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SUMMARY

Contents

목차

Part 1. 처분시스템개발 122

제1장 연구개발과제의 개요 123

제1절 연구개발의 목적 123

제2절 연구개발의 필요성 127

1. 기술적 측면 127

2. 경제적·산업적 측면 128

3. 사회적 측면 129

제3절 연구개발 범위 130

제2장 국내외 기술개발 현황 133

제1절 국내 기술개발 현황 133

제2절 해외 기술개발 현황 138

1. 처분용기 개발 현황 139

제3절 국내/외 기술개발 현황에서 차지하는 위치 143

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 146

제1절 방사선원항 평가 프로그램 개발 146

1. 개요 146

2. 사용후핵연료 물량예측 프로그램 개발 147

3. 사용후핵연료 데이터베이스 관리 프로그램 개발 152

4. 선진핵주기 폐기물 선원항 평가 프로그램 개발 161

5. 원전해체 폐기물 선원항 평가체계 개발 173

6. 결과 요약 183

참고문헌 183

제2절 공학적방벽 개발 184

1. 처분용기 개발 184

2. 완충재 성능 향상 218

참고문헌 232

제3절 복합폐기물 처분시스템 예비 개념설계 234

1. 처분터널 주변 암반 물성 234

2. 사용후핵연료 처분시스템 238

3. 선진핵주기 폐기물 처분시스템 247

4. 처분시스템 성능평가 255

5. 처분시스템 비용 분석 280

6. 대안 분석 282

7. 지상시설 및 운영방안 287

참고문헌 290

제4절 A-KRS 장기 운영 안전성 평가 체계 구축 291

1. 개요 291

2. 운영 안전성 평가 시나리오 개발 292

3. 운영 안전성 평가 방법론 정립 298

4. 안전성 평가 체계 구축 및 사례 평가 307

참고문헌 315

제5절 고준위폐기물 국가 관리 프로그램(안) 317

1. 고준위폐기물과 사회적 인식 317

2. 사회적 인식 및 수용성 분석 318

3. 고준위폐기물 장기관리 방안 321

4. 정책 로드맵 구성 326

5. 연구 결과 337

참고 문헌 338

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 339

1. 목표 달성도 339

2. 관련분야에의 기여도 349

제5장 연구개발결과의 활용계획 351

1. 경제적 활용 351

2. 사회적 활용 351

3. 기술적 활용 352

제6장 해외과학기술정보 353

제7장 참고 문헌 357

Part 2. 처분안전해석 362

제1장 연구개발과제의 개요 363

제1절 연구개발의 목적 363

제2절 연구개발의 필요성 364

1. 기술적 측면 364

2. 경제·산업적 측면 365

3. 사회·문화적 측면 366

제3절 연구개발의 범위 366

제2장 국내외 기술개발 현황 369

제1절 국외 기술개발 현황 369

1. 안전해석 코드 개발 및 평가기술 현황 369

2. 각국 처분연구 현황 및 안전해석 관련 연구 현황 370

제2절 국내 기술개발 현황 377

1. 기준처분시스템의 확률론적 안전성평가와 종합안전성 평가를 위한 QA 및 데이터관리 시스템 구축 377

2. 종합 안전성 평가를 위한 MASCOT-K 체제 구축 및 Near-field 핵종 이동 모델 개발/확장하여 국산 핵연료 및 단열 암반의 특성에 따른 안전성 현안들의 평가 380

3. 안전성 평가 코드 개발 및 성능 평가 381

4. 처분장 안전성 증진을 위한 신뢰성 증진(confidence building) 연구 382

제3절 연구결과가 국내외 기술개발현황에서 차지하는 위치 383

제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 385

제1절 FEP/시나리오 385

1. 서론 385

2. FEP 연구 386

3. 선진 핵연료주기 측면에서 FEP 분석 방법론 392

4. 선진 핵연료주기 관련 FEP 분석 396

5. 시나리오 개발 방법론 401

6. PID 시나리오 개발 404

7. 결론 413

참고 문헌 415

제2절 선진핵연료주기 안전성평가 프로그램 개발 417

1. 개요 417

2. 평가 대상 고화체 및 시나리오 개발 418

3. Goldsim을 이용한 평가 모델링 개요 423

4. 입력 자료 생성 방안 434

5. 세부 모델링 436

6. 결론 439

제3절 선진핵연료주기 폐기물 처분안전성 평가 440

1. 서론 440

2. 모델 및 평가 입력자료 444

3. 결정론적 평가 결과 448

4. 확률론적 평가 결과 453

5. 결론 461

참고 문헌 462

제4절 선진 핵주기 폐기물 처분 대안 시나리오 확률론적 안전성 평가 463

1. 서론 및 배경 463

2. 확률론적 평가를 위한 대안 시나리오 도출 464

3. 지하수 유동 패턴에 의한 핵종 이동 469

4. 인간 침입 시나리오의 구성 472

5. 지진 발생 시나리오의 구성 474

6. 확률론적 시나리오 평가 결과 475

7. 결론 485

참고문헌 486

제5절 품질보증시스템 운영 및 추가 모듈 개발 487

1. 서론 487

2. CYPRUS 목적 488

3. CYPRUS의 특징 489

4. CYPRUS의 운영 492

5. 추가 모듈 개발 503

6. 결론 513

참고 문헌 514

제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 515

제1절 연도별 연구개발 실적 및 연구목표 달성도 515

1. 2007년도 515

2. 2008년도 516

3. 2009년도 517

제2절 관련분야 기술발전에의 기여도 518

제5장 연구개발결과의 활용계획 519

제6장 참고문헌 520

Part 3. 심지층 처분 타당성 평가 연구 522

제1장 연구개발과제의 개요 523

제1절 연구개발의 목적 및 필요성 523

제2절 연구개발의 범위 524

제2장 국내외 기술개발 현황 526

제1절 국외 현황 526

제2절 국내 기술개발현황 527

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 529

제1절 수행 방법 529

1. 추진전략 및 연구 방법 529

제2절 부지 평가 및 선정 방법론 개발 531

1. 지질학적 평가 항목 및 단계별 평가인자 분류 531

2. 부지 선정을 위한 기술지침 제안 536

3. 평가 인자별 정량적 가중치 분석 및 제안 540

4. 인자별 정보입력을 위한 공간범위 도출 541

5. 후보부지 평가 및 선정을 위한 지질정보체계 설계 543

6. 요약 545

7. 참고문헌 546

제3절 장기 지질안정성 요소 정량평가 548

1. 한반도의 지체구조 548

2. 남한의 지질 및 지질구조 특성 550

3. 제4기의 지질 특성 556

4. 지진활동 559

5. 남한의 광역 수리지질 특성 562

6. 남한의 광역 지구화학적 특성 563

7. 열-역학적 특성에 기인한 암반공학적 요소 567

8. 참고문헌 569

제4절 화산암 및 편마암 심지층 환경 기초조사 572

1. 연구지역 선정 572

2. 화산암, 편마암 지역 수리 지화학 특성 575

3. 연구지역 예비 지하수유동 모델링 586

4. 참고문헌 588

제5절 KURT 시설부지 수리 및 지화학 특성평가 589

1. 부지 특성 조사 589

2. 지질학적 특성 604

3. 수리지질학적 특성 612

4. 지구화학적 특성 620

5. 부지특성모델 개발 629

6. 지하수 유동모델링 635

7. 참고문헌 641

제6절 심부지질환경 조사 및 해석기술 개발 643

1. 수리 및 지화학 조사기술 개발 643

2. 지화학 원위치 측정기술 개발 645

3. 참고문헌 646

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 647

제1절 연도별 연구목표 및 연구개발목표의 달성도 647

제2절 관련분야의 기술발전에의 기여도 651

제5장 연구개발 결과의 활용계획 656

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 657

제7장 참고문헌 658

Part 4. 공학적 방벽 성능 현장 실증 668

제1장 연구개발과제의 개요 669

제2장 국내외 기술 현황 672

제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 677

제1절 연구개발의 범위 677

제2절 공학적방벽시스템 열-수리-역학적 거동 실증실험 678

1. 배경 678

2. 공학적 규모 실증실험 678

3. 전산 모델링 및 해석 688

4. 현장실증시험 개념설계 및 실험계획 689

제3절 지하처분연구시설 근계영역 암반의 열적거동 현장실험 724

1. 배경 724

2. 암반 열역학적 거동 현장실험 724

3. 히터시험 모델링 739

4. DECOVALEX 국제공동연구 참여 현황 740

제4절 지하처분연구시설 근계영역 손상대 특성 현장시험 767

1. 배경 767

2. 현장시험 및 해석 767

3. 손상대 영향 평가 774

4. 결론 783

제5절 공학적방벽재 개발 811

1. 배경 811

2. 완충재 블록 811

3. 밀봉재 820

제6절 지하처분연구시설 운영 및 기술지원 855

1. 지하처분연구시설 부대시설 설치 855

2. 지하처분연구시설 운영 859

3. 지하처분연구시설 홍보활동 861

제4장 목표달성도 및 관련 분야에의 기여도 868

제5장 연구개발 결과의 활용도 869

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 870

제7장 참고문헌 871

Part 5. 천연방벽을 이용한 핵종이동 및 지연특성연구 875

제1장 연구개발과제의 개요 876

제1절 연구개발 배경 876

제2절 국내·외 연구 환경 변화 878

1. 국외의 연구 환경 변화 878

2. 국내의 연구 환경 변화 880

제3절 연구개발의 필요성 881

1. 기술적 측면 881

2. 경제·산업적 측면 882

3. 사회·문화적 측면 883

제4절 연구개발 목표 및 내용 884

1. 연구개발 최종 목표 884

2. 연구개발 단계목표 885

3. 주요 연구개발 내용 885

제2장 국내·외 기술개발 현황 889

제1절 심부 처분환경에서 고준위핵종의 지화학반응 특성 규명 889

제2절 심부 처분환경에서 고준위핵종의 수착특성 규명 889

제3절 암반 확산 깊이 측정 및 확산 특성 평가 890

제4절 KURT에서 현장 암반 단열을 통한 핵종이동 및 지연특성 규명 891

제5절 해외 지하실험시설에서 핵종 및 콜로이드 이동 공동연구 892

제6절 심부 처분환경에서 핵종/광물/미생물 복합반응 특성 분석 895

제3장 연구개발수행 내용 및 결과 897

제1절 심부 지하환경에서 고준위핵종들의 지화학반응 특성 규명 897

1. 연구 개요 897

2. 처분환경 방사화학 실험실 구축 898

3. 악틴족원소의 용해도 및 주 용해 화학종 899

4. 결과 요약 922

제2절 심부 지하환경에서 고준위핵종들의 수착 특성 규명 924

1. 연구 개요 924

2. KURT 화강암에 대한 고준위핵종들의 수착 특성 925

3. 화강암의 우라늄 수착에 대한 열역학적 수착모델 적용 937

4. 결과 요약 954

제3절 처분 안전성평가를 위한 고준위핵종들의 지화학반응 및 수착 데이터베이스 구축 956

1. 연구 개요 956

2. 고준위핵종들의 지화학반응 데이터베이스 구축 957

3. 고준위핵종들의 수착 데이터베이스 구축 966

4. 결과 요약 973

제4절 암반을 통한 핵종확산 깊이 측정 및 확산특성 평가 975

1. 연구개요 975

2. 실험 대상 암석 및 기초 물성 측정 976

3. 실험장비 설치 및 확산실험 979

4. 자기방사분석(Autoradiography) 983

5. 순차적 화학추출 988

6. 확산계수 결정 999

7. 결과 요약 1002

제5절 지하연구시설(KURT)에서 핵종 이동 및 지연 특성 규명 1003

1. 연구 개요 1003

2. 현장 용질이동 시스템 설치 및 운전 1004

3. 현장 용질이동 실험 1015

4. 결과 요약 1032

제6절 해외 지하연구시설에서 핵종 및 콜로이드 이동 공동연구 1034

1. 연구 개요 1034

2. 해외 지하처분연구시설 및 연구 현황 1035

3. 핵종 및 콜로이드 이동 관련 국제공동연구 참여 타당성 분석 1039

4. CFM 국제공동연구 1048

5. 결과 요약 1065

제7절 심부처분환경에서 핵종/광물/미생물 복합반응 특성 규명 1067

1. 연구 개요 1067

2. KURT 미생물 특성 분석 1068

3. 광물/미생물 복합 반응 특성 1073

4. 핵종의 생광물화(biomineralization) 반응 1075

5. 핵종/미생물 산화환원 반응 1087

6. 결과 요약 1098

제8절 결론 및 제언 1101

제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 1103

제5장 연구개발결과의 활용계획 1106

제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 1108

제7장 참고문헌 1109

서지정보양식 1124

BIBLIOGRAPHIC INFORMATIOM SHEET 1125

Part 1. 처분시스템개발 92

표 1.2.1. 각국의 처분용기 특성 요약 139

표 1.2.2. 각국의 완충재 현황 142

표 1.2.3. 처분 개념에 따른 국가별 분류 143

표 1.2.4. 고준위 폐기물 장기관리기술의 선진국과의 수준 비교 145

표 1.1. 2007년 12월 기준 사용후핵연료 누적량 비교 152

표 1.2. 가압중수로 핵연료에 대한 수집자료 예 154

표 1.3. 월성 각 호기의 방출연소도에 대한 평균 및 표준편차 155

표 1.4. 데이터분석 프로그램 결과값 도출을 위한 조합 목록 및 결과 목록 159

표 1.5. 각 부지별 사용후핵연료 현황(방출연소도 45 GWD/MtU 이상) 160

표 1.6. 사용후핵연료 설계특성, 조사 및 냉각이력 169

표 1.7. 각 공정폐기물로의 각 핵종별 전환율(transfer rate) 170

표 1.8. 프로그램의 성능 비교 (○:우수, △:보통, ×:불가) 172

표 1.9. ORIGEN-2 와 MCNP의 반응 단면적 비교 174

표 1.10. 각 연소노심 모델별 유효증배계수 180

표 1.11. 채취된 시편의 좌표 182

표 1.12. Nb-94 핵종에 대한 비방사능 결과 비교 183

표 2.1. 저온분사 시편과 일반 동(Standard)의 산소함량 191

표 2.2. KURT 지하수 성분표 199

표 2.3. KURT 모의 지하수 제조용 시약 함량 200

표 2.4. 장기부식 시험용 KURT 지하수의 특성 및 성분표 208

표 2.5. 처분용기별 부식수명 예측에 사용된 자료 217

표 2.6. 실험에 사용한 압축 벤토나이트와 실험 조건 220

표 2.7. 압축 벤토나이트의 탈염수 중 요오드 이온에 대한 지연 시간 및 확산계수 221

표 2.8. 탈염수 중 요오드 이온 농도에 따른 유효 확산계수 변화 223

표 2.9. 0.1 M NaCl 용액 중 요오드 이온에 대한 지연 시간 및 확산계수 224

표 2.10. Ag₂O 첨가량에 따른 50 cm 압축 벤토나이트의 요오드 이온 지연 시간 225

표 2.9. Comparison of the thermal properties for the test cases 230

표 3.1. KURT 주변 물성 측정값 235

표 3.2. KURT 주변 지역의 주요 단열대 분류 결과 236

표 3.3. 수리지질 모델 요소별 수리전도도 237

표 3.4. Burnup Distribution for Spent Fuels in Wolsong Units 239

표 3.5. 기준 사용후핵연료의 특징 및 계산 조건 240

표 3.6. 완충재 성능기준 및 경주 벤토나이트 물성값 [3-1] 242

표 3.7. 기준 사용후핵연료의 특징 및 계산 조건 245

표 3.8. Pyro 공정 주요 폐기물량 추정 및 열량표 (10 MTHM 기준) 247

표 3.9. Pyro-Process에서 발생된 폐기물의 처리방안에 따른 분류표 248

표 3.10. 정련폐기물 물량 분석표 253

표 3.11. 단순화시킨 36봉 핵연료 집합체의 조성 260

표 3.12. 금속폐기물 종류별 질량 및 비율 265

표 3.13. 금속폐기물 주요 구성물의 원소 비율 265

표 3.14. 처분용기별 제원 및 구리부피 271

표 3.15. 처분용기별 부식수명 예측에 사용된 자료 목록 271

표 3.16. 부식수명 계산에 사용된 입력자료 272

표 3.17. 기존 처분용기 개념과 개선된 처분용기 개념 비교 274

표 3.18. 열 해석을 위한 재료의 물성치 274

표 3.19. 구조해석을 위한 재료 물성치 275

표 3.20. 열 해석을 위한 개념 특성 비교 276

표 3.21. 파넬터널과 처분터널 굴착후의 해석결과 279

표 3.22. 기존 처분용기 및 개선 처분용기 개념 비교 285

표 3.23. 방안별 처분 효율 : 열용량 및 U-density 286

표 3.24. 방안별 처분 효율 : 소요면적/굴착량/폐쇄물질 등 287

표 3.25. 사용후핵연료 포장공정 개요 288

표 4.1. 기준 사용후핵연료의 지상시설에서의 사고시 방사선원 312

표 4.2. RSAC-5를 이용한 피폭선량 평가 결과 313

표 4.3. 운반 시나리오 313

표 4.4. 선박 운송시 사고로 인한 집단선량 리스크 (Person-Sv) 314

표 4.5. 도로 운반시 사고로 인한 집단선량 리스크 (Person-Sv) 315

표 5.1. 국내 적용 가능한 핵주기 특성 비교 324

표 5.2. Status of the Nuclear Power Plants at the Wolsong site 330

표 5.3. Comparison of three choices for the CANDU spent fuel disposal timing 336

Part 2. 처분안전해석 94

표 1.1. 파이로 폐기물 분류 389

표 1.2. FEP 분류방법 394

표 1.3. 1차 분석결과로부터 재분석을 위하여 선별된 FEP 397

표 1.4. 상호작용 중요도를 부여한 (예) 412

표 3.1. 확률론적 평가 대상 입력 인자와 확률분포함수 453

표 4.1. 계산에 사용된 Cs와 I의 Kd 값 471

표 5.1. pH 변화에 따른 심부처분환경 조건에서 KURT 화강암에 대한 넵투늄의 수착실험 결과 498

표 5.2. KURT내의 시추공에서의 지하수 조성(부분 발췌) 510

Part 3. 심지층 처분 타당성 평가 연구 94

표 1.2.1 단계별 연구개발 목표 524

표 1.2.2 단계별 주요 연구내용 및 범위 525

표 2.1(1). 부지선정 단계별 분야, 항목, 인자에 대한 분류 534

표 2.2. 상대비교에서 사용되는 입력값 540

표 3.1. 남한에서 분포가 넓은 암석이 차지하는 면적. (남한 면적: 99,300 ㎢) 552

표 3.2. 스웨덴 SKB에서 제시한 단열 분류표. 554

표 3.3. 남한의 하안단구 분포 특성별 대비 (장호와 박희두, 2001 정리자료) 558

표 3.4. 국내 기반암의 방사성원소의 평균 함량 564

표 3.5. 전국 심부 지하수 및 지열수의 지구화학적 특성 자료 566

표 5.1. 연구지역 시추공 굴착위치 평가 595

표 5.2. SPS 검층 결과 단열대로 판단되는 저속도대 599

표 5.3. Full wave sonic 검층 결과 단열대로 분석되는 속도 이상대 600

표 5.4. 전기비저항 검층 결과 저비저항대 600

표 5.6. 밀도검층결과 도출된 고자연간마대 및 저밀도대 601

표 5.7. YS 시추공의 제원 602

표 5.8. KURT 주변 지역의 주요 단열대 및 단열 손상대 609

표 5.9. KURT 주변 지역의 주요 단열대 609

표 5.10. DB-1 시추공 단열대 610

표 5.11. 개구성/반개구성 배경단열의 방향성에 대한 통계적 특성 612

표 5.12. 수리시험을 수행한 DB-1 공의 시험구간과 각 구간에서 관찰된 배경단열의 개수 617

표 5.13. 수리시험 결과로부터 도출한 각 구간의 투수량계수 618

표 5.14. HRD-1에서 관찰된 시험구간별 투수량계수의 분포 620

표 5.15. 확정된 HRD-2 내 투수성 배경단열의 투수량계수 분포 620

표 5.16. 상세 수리시험 및 지화학 모니터링 구간 626

표 5.17. KURT 주변 지역의 주요 단열대 630

표 5.18. 각 수리지질모델의 요소에 대한 특성 632

표 5.19. 모델에 적용된 입력인자 636

Part 4. 공학적 방벽 성능 현장 실증 95

표 1.1. 외국의 지하연구시설 현황 671

표 2.1. 유성지역 시추공 YS-01으로부터 채취한 심부지하수의 수리화학적 특성 693

표 2.2. KENTEX 실험 결과 모사에 사용된 물성 요약 694

표 3.1. KURT 화강암의 열전도도 742

표 3.2. 히터시험을 위한 시추공 길이, 방향 및 직경 743

표 3.3. 온도센서 사양 743

표 3.4. 응력센서 사양 744

표 3.5. 히터 온도의 변화 이력 745

표 3.6. 모델링에 사용된 재료의 열-역학적 물성 745

표 4.1. 경사시추공을 통한 KURT 주변 암반의 물성평가 784

표 4.2. KURT의 평균 암반변형계수(Em) 및 암반손상 영역추정 785

표 4.3. 암반 시료에 대한 직접전단 시험(Direct Shear Test) 785

표 4.4. 암반 불연속면에서의 전단특성 시험 786

표 4.5. FLAC 해석을 위한 지표층 및 암반의 물성입력 정보 786

표 4.6. FLAC 해석을 위한 터널지보재의 지보패턴 및 물성정보 787

표 4.7. 터널 단면위치별 최대주응력 및 변위변화(KURT) 788

표 4.8. 터널 최대주응력 및 변위변화에 대한 터널지보재의 영향분석 789

표 4.9. 손상대 고려유무에 따른 KURT 터널지보재의 최대 압축응력 및 축하중 산정 790

표 4.10. EDZ의 역학적 특성 790

표 4.11. EDZ의 수리학적 특성 791

표 4.12. 연료부와 outshell의 재료적 특징 791

표 4.13. 암반물성과 암반손상대의 물성 792

표 5.1. 경주 벤토나이트의 화학조성 826

표 5.2. 삼축압축시험에서 얻어진 구속압에 따른 최대 압축강도 826

표 5.3. 삼축압축시험에서 구한 완충재블록의 건조밀도 및 수분함량에 따른 점착력과 내부마찰각 827

표 5.4. Onkalo에 시공 중인 low-pH 그라우트 배합비 828

표 5.5. 실리카 퓸 혼합량에 따른 시멘트 그라우트 제조 828

표 5.6. Grout의 FFRC 실험 결과 829

Part 5. 천연방벽을 이용한 핵종이동 및 지연특성연구 96

표 1.4.1. 1단계 연구의 주요 연구개발 목표 및 내용 885

표 1.1. KURT borehole로부터 채취한 지하수의 지화학 조건 901

표 1.2. PHREEQC(Ver. 2) 코드로 계산한 KURT 지하수에서 우라늄의 용해도 및 주 용해화학종 905

표 1.3. 다양한 용액조건에서 우라늄 용해도에 대한 문헌값들의 비교 907

표 1.4. PHREEQC(Ver. 2) 코드로 계산한 KURT 지하수에서 토륨의 용해도 및 주 용해화학종 908

표 1.5. PHREEQC로 계산한 KURT 지하수에서 넵투늄의 용해도 및 주용해 화학종 913

표 1.6. Ternary species를 고려하여 계산한 KURT 지하수에서 넵투늄의 주 용해 화학종 914

표 1.7. 다양한 용액조건에서 넵투늄 용해도에 대한 문헌값들의 비교 916

표 1.8. PHREEQC로 계산한 KURT 지하수에서 아메리슘의 용해도 및 주 용해 화학종 918

표 1.9. PHREEQC로 계산한 KURT 지하수에서 플루토늄의 용해도 및 주용해 화학종. SLSP로서 PuO₂(am, hyd)가 사용됨. 921

표 2.1. KURT 시험공 DB-1의 지하수 성상 928

표 2.2. 핵종별 실험 조건 929

표 2.3. 수착실험에 사용한 KURT 화강암의 광물조성 929

표 2.4. 산화환원전위 변화에 따른 KURT 화강암에 대한 우라늄과 토륨의 수착분배계수 931

표 2.5. 핵종 초기농도 변화에 따른 KURT 화강암에 대한 우라늄의 수착분배계수 932

표 2.6. 산화환원전위 변화에 따른 KURT 화강암에 대한 넵투늄의 수착분배계수 933

표 2.7. pH 변화에 따른 KURT 화강암에 대한 넵투늄의 수착분배계수 933

표 2.8. 산화환원전위 변화에 따른 KURT 화강암에 대한 아메리슘의 수착분배계수 934

표 2.9. pH 변화에 따른 KURT 화강암에 대한 아메리슘의 수착분배계수 935

표 2.10. 단열충전광물에 대한 넵투늄의 수착분배계수 936

표 2.11. 수용액상에서 우라늄 화학종의 형성상수 941

표 2.12. 우라늄(VI)의 고체화학종의 형성상수 942

표 2.13. 비정전기적 표면 착화물모델에 고려한 우라늄의 표면 화학종 949

표 2.14. 2 자리 수착점, 비정전기적 표면 착화물 모델에 적용한 표면 반응 및 형성상수 951

표 3.1. 우라늄 화합물의 반응에 대한 열역학 데이터 960

표 4.1. 신선암 및 풍화암의 화학조성 977

표 4.2. 시료 대상 암석의 기초 특성 측정 결과 978

표 4.3. 암반 내부확산 및 확산깊이 측정 실험 조건 및 대상 핵종 981

표 4.4. 자기방사분석장치를 이용한 Np의 암석 표면 방사선량 분석방법: 각 설정된 구획에 대한 방사능 농도를 정량화 결과 987

표 4.5. 확산깊이 별 핵종농도 분포 990

표 4.6. 풍화 화강암에서 핵종들의 겉보기확산계수(Dα)의 비교(이미지참조) 1001

표 5.1. 현장 용질이동 시스템 구성부 및 구성요소 1006

표 5.2. 시험공 시추조사 항목 및 조사내용 1016

표 5.3. 시험공 시추 요약 1017

표 5.4. 조사결과 요약 1017

표 5.5. 단열 연결성 분석 결과 1022

표 5.6. KURT 시추공의 불연속면 자료 1022

표 5.7. YH 3-2 시험공 수압시험 결과 1027

표 5.8. YH 3-1, YH 3-2 시험공의 수리적 특성 1028

표 5.9. 현장 용질이동 실험 조건 1029

표 6.1. 해외 지하처분연구시설의 현황 1037

표 6.2. 가능한 선원지역 크기 및 평가된 선원의 크기와 부피 1056

표 6.3. 벤토나이트와 방사성 핵종 추적자를 결합시키는 두가지 방법의 특성 비교 1058

표 6.4. CFM 2단계 연구수행 Milestone 1064

표 4.1.1. 연구개발 목표의 달성도 및 관련분야에의 기여도 1103

Part 1. 처분시스템개발 100

그림 1.1.1. 국내에서 예상되는 고준위폐기물을 처분하기 위한 복합처분시스템 개념. 124

그림 2.1.1. KURT 암반연구와 연계된 파이로공정 고준위폐기물 처분시설 설계 절차도. 133

그림 2.1.2. 사용후핵연료 직접 처분방식을 이용한 한국형처분시스템 개념도. 136

그림 2.1.3. 경량화에 성공한 PWR 사용후핵연료 처분용기 개념도. 136

그림 2.1.4. 한국형처분시스템의 지하시설 개념도(36,000 tU 사용후핵연료 기준). 초록색 부분은 CANDU 사용후핵연료 처분구역, 그 외는 PWR 사용후핵연료 처분구역. 138

그림 1.1. 원전 운전수명 및 사용후핵연료 발생량 예측모델 선택. 150

그림 1.2. 각 계산모델별 총 사용후핵연료 누적량. 151

그림 1.3. 각 계산모델에 따른 부지별 사용후핵연료 발생량. 151

그림 1.4. 월성 1호기 사용후핵연료의 방출연소도 평균 및 표준편차. 155

그림 1.5. 노심 연소위치 및 연소도 이력. 156

그림 1.6. 사용후핵연료 데이터베이스 예. 157

그림 1.7. 사용후핵연료 입력창 화면. 158

그림 1.8. 사용후핵연료 출력창 화면. 158

그림 1.9. 사용후핵연료 출력창 화면(결과 값 저장파일 예시). 159

그림 1.10. 초기농축도와 연소도와의 관계 분석결과 예. 160

그림 1.11. 가압경수로 사용후핵연료 건식재처리 폐기물 특성정량화 예제 (핵연료, 배치 재처리). 163

그림 1.12. 가압경수로 사용후핵연료 건식재처리 폐기물 특성정량화 예제(핵연료, 배치혼합). 163

그림 1.13. 선진핵주기폐기물 선원항 평가모듈 수정안. 165

그림 1.14. 선진핵주기 방사선원항 평가 프로그램 초기화면. 169

그림 1.15. 개발 모듈 검증용 예제. 170

그림 1.16. 예제 문제의 파이로처리후 Waste Class 1에 대한 시간에 다른 열량변화. 170

그림 1.17. 혼합전 235U 질량과 혼합후 235U 질량의 시간에 따른 변화.(이미지참조) 171

그림 1.18. 방사화 계산체계 개념설계안. 176

그림 1.19. 영광 5호기 MCNP 모델. 178

그림 1.20. MCNP 연소노심 모델의 측면도. 179

그림 1.21. 6,579EFPD에서의 RFSP와 MCNP 채널출력분포 값의 비교 결과. 180

그림 1.22. 노심 기본정보 입력 환경. 181

그림 2.1. KDC-CANDU 처분용기(상)와 A-KDC-CANDU 처분용기(하) 개념도. 186

그림 2.2. 저온분사코팅 시스템 개략도. 187

그림 2.3. 저온분사 코팅을 이용한 1/10 size 처분 용기 구조도와 상부 구리마개(하). 187

그림 2.4. 표면 가공처리된 저온분사 코팅된 구리-주철 축소 처분용기. 188

그림 2.5. 1cm 두께 구리 저온분사코팅 강판(좌로부터, 창성_SUS, Tafa_SUS,창성_주철). 189

그림 2.6. 저온분사 시편과 일반동(Standard)의 Stress-Strain Curve 종합. 189

그림 2.7. 저온분사동(#1 창성 저온분사코팅동)과 일반동(#4 Standard)의 XRD. 191

그림 2.8. 저온분사동(#1~#3)과 일반동(#4 Standard)의 Tafel Plot 비교. 192

그림 2.9. 3 M NaCl 용액에서의 구리의 분극 곡선. 193

그림 2.10. 3 M NaCl 수용액에서 Pourbaix diagram(SKB TR-02-25). 194

그림 2.11. 3 M NaCl 수용액에서의 구리시편의 부식률(상)과 부식전위(하). 194

그림 2.12. 3 M NaCl 수용액에서 Polarization Test 직후 시편들 사진; 좌로부터 #1 창성/SUS, #2 Tafa/SUS, #6 Naval 황동, #7 Al 청동. 195

그림 2.13. 해수에서의 #1 창성/SUS 코팅동의 1차 및 2차 순환분극곡선. 196

그림 2.14. 해수와 3 M NaCl에서의 CV 시험에서 나타난 부식전위 비교. 196

그림 2.15. 해수에서의 구리시편의 부식률(상)과 부식전위(하). 197

그림 2.16. 코팅동의 코팅층 구분 도식. 197

그림 2.17. #2(Tafa-SUS 코팅동) 코팅층 위치에 따른 부식전위. 198

그림 2.18. #2(Tafa-SUS 코팅동) 코팅층 위치에 따른 부식률. 198

그림 2.19. Crevice Corrosion 시험을 위해 조립된 시편의 모습. 199

그림 2.20. #0 일반동, #2 Tafa 코팅동 #3 창성코팅동 틈새부식 시편. 200

그림 2.21. #0 일반동, #2 Tafa 코팅동 #3 창성코팅동의 정전압 분극시험 그래프 201

그림 2.22. KURT 용액에서의 분극시험에서 나타난 부식 전위 비교. 202

그림 2.23. KURT 용액에서의 분극시험에서 나타난 부식률 비교. 203

그림 2.24. KURT 용액에서의 정전압 분극시험 그래프. 203

그림 2.25. KURT 용액에서의 정전압 분극시험 시편 사진들. 204

그림 2.26. 습공기에서 산화된 구리시편의 무게 감손 그래프. 205

그림 2.27. 해수에 장기간 노출된 구리 시편의 부식률 그래프. 206

그림 2.28. 장기부식 용기 구조도. 207

그림 2.29. Lab Scale 장기부식 시험용 부식용기. 208

그림 2.30. KURT 처분 모사환경에서의 구리시편들의 장기 부식률 그래프. 209

그림 2.31. 6개월 장기부식 구리시편(#2, #3, #5) 표면과 부식되지 않은 Cu(하단 우)의 XRD. 210

그림 2.32. 지하처분환경을 모사한 KURT에서의 구리부식 도식. 211

그림 2.33. KURT에서의 구리부식 시스템 도식 211

그림 2.34. KURT내에 설치된 구리부식 시스템 (사각형이 부식 장치임). 212

그림 2.35. KURT 내 장기부식 시험 45일 시편들(좌로부터 #2-1, #3-1, #4-1, #5-1, #7-1). 213

그림 2.36. 부식 환경 개념도. 214

그림 2.37. Pe 값이 4보다 큰 경우의 부식모델. 215

그림 2.38. Pe 값이 4보다 작은 경우의 부식모델. 215

그림 2.39. 구리용기 부식수명 계산. 216

그림 2.40. 암반내 균열 크기에 따른 처분용기별 부식수명 예측. 218

그림 2.41. 확산 셀 및 지지대의 구조 및 제작 도면. 220

그림 2.42. Ag₂O 첨가 압축 벤토나이트의 탈염수 중 요오드 이온 장기 확산. 222

그림 2.43. Concept of a double layered buffer. 228

그림 2.44. Schematic view of single layered buffer and double layered buffer for the analytical solutions. 230

그림 2.45. Illustration of the analytical solution for several cases. 231

그림 3.1. KURT 주변 지역의 단열대 분포 (2차원). 236

그림 3.2. CANDU 사용후핵연료 발생량 예측. 239

그림 3.3. 기준 CANDU 사용후핵연료 핵종별 방사능과 붕괴열. 241

그림 3.4. 처분용기 취급 장비를 고려한 처분터널 규모 산정 [3-6]. 243

그림 3.5. 하나로 사용후핵연료 주요 핵종별 방사능과 붕괴열. 246

그림 3.6. 고준위폐기물 장기저장 후 처분방안(처분방안 I) 흐름도. 250

그림 3.7. 공학적방벽 모듈(K-PEM) 개념. 250

그림 3.8. 금속폐기물 저장캔 및 처분용기 개념도. 252

그림 3.9. 처분용기 개념 및 적재 용량. 254

그림 3.10. 세라믹 고화폐기물 처분모듈개념. 254

그림 3.11. CANDU 사용후핵연료 처분 개념. 255

그림 3.12. 바스켓 내의 61개 번들 모델링 (실제는 60개). 256

그림 3.13. CANDU 사용후핵연료 바스켓 Tally 위치. 257

그림 3.14. CANDU 사용후핵연료 처분용기 MCNP 모델링. 257

그림 3.15. 하나로 사용후핵연료 처분 개념 259

그림 3.16. 캐니스터 모델링. 261

그림 3.17. 금속폐기물의 블록(왼쪽)과 폐기물용기 내의 7개 블록적재 모습(오른쪽). 263

그림 3.18. MCNP 계산을 위한 MDP 모델링. 264

그림 3.19. 금속폐기물 처분시스템 개념도. 267

그림 3.20. 파이로 공정의 세라믹 폐기물 처분 개념도. 268

그림 3.21. MCNP 계산을 위한 세라믹 폐기물 개념도. 269

그림 3.22. 암반내 균열 크기에 따른 처분용기별 부식수명 예측. 272

그림 3.23. 처분 개념에 따른 열해석 결과. 276

그림 3.24. 정상하중 조건하의 처분용기 구조해석 결과 (응력 및 변위) 277

그림 3.25. 극한하중 조건하의 처분용기 구조해석 결과 (응력 및 변위) 277

그림 3.26. 처분터널의 변위도. 278

그림 3.27. 교차부에서의 변위. 279

그림 3.28. 주요 원가 동인에 대한 처분방안별 비용 분석. 281

그림 3.29. 주요 원가동인의 비용. 282

그림 3.30. 개선된 CANDU 처분용기 개념. 283

그림 3.31. CANDU 처분용기 및 처분동굴 개념. 284

그림 3.32. 방안별 CANDU 처분시스템 개념. 285

그림 3.33. 사용후핵연료 포장시설 및 공정개념 289

그림 4.1. 운영 안전성평가 시나리오 전체 구조 및 활용. 294

그림 4.2. 운영 안전성평가 시나리오. 295

그림 4.3. 운반 안전성 평가 시나리오 및 평가 절차. 297

그림 4.4. 1단계 PSA 내부사건 분석 절차. 300

그림 4.5. 사건수목 구성 예. 302

그림 4.6. 사건수목 개발 과정. 303

그림 4.7. 고장수목 분석 절차. 305

그림 4.8. 사건수목 분석 논리도. 310

그림 4.9. 일차 HVAC 시스템 고장에 대한 고장수목 분석. 310

그림 4.10. 일차 HEPA 필터 시스템 고장에 대한 고장수목 분석. 311

그림 5.1. 고준위폐기물 처분정책 수립시 주요 고려요인에 대한 설문조사 결과. 319

그림 5.2. 고준위폐기물 처분부지 선정방법에 대한 설문조사 결과. 320

그림 5.3. 고준위폐기물 처분장 건설시점 결정시 중요 고려 인자의 설문결과. 320

그림 5.4. 고준위폐기물 처분장 건설 시점에 대한 설문조사 결과. 321

그림 5.5. 사용후핵연료 관리 방안별 특성. 322

그림 5.6. PWR 사용후핵연료 장기관리 방안. 325

그림 5.7. CANDU 사용후핵연료 장기관리 방안. 325

그림 5.8. 고준위폐기물 처분기술 개발 로드맵. 328

그림 5.9. The expected operation period of the Wolsong nuclear facilities. 330

그림 5.10. The arisings of CANDU spent fuels. 331

그림 5.11. Decay heat from CANDU spent fuels. 332

그림 5.12. Change of radioactivity of Plutonium isotopes. 333

Part 2. 처분안전해석 105

그림 1.1. 파이로 공정 흐름도 388

그림 1.2. 제19차 Material Balance 389

그림 1.3. Metal waste의 규격 390

그림 1.4. Metal waste 처분용기 규격 390

그림 1.5. Ceramic waste I의 waste 및 용기 규격 391

그림 1.6. Ceramic waste II의 waste 및 용기 규격 391

그림 1.7. Vitrified waste I의 waste 및 용기 규격 391

그림 1.8. Vitrified waste II의 waste 및 용기 규격 392

그림 1.9. 역학적 변화에 대한 세부 PID 405

그림 1.10. 용기부식에 대한 세부 PID 405

그림 1.11. 용기부식-역학적변화에 대한 통합 PID 406

그림 1.12. 세부 PID를 이용한 통합 PID 구축 모형 408

그림 1.13. 모델 PID의 상호작용 구분 409

그림 1.14. 모델 PID 410

그림 2.1. Goldsim 코드로 묘사한 월성 처분장 안전성 평가 개념도 423

그림 2.2. 심부 천연방벽 모델링을 위해 Goldsim에서 사용되는 Element 426

그림 2.3. 농업/담수/해수 어업 종사자 피폭 그룹 개념도 427

그림 2.4. 우물 존재 여부에 따라 지정되는 주변 천연 방벽으로 이동 현상 428

그림 2.5. 우물로 유입되는 지하수 유입률을 모사하는 코드 429

그림 2.6. Well Draw Down 표현 Element 429

그림 2.7. 우물로의 유입율 산정 코딩 430

그림 2.8. 우물로부터 방출율 산정 코딩 430

그림 2.9. Well Biosphere 개념도 431

그림 2.10. 자연 재해 등을 상세하게 모사하는 Discrete 변화 프로그래밍 433

그림 2.11. General Data Container 내부 구조 434

그림 2.12. SS 데이터 Goldsim 프로그래밍 435

그림 2.13. 공학적 방벽 프로그래밍 개요도 436

그림 2.14. Localized 된 지하수 특성 프로그래밍 437

그림 2.15. 처분 터널 지하수 유입 조건에 따라 상세 개발된 공학적 방벽 프로그래밍 438

그림 3.1. KIEP-21 개념도 441

그림 3.2. 파이로 공정 주요 공정 및 발생 폐기물 흐름도 442

그림 3.3. 파이로 공정 물질 수지도 443

그림 3.4. 파이로 공정의 폐기물 특성 (10 MTHM of oxide fuel with 4.5 wt% U-235. 45,000 MWD/MTU, 5년 냉각 기준) 444

그림 3.5. 금속폐기물 처분 개념 445

그림 3.6. 유리화 HLW 처분 개념 445

그림 3.7. 세라믹 ILW 처분 개념 446

그림 3.8. 유리화 ILW 처분 개념 446

그림 3.9. Goldsim을 이용한 처분안전성 평가 프로그램 개념도 447

그림 3.10. Direct Disposal 피폭선량 (Congruent Release) 448

그림 3.11. 파이로 공정 폐기물 피폭선량 (Congruent Release) 449

그림 3.12. 파이로 공정 폐기물 피폭선량 (유출률, 10-5 1/yr)(이미지참조) 450

그림 3.13. 파이로 공정 폐기물 피폭선량 (유출률, 10-8 1/yr)(이미지참조) 450

그림 3.14. 파이로 공정 폐기물 피폭선량 (유출률, 10-12 1/yr)(이미지참조) 451

그림 3.15. 금속폐기물 피폭선량 (유출률, 10-12 1/yr)(이미지참조) 451

그림 3.16. 유리화 HLW 피폭선량 (유출률, 10-12 1/yr)(이미지참조) 452

그림 3.17. 세라믹 ILW 피폭선량 (유출률, 10-12 1/yr)(이미지참조) 452

그림 3.18. 확률론적 평가 결과 (500 Cases) 454

그림 3.19. 500 Cases 평가 결과의 평균 피폭선량 455

그림 3.20. 최대피폭선량에 이르는 시간 456

그림 3.21. CCDF 456

그림 3.22. Dissolution Rate와 최대피폭선량 상관도 (I) 457

그림 3.23. 처분용기 수명과 최대피폭선량 상관도 (I) 457

그림 3.24. Fracture Dispersion과 최대피폭선량 상관도 (I) 458

그림 3.25. Fracture Hydraulic Conductivity와 최대피폭선량 상관도 (I) 458

그림 3.26. Dissolution Rate와 최대피폭선량 상관도 (II) 459

그림 3.27. Fracture Hydraulic Conductivity와 최대피폭선량 상관도 (II) 459

그림 3.28. 처분용기 수명과 최대피폭선량 상관도 (II) 460

그림 4.1. 대안 시나리오에 대한 확률론적 안전성 평가 대상 처분 시스템 467

그림 4.2. 지하수 유동 패턴에 따른 핵종의 이동 개념 468

그림 4.3. 각 매질별 지하수 유동 패턴에 따른 핵종의 이동 메카니즘 468

그림 4.4. 처분장 주변에서의 지하수 유동 패턴 469

그림 4.5. 처분장내 처분된 캐니스터 용기당 지하수 유동률 및 접촉률 470

그림 4.6. 인간침입 사고 시나리오 모델링 472

그림 4.7. 지진 발생 시나리오 모델링 474

그림 4.8. 캐니스터주변을 흐르는 지하수 유량률과 지하수와 접촉하는 캐니스터의 비율이 함께 변하는 경우에 대한 I-129의 최대 유출 플럭스 476

그림 4.9. 캐니스터주변을 흐르는 지하수 유량률과 지하수와 접촉하는 캐니스터의 비율이 함께 변하는 경우에 대한 Cs-135의 최대 유출 플럭스 477

그림 4.10. 인간침입에 의한 I-129에 대한 MWCF에서의 시간에 따른 유출 플럭스에 대한 확률론적 해석 결과 479

그림 4.11. 인간침입에 의한 Cs-135에 대한 MWCF에서의 시간에 따른 유출 플럭스에 대한 확률론적 해석 결과 479

그림 4.12. 인간침입에 의한 I-129에 대한 MWCF에서의 유출 플럭스에 대한 CCDF 480

그림 4.13. 인간침입에 의한 Cs-135에 대한 MWCF에서의 유출 플럭스에 대한 CCDF 480

그림 4.14. GoldSim 모델링에 의한 지진 발생 모사 결과로서 시간에 따라 Poisson분포를 가지고 발생한 지진의 크기 (좌)와 진앙까지의 거리(우) 481

그림 4.15. 지진 발생에 따른 MWCF에서 지하수 유량률의 변화 결과 481

그림 4.16. 지진 발생에 따른 MWCF길이의 변화 결과 481

그림 4.17. 지진 발생에 따른 MWCF에서 I-129의 유출 플럭스 482

그림 4.18. 지진 발생에 따른 MWCF에서 Cs-135의 유출 플럭스 482

그림 4.19. 지진에 따른 MWCF에서의 지하수계의 변화 및 처분시스템 요소의 변화에 따른 I-129 및 Cs-135의 확률론적 평가 결과로서의 파과곡선의 민감도 482

그림 4.20. 원계영역내 간극으로부터 암반매트릭스내로의 확산깊이에 따른 I-129와 Cs-135의 민감도 계산 결과 483

그림 4.21. MWCF의 단열 간극의 폭의 변화에 따른 I-129와 Cs-135의 유출플럭스의 민감도 계산 결과 484

그림 5.1. CYRPUS 시스템 구성도 489

그림 5.2. 10 CFR Part 50 Appendix B의 18조항에 대한 반영 490

그림 5.3. FEP record 492

그림 5.4. RES 방식으로 개발된 시나리오 493

그림 5.5. 정상 시나리오의 RES 모형 494

그림 5.6. 등록 절차 495

그림 5.7. PAID 초기 화면 496

그림 5.8. PAID 검색 결과 화면 497

그림 5.9. PAID 데이타 497

그림 5.10. Project를 통한 PAID 데이터 등록 499

그림 5.11. PAID 데이터 검색 결과 499

그림 5.12. PAID 데이터(KURT의 화강암에 대한 Np 237의 Kd) 500

그림 5.13. 연도별 CYPRUS 자료 등록 건수 502

그림 5.14. PID 형태 503

그림 5.15. Graphviz를 이용한 PID 생성 흐름도 504

그림 5.16. 시나리오 선택화면 505

그림 5.17. CYPRUS에서의 PID 배열 형태 505

그림 5.18. FEP record와의 연계 화면 506

그림 5.19. PID 입력 Tool 모형 506

그림 5.20. 단열정보 실측 데이터 507

그림 5.21. Stereographic net, Dip direction(rose diagram) 및 Dip angle 508

그림 5.22. 부산지역 단열정보 Table 508

그림 5.23. 단열정보 입력모듈 509

그림 5.24. Radar chart(spider chart) 511

그림 5.25. 지하수 조성 모듈 512

그림 5.26. 지하수 조성 데이터 이름의 two folder 분류 예 512

Part 3. 심지층 처분 타당성 평가 연구 109

그림 1.1. 과제 수행 체계 529

그림 1.2. 세부 과제간 협력 연구체계 530

그림 1.3. 과제 수행 방법 및 전략 개념도 530

그림 2.1. 남한지역 선구조 분포도(장태우 외, 2003). 542

그림 2.2. 남한지역 선구조의 길이 분포. 543

그림 3.1. 동아시아의 판운동 및 응력장. (a) 최대 수평응력 방향의 분포. (b) 인도... 549

그림 3.2. 단층활동의 시·공간적 형태(이희권과 양주석, 2007). (a) 1,400-1,600ka, (b) 1,100-1,200ka, (c) 800 ka ago. 551

그림 3.3. 단층활동의 시·공간적 형태(이희권과 양주석, 2007). (a) 650-700ka, (b) 500ka, (c) 400ka, (d) 300ka, (e) 200ka, (f) 100ka ago. 551

그림 3.4. 한반도의 지체구조도. 553

그림 3.5. 제4기 단층 분포도. 555

그림 3.6. 2,213개의 역사지진 자료 중 진앙이 결정된 1,641개의 역사지진 진앙분포도. 560

그림 3.7. 중국 및 일본 서부 지역을 포함한 한반도 주변지역에서의 지진발생 메카니즘과 주응력축 방향 분포. 561

그림 3.8. 수평응력성분의 심도별 변화. 568

그림 3.9. 최대수평응력 SH의 평균방향성 분포도.(이미지참조) 568

그림 4.1. 고준위 방사성폐기물 연구용 후보부지 위치도 573

그림 4.2. V-1 후보부지 지역 지질도 573

그림 4.3. V-13 후보부지 지역 지질도 574

그림 4.4. M-2 후보부지 지역 지질도 575

그림 4.5. M-9-1 후보부지 지역 지질도 575

그림 4.6. V-1 연구지역 지하수의 수리화학적 유형 576

그림 4.7. V-13 연구지역 지하수의 수리화학적 유형 576

그림 4.8. M-2 연구지역 지하수의 수리화학적 유형 576

그림 4.9. M-9-1 연구지역 지하수의 수리화학적 유형 576

그림 4.10. 연구지역별 지하수의 화학적 특성에 대한 비교 577

그림 4.11. 화산암, 편마암, 화강암 지역 지하수의 지화학적 특성에 대한 박스-휘스커 통계 다이아그램 비교분석 578

그림 4.12. 암종별 지열수의 pH, 전기전도도 특성에 대한 박스-휘스커 통계도: (a)와 (c)는 모든 자료에 대한 통계결과이며, (b)와 (d)는 자료중 해수혼합의 영향을 받은 전기전도도 1,000μS/cm 이상의 지열수를 제외한 통계도. 579

그림 4.13. 암종별 지열수의 주요 양이온에 대한 박스-휘스커 통계도: (a)와 (b)는 모든 자료에 대한 통계결과도이고, (b)와 (d)는 자료중 해수혼합의 영향을 받은 전기전도도 1,000μS/cm 이상의 지열수를 제외한 통계도. 580

그림 4.14. 암종별 지열수의 주요 음이온에 대한 박스-휘스커 통계도 : (a)와 (c)는 모든자료에 대한 통계결과이며, (b)와 (d)는 자료중 해수혼합의 영향을 받은 전기전도도 1,000μS/cm 이상의 지열수를 제외한 통계도. 581

그림 4.15. 암종별 지열수의 주요 음이온에 대한 박스-휘스커 통계도 : (a)는 모든 자료에 대한 통계결과도이고, (b)는 자료중 해수혼합의 영향을 받은 전기전도도 1,000μS/cm 이상의 지열수를 제외한 통계도. 581

그림 4.16. 암종별 pH와 주요이온 농도사이의 상관관계 582

그림 4.17. 암종별 전기전도도와 주요이온과의 상관관계 583

그림 4.18. 화강암지역 지열수의 심도별 수리화학적 특성 584

그림 4.19. 화강암지역 지열수의 온도별 수리화학적 특성 584

그림 4.20. 편마암지역 지열수의 온도별 수리화학적 특성 585

그림 4.21. 편마암지역 지열수의 심도별 수리화학적 특성 585

그림 4.22. 화산암지역 지열수의 심도별 수리화학적 특성 585

그림 4.23. 화산암지역 지열수의 온도별 수리화학적 특성 585

그림 4.24. 모의 영역 설정 및 격자망 구성 587

그림 4.25. 모의된 수두 분포 587

그림 4.26. 편마암 지역의 모델 영역 및 지하수 유동 해석 결과 588

그림 5.1. 국지영역의 선구조 분석 결과 590

그림 5.2. 선구조 분석에 이용된 지형도 및 접봉도 590

그림 5.3. 부지규모 영역의 선구조 분석 결과 591

그림 5.4. 단열대 분석을 위한 지표지구물리탐사 결과 591

그림 5.14. 시추공 단열대의 공간분석 결과 593

그림 5.15. KURT내 시추조사과정 594

그림 5.16. 연구지역의 심부 시추공 위치 선정 595

그림 5.17. 600m 시추현장 및 현장 수리시험 사진 596

그림 5.18. 반사법 탄성파탐사 측선도 596

그림 5.19. Enlarge upper 200ms section 597

그림 5.20. VSP 측선 개요도 597

그림 5.21. Multi-shots VSP 해석 결과 598

그림 5.22. KURT 부지에서의 시추공 지하수 현장측정 및 지화학 분석 개념도 603

그림 5.23. KURT 시설부지 주변의 지질 604

그림 5.24. KURT 및 심부시추코아(DB-1), 주변 화강암류들의 모달분석 결과 606

그림 5.25. KURT 화강암류의 편광현미경 사진 (Qtz : 석영, Pl : 사장석, Mcl : 미사장석, Bt : 흑운모, Mus : 백운모, Chl : 녹니석, S : 견운모, Cc : 방해석) 606

그림 5.26. KURT및 심부시추공 시추코아, 주변 화강암류들의 SiO2에 대한 주요원소들의 분포경향 (Harker's diagram) 607

그림 5.27. KURT내 심부시추코아(DB-1)에서 관찰되는 단열충전광물의 주사전자현미경(SEM) 사진 608

그림 5.28. 최종 확정된 단열대 물리검층 비교 610

그림 5.29. 연구지역의 수리지질 시스템 614

그림 5.30. OxFilet을 이용한 투수성 배경단열의 투수량계수 분포 및 P10 예측 과정 619

그림 5.31. KURT내 시추공들의 지하수 화학 특성(DB-1 심부시추 이전 및 이후) 622

그림 5.32. 상세 시추코아 로깅 시스템에 의하여 기재된 시추코아의 예시 624

그림 5.33. 시멘트 페이스트 와 지하수 지화학 반응 627

그림 5.34. 시간에 따른 시멘트-지하수-주변 암석의 화학조성 변화 628

그림 5.35. KURT 주변 심부환경의 산화-환원 과정 분석 629

그림 5.36. KURT 주변 지역의 지질모델 631

그림 5.37. 수리지질모델의 요소별 수리전도도 분포 633

그림 5.38. KURT 부지 주변의 200~500m 심부시추공에서 얻어진 지화학 데이터를 이용한 지화학 특성 모델 634

그림 5.39. KURT 부근의 지형 635

그림 5.40. 지하수유동 모델링 영역 636

그림 5.41. 수리영역별 수리전도도 분포도 637

그림 5.42. 정상류 조건에서 터널굴착 완료 후 수위강하분포도 637

그림 5.43. 지역규모 지하수 유동 모델링으로 예측한 수리수두 분포 638

그림 5.44. 부지규모 지하수 유동 모델링을 위한 이방성 수리전도도 장 639

그림 5.45. 단열대가 없는 경우의 정류상 수리수두분포 639

그림 5.46. 단열대가 있는 경우의 정류상 수리수두분포 640

그림 6.1. 침전물회수가 간편한 원심분리 튜브 부속품 644

그림 6.2. 더블패커시스템을 이용한 심도별 가스채취장치 모식도 644

그림 6.3. 심도별 가스 시료채취를 위한 tool 645

그림 6.4. 수리화학 파라메터 현장측정 챔버 645

그림 6.5. 지화학 연속 측정장치 개념 646

Part 4. 공학적 방벽 성능 현장 실증 112

그림 2.1. 공학적방벽시스템 열-수리-역학적 거동 실증을 위한 엔지니어링 규모의 KENTEX 실험장치 695

그림 2.2. KENTEX 실험에 사용된 벤토나이트 블록의 종류 및 사양 696

그림 2.3. 압력실린더 내 설치 블록과 축방향의 높이에 따른 섹션번호 697

그림 2.4. 온도, 습도, 압력 센서의 위치 인식코드 698

그림 2.5. 정상가열단계에서 히터-벤토나이트블록 경계면에서의 온도를 90 ℃로 유지 하기 위해 히터에 공급된 전력변이 699

그림 2.6. 반응 후 760일 경과시점에서 벤토나이트블록 내 온도분포 700

그림 2.7. 높이에 따른 온도분포 (반경 방향 길이＝0.246 m, 시간＝333 일) 701

그림 2.8. 반경방향 거리에 따른 온도분포 (높이＝1.02 m, 시간＝333 일) 702

그림 2.9. 벤토나이트블록 내 습도분포 및 수분함량분포: (a) 습도센서에 의해 측정된 습도분포 (b),(c) 코어샘플링 방법에 의해 얻어진 수분함량분포 703

그림 2.10. 벤토나이트 블록 내 압력분포 704

그림 2.11. 과열단계에서 히터-벤토나이트블록 경계면에서의 온도를 120 ℃로 유지 하기 위해 히터에 공급된 전력변이 705

그림 2.12. 과열단계에서의 벤토나이트블록 (Level＝B)의 온도분포 706

그림 2.13. 과열단계에서의 벤토나이트블록 (H-D-R4-T1: H＝0.34m, R＝0.246 m)의 습도분포 707

그림 2.14. 과열단계에서의 벤토나이트블록 (M-F-R4-T2: H＝0.680 m, R＝0.246 m)의 압력분포 708

그림 2.15. 벤토나이트블록 내 Level＝F (0.680 m)에서 냉각단계 시 온도변화 709

그림 2.16. 벤토나이트블록 내 Level＝I (1.190 m)에서 냉각단계 시 압력변화 710

그림 2.17. 압축 벤토나이트의 수리전도도 측정 장치 711

그림 2.18. 압축 벤토나이트의 건조밀도-수리전도도의 관계 712

그림 2.19. 압축 벤토나이트의 수분흡인력 측정 장치 713

그림 2.20. 압축 벤토나이트의 팽윤압 측정 장치 714

그림 2.21. 계산된 온도 분포와 측정 데이터의 비교 예 715

그림 2.22. 높이 0.61 m 지점에서 501 일 경과 후, 계산된 포화도 분포 변화와 측정치의 비교 716

그림 2.23. 높이 0.34 m 지점에서의 전압력 분포 계산 값과 측정치의 비교 H: height (m), R: radial distance (m) 717

그림 2.24. 지하처분연구시설 (KURT)의 개념도 및 절리조사면 718

그림 2.25. 시험구역에서의 절리 경사각에 따른 발생빈도 변화 719

그림 2.26. 시험구역 바닥면 시추조사 위치 및 시추 장면 720

그림 2.27. 시험구역 바닥면의 시추코어 사진 및 코어의 TCR/RQD 721

그림 2.28. 지하처분연구시설 내 공학적방벽시스템 현장 시험장치 개념도 722

그림 2.29. 공학적방벽시스템 현장시험장치 설치구역 및 시험처분공의 개념도 723

그림 3.1. 우측 연구모듈 터널 형상 746

그림 3.2. 측정 온도에 따른 열팽창계수 변화 746

그림 3.3. 공기속도에 따른 열전달계수 변화 747

그림 3.4. 지하연구시설(KURT)의 모형도 747

그림 3.5. KURT 우측모듈 1번 조사면의 현장 사진 748

그림 3.6. KURT 우측모듈 히터시험 구간의 현장 사진 749

그림 3.7. KURT 우측모듈 3번 조사면의 현장 사진 750

그림 3.8. KURT 우측모듈 절리조사 자료 751

그림 3.9. 시추 작업 사진 751

그림 3.10. 관측공 천공 순서 752

그림 3.11. 히티공과 관측공 사이의 거리 753

그림 3.12. 히터시험을 위한 관측공 배치 754

그림 3.13. 히터 장치의 온도센서 위치 755

그림 3.14. 각 관측공 별 온도센서, 응력센서의 설치 위치 756

그림 3.15. 응력센서 설치공 및 설치 방향 757

그림 3.16. 응력 센서 설치 모습 758

그림 3.17. 시험 데이타 기록 장비 758

그림 3.18. 히터온도 조절 장치 759

그림 3.19. 히터시험 구간에서 측정된 벽면온도, 공기 온도 및 습도 변화 760

그림 3.20. 히터 가열에 따른 암반 벽면 온도 변화 761

그림 3.21. KURT 진입터널 벽면에서의 계절별 온도 변화 761

그림 3.22. 히터 가열 전, 후의 암반 내 온도 변화 762

그림 3.23. 암반 내 절리면에 따른 온도 분포 변화 763

그림 3.24. 전체 모델 격자망 764

그림 3.25. 히터온도 90℃ 에서의 암반 내 온도 분포 765

그림 3.26. 벽면에서의 거리에 따른 암반 내부 온도 변화 766

그림 4.1. 수평 시추공에서의 시추공 레이더 반사법 탐사의 모식도 793

그림 4.2. Borehole 레이다 반사법 현장조사 793

그림 4.3. 레이더 반사 탐사법의 데이터 이미지 처리 794

그림 4.4. 암반 손상대의 변형계수 현장측정(Goodman Jack) 795

그림 4.5. 손상대 크기평가를 위한 현장실험 위치 795

그림 4.6. Goodman Jack 시험을 통한 하중-변형 간의 관계(Zone 4, No. 7) 796

그림 4.7. KURT 시험구간 별 평균 암반변형 계수(Em) 및 암반손상 영역 변화 797

그림 4.8. KURT 불연속면 분포조사 현장위치 (No.1, 2, 3) 798

그림 4.9. 지하처분연구시설(KURT)의 절리 조사면 현장사진 798

그림 4.10. SMX 에 적용된 조사면의 사진 자료 799

그림 4.11. 지하처분연구시설(KURT) 절리조사 자료 799

그림 4.12. 지하처분연구시설(KURT) 사진자료 추가 후 총 절리 조사 800

그림 4.13. 모델해석을 위한 해석 domain 및 터널지보 패턴 800

그림 4.14. 현장 암반변형계수 측정데이터를 이용한 EDZ 영역 세분화 (Zone 4) 801

그림 4.15. 암반손상대 고려유무에 따른 KURT 소성대 발생평가 비교 802

그림 4.16. KURT 터널의 수리-역학적 복합효과 분석을 위한 모델메쉬 구성 803

그림 4.17. 수리, 역학적 재료적 물성치 부여 803

그림 4.18. 굴착후 Pore pressure contour 분포 및 지하수 유동방향 변화 804

그림 4.19. 단계별 굴착에 따른 지하수 유동의 변화 804

그림 4.20. 터널굴착에 따른 단면위치별 변위의 변화(천정, 바닥, 측벽) 805

그림 4.21. 무결암과 EDZ 구간에서의 암석에 대한 일축압축시험 805

그림 4.22. PFC 암반모델 구성 해석단면 806

그림 4.23. 지하처분연구시설(KURT) 및 가상의 연구시설의 위치 806

그림 4.24. 심도 120 m에서의 최대응력수준에서의 균열발생 양상 807

그림 4.25. 심도 500 m에서의 최대응력수준에서의 균열발생 양상 808

그림 4.26. 심도 1000 m에서의 최대응력수준에서의 균열발생 양상 809

그림 4.27. 터널주변에서의 균열발생 시점에서의 측압계수 810

그림 5.1. 양방향 다짐 완충재블록 제작 장치 전체도 830

그림 5.2. A-형 완충재블록 몰더 성형다이. 831

그림 5.3. B-형 완충재블록의 판금 틀 832

그림 5.4. C-형 완충재블록의 판금 틀 832

그림 5.5. 완충재블록 제작에 사용된 장치도 833

그림 5.6. 블록몰더를 사용해서 제작된 3종류의 완충재블록 834

그림 5.7. 완충재블록 성형에서 벤토나이트 입자크기에 따른 필요 압축력의 변화 835

그림 5.8. 성형 완충재블록 내 습윤충전밀도의 분포 836

그림 5.9. 성형 완충재블록 내 수분함량의 분포 837

그림 5.10. 수분조건에 따른 붕괴특성 시험에 사용된 밀폐형 플라스틱 상자(상)와 A-형 완충재블록(하). 838

그림 5.11. 25 ℃에서 1주일 경과 했을 때 완충재 블록 상태 839

그림 5.12. 25 ℃에서 2주일 경과 했을 때 완충재블록 상태 839

그림 5.13. 40 ℃에서 1주일 경과 했을 때 완충재블록 상태 840

그림 5.14. 40 ℃에서 2개월 경과 했을 때 완충재블록 상태 840

그림 5.15. 진입터널 막장에서의 5개월(상)과 10개월(하) 경과 했을 때 완충재블록 상태 841

그림 5.16. 막장오른쪽 연구모듈에서의 5개월(상)과 10개월(하) 경과 했을 때 완충재블록 상태 842

그림 5.17. 실험실조건에서 시간에 따른 완충재블록 상태 843

그림 5.18. 완충재블록 제작장치 및 처분공 단면 1/3크기의 블록 배치 모형 844

그림 5.19. 완충재블록 유동특성 실험장치 845

그림 5.20. 유동특성실험장치에 주입된 물의 양 846

그림 5.21. 완충재블록 유동특성실험에서 안쪽 센서의 습도변화 847

그림 5.22. 완충재블록 유동특성실험에서 바깥쪽 센서의 습도변화 848

그림 5.23. 완충재블록 유동특성실험에서 안쪽과 바깥쪽 센서의 압력변화 849

그림 5.24. 시멘트 그라우트 몰드 성형을 위한 장비 및 콘크리트 양생 850

그림 5.25. High pH grout와 Low pH grout의 pH 비교 851

그림 5.26. Silica fume 혼합량에 따른 pH 측정 결과 852

그림 5.27. Low 및 Hig-pH 그라우트 7일, 28일 압축강도 비교 852

그림 5.28. Silica fume 배합비에 따른 압축강도 측정 결과 (water/binder＝0.92) 853

그림 5.29. 시편의 양생기간에 따른 Accumulated shrinkage 변화 853

그림 5.30. 시편의 양생기간에 따른 Weight 변화 854

그림 5.31. Grout의 포화도에 따른 탄성파 속도 변화(FFRC) 854

그림 6.1. 터널 내 급배기관로 설치 모습 (상) 및 급기 흡입구 및 배기 토출구 (하) 863

그림 6.2. 시추공 히터시험 구역의 항온 항습을 위한 차단벽 864

그림 6.3. 동굴 입구에 설치한 외부와의(외부외의) 차단막 865

그림 6.4. 지하처분연구시설 홍보시설 전경 866

그림 6.5. 홍보시설 내부 전경 867

Part 5. 천연방벽을 이용한 핵종이동 및 지연특성연구 117

그림 1.3.1. 천연방벽에서 고준위핵종 이동 및 지연특성 규명 연구의 역할 및 중요성. 882

그림 1.1. 1.5+1인용 (습식실험용 + 광학용) 글러브박스. 899

그림 1.2. 전기화학 실험장치. 899

그림 1.3. 다양한 pH와 Eh 조건에서 용해시간에 따른 우라늄의 농도변화. 904

그림 1.4. 다양한 pH에서 우라늄의 용해도에 대한 본 연구 및 문헌치와의 결과 비교(본 연구의 측정값과 지화학코드 결과를 각각 ● 와 ■ 로 표시함). 906

그림 1.5. 다양한 pH와 Eh 조건에서 용해시간에 따른 토륨의 농도변화 907

그림 1.6. 다양한 pH에서 토륨의 용해도에 대한 본 연구 및 문헌치와의 결과 비교(본 연구의 측정값과 지화학코드 결과를 각각 ● 와 ■ 로 표시함) 910

그림 1.7. pH와 탄산농도 변화에 따른 토륨 용해도 변화[3.1.6]. 910

그림 1.8. 다양한 pH와 Eh 조건에서 넵투늄의 농도변화. 912

그림 1.9. 다양한 pH에서 넵투늄의 용해도에 대한 본 연구 및 문헌치와의 결과 비교(본 연구의 측정값과 지화학코드 결과를 각각 ● 와 ■ 로 표시함; ♀는 LSC의 검출한계(5×10-9 mol/L) 이하를 나타냄).(이미지참조) 915

그림 1.10. SLSP로서 Am(OH)₃(am)와 AmOHCO₃(am)를 가정하여 PHREEQC로 계산한 KURT 지하수에서의 아메리슘의 농도. 919

그림 1.11. 다양한 pH에서 아메리슘의 용해도에 대한 본 연구 및 문헌치와의 결과 비교(본 연구의 측정값과 지화학코드 결과를 각각 ● 와 ■ 로 표시함). 920

그림 1.12. 다양한 pH에서 넵투늄의 용해도에 대한 본 연구 및 문헌치와의 결과 비교(본 연구의 지화학코드 결과를 △로 표시함). 922

그림 2.1. KURT 화강암의 편광현미경 사진: 화강암 시료의 녹니석 분포. 930

그림 2.2. pH에 따른 수용액상의 우라늄(VI) 화학종 ([U(VI)]tot ＝ 10-5 M, I ＝ 0.01 M).(이미지참조) 944

그림 2.3. pH에 따른 수용액상의 우라늄(VI) 화학종 ([U(VI)]tot ＝ 10-5 M, CO₂ ＝ 10-35 atm, I ＝ 0.01 M).(이미지참조) 945

그림 2.4. pH에 따른 수용액상의 우라늄(VI) 화학종 ([U(VI)]tot ＝ 10-6 M, [CO32-] ＝ 0 M, I ＝ 0.01 M).(이미지참조) 945

그림 2.5. pH에 따른 수용액상의 우라늄(VI) 화학종 ([U(VI)]tot ＝ 10-6 M, [CO32-] ＝ 0.0001 M, NaHCO₃, I ＝ 0.01 M).(이미지참조) 946

그림 2.6. pH에 따른 수용액상의 우라늄(VI) 화학종 ([U(VI)]tot ＝ 10-6 M, [CO32-] ＝ 0.0001 M, NaHCO₃, I ＝ 0.01 M).(이미지참조) 946

그림 2.7. pH에 따른 수용액상의 우라늄(VI) 화학종 ([U(VI)]tot ＝ 10-6 M, [CO32-] ＝ 0.01 M, NaHCO₃, I ＝ 0.01 M).(이미지참조) 947

그림 2.8. 탄산염(NaHCO₃) 농도변화에 따른 분쇄화강암의 우라늄 수착. 948

그림 2.9. 분쇄화강암에 대한 우라늄 수착 실험 및 모델 결과 비교 952

그림 2.10. 분쇄화강암의 우라늄 수착 분배계수에 대한 모델 예측 비교 953

그림 2.11. 수용액 및 수착된 우라늄 화학종 분포. 954

그림 3.1. 웹 기반 핵종 수착 데이터베이스 프로그램(KAERI-SDB) 개발 체계도. 957

그림 3.2. 웹 기반 수착 데이터베이스 시스템 연결도. 967

그림 3.3. Scatter plot chart 화면. 969

그림 3.4. Index chart 및 구간별 모평균 95% 신뢰구간 표현 화면. 970

그림 3.5. 웹기반 핵종 수착 데이터베이스에 포함된 핵종 및 데이터. 971

그림 3.6. 침철석의 우라늄 수착에 대한 pH 영향 (Scatter plot chart). 972

그림 3.7. 철석의 우라늄 수착에 대한 pH 영향 (Index chart). 973

그림 4.1. 실험대상 신선암 및 풍화암 코아 사진. 977

그림 4.2. 혐기조건을 위한 밀폐장치에 확산 실험장치를 장착한 모습. 979

그림 4.3. 환원조건을 위한 밀폐장치(Glove Box)에 확산 실험장치를 장착한 모습. 980

그림 4.4. 암석절단작업 모습 사진. 982

그림 4.5. 암석 코어를 길이방향으로 양분한 절단면 사진. 982

그림 4.6. 자기방사분석에 사용한 Packard cyclone. 984

그림 4.7. 화강암내 확산된 트리튬의 자기방사분석 영상. 985

그림 4.8. 화강암내 확산된 Np-237의 자기방사분석 천연색 영상. 986

그림 4.9. Np-237의 자가방사분석 영상을 그리드로 나눈 모습. 986

그림 4.10. 화학추출 실험용기. 989

그림 4.11. 확산깊이 별 핵종농도 분포. 990

그림 4.12. 확산깊이에 따른 수착성 핵종의 농도 분포. 991

그림 4.13a. 순차적 화학추출 단계에 따른 핵종별 수착유형간 비율, 1 cm 깊이. 995

그림 4.13b. 순차적 화학추출 단계에 따른 핵종별 수착유형간 비율, 8 cm 깊이. 995

그림 4.14. 확산깊이에 따른 코발트(Co)의 수착유형 변화. 996

그림 4.15. 확산깊이에 따른 넵투늄(Np)의 수착유형 변화. 996

그림 4.16. 확산깊이에 따른 스트론튬(Sr)의 수착유형 변화. 997

그림 4.17. 확산깊이에 따른 유로퓸(Eu)의 수착유형 변화. 997

그림 4.18. 확산깊이에 따른 토륨(Th)의 수착유형 변화. 998

그림 4.19. 확산깊이에 따른 우라늄(U)의 수착유형변화. 998

그림 4.20. 확산깊이에 따른 세슘(Cs)의 수착유형 변화. 999

그림 5.1. 현장 용질이동 실험 개요도. 1004

그림 5.2. 현장 용질이동 시스템 개요도. 1006

그림 5.3. 추적자 주입펌프를 이용한 형광염료 주입(좌)과 실시간 지하수위 자동측정센서 및 케이싱(우). 1008

그림 5.4. 실시간 수위 측정기를 이용한 수위 측정(좌)과 패커 가스 분배시스템(우). 1008

그림 5.5. 이중패커 규격도. 1008

그림 5.6. 회수부의 가스제거 유닛(a), 지하수 모니터링 유닛(b) 및 지하수 측정기(c). 1010

그림 5.7. 회수부의 시료 회수펌프(좌)와 시료분취기(우). 1010

그림 5.8. (a) 현장 용질이동 시스템, (b) 보관함 및 (c) 가스 분배 시스템. 1012

그림 5.9. KAERI-IMS Ver. 1.0 주화면(좌)과 실시간 지하수 측정화면(우). 1013

그림 5.10. KAERI-IMS Ver. 1.0 지하수 물성 차트(좌)와 화면설정 변경화면(우). 1013

그림 5.11. 우라닌을 추적자로 한 추적자 주입장면(좌)과 시료분취기를 이용하여 회수된 추적자(우). 1013

그림 5.12. 수압시험 모식도(좌) 및 수압시험(우). 1016

그림 5.13. 시추공 영상촬영 원리 모식도 (좌)와 영상촬영 (우). 1019

그림 5.14. 시추공 영상촬영 결과 : (a) YH 3, 깊이 6.00-8.00 m, (b) YH 3-2, 깊이 9.00-11.00 m, (c) YH 3-1, 깊이 8.50-10.50 m. 1021

그림 5.15. 이중패커를 이용한 수리시험 절차도. 1024

그림 5.16. YH 시추공 수리시험 결과(시험공 : YH3-2, 시험구간 : 8.75~10.57 m). 1025

그림 5.17. YH 시추공 수리시험 결과(시험공 : YH3-1, 시험구간 : 8.60~10.45 m). 1026

그림 5.18. YH 3-2 시험공의 단열 연결성 시험 결과. 1027

그림 5.19. Eosin B를 추적자로 한 현장 용질이동 실험 파과곡선 및 회수율 곡선 1031

그림 5.20. Sodium Fluorescein을 추적자로 한 현장 용질이동 실험 파과곡선 및 회수율 곡선. 1031

그림 5.21. Br-를 추적자로 한 현장 용질이동 실험 파과곡선 및 회수율 곡선.(이미지참조) 1032

그림 6.1. Aspo HRL의 시험내용 및 위치들.(이미지참조) 1040

그림 6.2. 스위스 Grimsel Test Site 개요 및 실험 위치. 1042

그림 6.3. SKB와 KAERI 간의 Aspo 모델링 Task Force 참여 협약서.(이미지참조) 1044

그림 6.4. CFM 프로젝트 참여를 위한 상호방문 및 협의. 1045

그림 6.5. GTS의 CFM 프로젝트 참여 관련 언론 홍보 기사. 1047

그림 6.6. Nagra와 KAERI 간의 GTS에서 CFM Phase II 국제공동연구 참여 협약서. 1048

그림 6.7. CFM 프로젝트의 개념. 1049

그림 6.8. CFM 프로젝트의 조직. 1051

그림 6.9. CFM 현장실험을 위한 블록 모델(기존 시추공(검은색)과 새로 시추한 시추공(빨간색)). 1053

그림 6.10. CFM 실험 위치의 표면 밀봉을 위한 메가 팩커(Mega packer)의 개념도. 1053

그림 6.11. CFM 06.002 시추공 주변의 가능한 모니터링 시추공의 배열. 1060

그림 6.12. 가능한 새 시추공 위치에 대한 가능한 전단대 면의 도식적 그림. 1061

그림 6.13. GAM과 EP 프로젝트를 위해 개발된 개선된 시추 기술들을 이용한 overcore 시추의 기하학적 배열: a) 시추 계획, b) 시추 CoGAM 98-05(암석으로 된 바깥쪽 층이 제거되었음) 내부 고리는 4인치, 최종... 1062

그림 6.14. 새로 도입된 터널 팩커(도넛 팩터). 1063

그림 7.1. KURT 지하수 채수 모습과 채수된 지하수병. 1069

그림 7.2. KURT 지하수의 미생물 종 다양성. 1070

그림 7.3. 철환원미생물에 의한 akaganeitedml magnetite로의 광물 전이 전자현미경 사진. 1071

그림 7.4. 망간환원미생물에 의한 산화망간의 rhodochrosite로의 광물전이 전자현미경 사진. 1072

그림 7.5. 금속환원미생물에 의한 용존우라늄의 감소 특성. (a) 흑운모와 (b) 침철석이 참여광물로 media에 들어 있으며 3 가지의 각기 다른 미생물종에 의해 우라늄 환원 및 감소가 진행됨(M1: KURT 철환원미생물, M2: KURT... 1073

그림 7.6. 침철석에 수착된 우라늄의 미생물 M1에 의한 탈착과정 모식도. 1074

그림 7.7. 금속환원미생물의 우라늄 환원시 침철석으로부터 용출되는 용존철의 농도 변화(M1: KURT 철환원미생물, M2: KURT 망간환원미생물, SP: Shewanella putrefaciens). 1075

그림 7.8. 스와넬라균에 의한 용존우라늄 농도 변화. 버퍼용액과 배경원소들 외에 특정원소들(Fe, Mn, P)의 영향 조사. 1076

그림 7.9. 우라니나이트 광물 및 화학성분 분석 패턴. 1078

그림 7.10. 우라니나이트의 미세결정구조 및 회절패턴. 1079

그림 7.11. 철 이온의 종류 및 첨가 여부에 따른 우라늄 제거 특성. 첨가된 철 이온 농도는 30 mmol/L(pH 8.1) 탄산수소나트륨 버퍼용액에 0.2 mM로 존재. 1080

그림 7.12. 스와넬라균에 의한 우라늄 환원 및 광물화와 배경원소들의 공침. 1081

그림 7.13. 철, 망간, 인이 포함된 우라늄의 미생물 흡착 및 광물화. 1083

그림 7.14. 스와넬라균 표면에서 성장하는 우라늄 광물의 전자현미경 사진. 1084

그림 7.15. 표면 흡착된 우라늄 광물들과 결합되어 존재하는 스와넬라균들. 1085

그림 7.16. 지하수 성분과 철, 망간, 인의 영향에 따른 미생물적 이차생성물. 1086

그림 7.17. 우라늄 광물의 주사전자현미경 이미지와 화학성분 특성. 1087

그림 7.18. Vulgaris 미생물에 의한 ORP 값의 변화. 1088

그림 7.19. Vulgaris 미생물에 의한 ORP 변화 및 황화광물 형성. 1089

그림 7.20. Desulfuricans 미생물에 의한 ORP 값의 변화. 1090

그림 7.21. Shewanella 미생물에 의한 ORP 변화. 1091

그림 7.22. Vulgaris에 의해 형성된 mackinawite의 SEM 이미지 및 화학성분. 1092

그림 7.23. Vulgaris에 의해 형성된 mackinawite의 TEM 이미지 및 화학성분 1093

그림 7.24. Vulgaris에 의해 형성된 mackinawite의 EPMA 화학분석. 1094

그림 7.25. Desulfuricans에 의해 생성된 mackinawite의 SEM 이미지와 화학성분. 1095

그림 7.26. Desulfuricans에 의해 형성된 mackinawite TEM 이미지와 화학성분. 1096

그림 7.27. TEM에 의한 그림 7.26 이미지의 EDS mapping. 1096

그림 7.28. Desulfuricans에 의해 생성된 mackinawite 광물의 EPMA 화학분석. 1097