT 정밀안전진단 내용 ... 336
• 4. KURT 정밀안전진단 최종 결과 ... 336
• 5. KURT 정밀안전진단 후속 조치 권고 내용 ... 338
• 제10장 참고문헌 ... 342
• 서지정보양식 ... 360
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 361
• 수정‧보완 요구사항 반영내역 ... 362
• 끝페이지 ... 364