Earticle

에멀션 기반의 계면활성제를 이용한 주형합성법을 이용하여 산촉매로서 염산과 실리카의 전구체인 테 트라에톡시실란을 사용함으로써 메조다공성 실리카 마이크로스피어를 합성하였다. 테트라에톡시실란의 농도 증가에 의해 구형의 입자 형태가 파괴되었고, 기공구조도 크게 변하였다. 산촉매 농도 증가에 의한 구형의 입자형태 파괴 현상은 적었지만 상대적으로 작은 크기의 구형의 마이크로입자가 더 많이 생성되 었다. 하지만, 산성조건에서 입자들 간의 강한 응집현상이 나타남에 따라 낱개의 분리되어 있는 단일입자 를 얻기 위해서는 초음파 등의 후처리 과정이 필요하였다.

Tetraethoxysilane(TEOS) as a silica precursor and hydrochloric acid as an acid catalyst have been used in a surfactant-template synthesis of micrometer-sized mesoporous silica microspheres based on the macroemulsion technique. Increase in the concentration of tetraethoxysilane of the reaction mixture has a serious destructive effect on the particle shape and pore structure. As the acid concentration increases, relatively small microspheres are formed without destroying their spherical morphology of the particles as well as the pore structures. However, due to the attractive interaction between particles in an acidic condition, strong silica agglomerates are formed, and therefore are subject to a post-ultrasonic treatment to separate into an individual single particle.

한국원자력연구원의 연구지역에서 고준위방사성폐기물처분을 위한 부지특성평가 기술 구축을 위해 지질특성조사가 1997년부터 지표기반 조사, 시추공 조사를 포함하여 수행되었다. 2006년에는 지하처분연구터널(KURT, KAERI Underground Research Tunnel)을 준공하여 연구지역에 대한 심부지질환경 규명을 위해 노력하고 있다. 본 연구는 한국원자력연구원내 건설된 지하처분연구시설 주변 지역을 연구대상지역으로 하여 지질모델에 대한 수리지질모델의 통합 구축을 목적으로 한다. 본 연구를 위해 연구지역에서 굴착된 9개의 시추공에 대한 현장 수리시험 자료를 이용하였으며, 지질모델에서 도출한 풍화대, 상부저경사단열대, 심부 영역에 존재하는 결정론적 단열대에 대한 수리지질특성을 분석하였다. 본 연구 결과제시된 수리지질모델은 향후 지하수 유동모델링에 이용될 것이다.

To characterize the site specific properties of a study area for high-level radioactive waste disposal research in KAERI, the several geological investigations such as surface geological surveys and borehole drillings were carried out since 1997. Especially, KURT (KAERI Underground Research Tunnel) was constructed to understand the further study of geological environments in 2006. As a result, the first geological model of a study area was constructed by using the results of geological investigation. The objective of this research is to construct a hydrogeological model around KURT area on the basis of the geological model. Hydrogeological data which were obtained from in-situ hydraulic tests in the 9 boreholes were estimated to accomplish the objective. And, the hydrogeological properties of the 4 geological elements in the geological model, which were the subsurface weathering zone, the log angle fracture zone, the fracture zones and the bedrock were suggested. The hydrogeological model suggested in this study will be used as input parameters to carry out the groundwater flow modeling as a next step of the site characterization around KURT area.

한국형 기준 처분시스템의 공학적 방벽에서의 열-수리-역학 복합 현상을 실증하기 위한 공학적 규모 실증실험 장치인 KENTEX에서 얻은 열, 수리, 역학적 실험 데이터를 이용하여 벤토나이트의 포화공정을 해석하였다. ABAQUS를 사용한 모델계산의 함수율과 실험 결과의 비교에서 불포화 영역에서는 온도상승으로 인해 초기 수분이 감소하는 수분 재분포 공정을 모델에 포함시키지 않아 함수율의 차가 컸다. 포화영역에서는 실험에서 초기 수분보다 낮은 함수율에서부터 지하수로 포화가 진행되지만 모델과 실험에서 얻은 함수율 값의 차이가 점점 감소해 완전포화에 도달할 때에는 두 함수율 값이 거의 비슷한 결과를 보여주었다. 포화도 약 95%에 이르는 시간은 실험결과와 계산 결과가 서로 비슷한 약 500일 정도로 예측할수 있었다. 그리고 불포화 영역의 수분 재분포가 벤토나이트의 완전포화에 도달하는 시간에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. 따라서 본 해석기법을 사용하면 지하처분연구시설의 완충재인 벤토나이트의 포화시간을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

An engineering scale test, which is called KENTEX, was carried out to understand and to analyze the coupled thermal, hydrological and mechanical phenomena in the engineered barrier system(EBS) of Korean reference disposal system. Using the experimental data obtained from KENTEX, the water saturation processes in bentonite could be analyzed. From the comparison between the model calculation using ABAQUS and the experimental results, the difference of the water content between them in the unsaturating part was large because the drying phenomena due to moisture redistribution by the temperature gradient could not be included in the model. In the saturating part, the difference of the water content between them was decreased gradually and showed to be small in the full saturation. And the time of about 95% saturation could be estimated about 500 days from the model calculation and experimental results. Also it could be known that the moisture redistribution in the unsaturated part could not be affected on the saturation time of bentonite in the repository. Therefore, it is considered that this model could be used to quantitatively predict the water saturation time in bentonite as EBS for the disposal system.

Ag2O를 첨가한 압축 벤토나이트에 대하여 관통 확산법으로 요오드 이온의 이동 특성을 관찰하였다. Ag2O를 첨가하지 않은 압축 벤토나이트와 마찬가지로 Ag2O를 첨가한 압축 벤토나이트에서도 요오드 이온은 확산에 의하여 이동하는데, Ag2O를 첨가한 압축 벤토나이트는 Ag2O를 첨가하지 않은 압축 벤토나이트에 비하여 요오드 이온의 초기 누출 시간이 지연되는 것으로 나타났다. Ag2O를 첨가한 압축 벤토나이트에서 요오드 이온의 초기 누출 시간 지연은 확산 용액으로 순수 요오드 이온 수용액을 사용하였을 때 뿐만 아니라 0.1 M NaCl-요오드 이온 수용액을 사용하였을 때에도 관찰되었다. 또한 Ag2O를 첨가한 압축 벤토나이트의 겉보기 확산 계수는 Ag2O를 첨가하지 않은 압축 벤토나이트의 겉보기 확산 계수보다 낮은 값을 나타내었다. Ag2O를 첨가하지 않은 압축 벤토나이트의 유효 확산 계수는 기존 문헌에 보고된 값 과 거의 일치하는 결과를 얻었으며, Ag2O를 첨가한 압축 벤토나이트에서 요오드 이온의 유효 확산 계수는 Ag2O 첨가에 따라 대체적으로 감소하는 경향을 나타내었다.

In the compacted bentonite containing Ag2O, the transport of iodide ion was investigated by Through-diffusion method. It is confirmed that Iodide ion is transported by diffusion process in the compacted bentonite containing Ag2O as well as in the compacted bentonite without Ag2O. However, the lag-time of iodide ion in the compacted bentonite containing Ag2O is larger than that in the compacted bentonite without Ag2O. The increase of the lag-time was observed in pure iodide ion solution and also in 0.1M NaCl-iodide ion solution. The apparent diffusion coefficient of iodide ion in the compacted bentonite containing Ag2O has lower value than that in the compacted bentonite without Ag2O. The effect of Ag2O on the effective diffusion coefficient was not clearly investigated in the compacted bentonite containing Ag2O while the values of effective diffusion coefficient of iodide ion in the compacted bentonite without Ag2O obtained in this study were similar to those in the compacted bentonite reported in the literature.

한국원자력연구원 내 지하 처분 연구시설(KURT)에서 채취한 지하수에 존재하는 나노 콜로이드 입자의 크기 및 농도를 현장에서 조사하기 위해 이동식 레이저 유도 파열 검출 장치를 개발하였다. 제작한 장치는 CCD 카메라를 이용하여 레이저 유도 플라즈마가 발생한 위치를 2-차원 영상으로 기록함으로써 광학적으로 입자의 크기를 결정할 수 있다. 크기가 정확히 알려진 폴리스틸렌 표준 입자를 이용하여 입자 크기 측정용 검정 곡선(calibration curve)을 구했고, 이를 이용하여 지하 처분 연구시설에서 채취한 지하수내 콜로이드 입자의 크기를 측정하였다. 지하수 내 존재하는 콜로이드 입자의 평균 크기는 108±26 nm임을 보였고, 농도는 50 ppb 이하인 것으로 추정하였다.

A mobile laser-induced breakdown detection (LIBD) system was developed for the field measurement of the size and concentration of aquatic colloidal nanoparticles sampled from Korea Atomic Energy Research Institute Underground Research Tunnel (KURT). The established LIBD apparatus is based on the optical detection of a laserinduced plasma by means of a two-dimensional optical imaging method for determining the size of nanoparticle. Calibration curve for determining the size of nanoparticle was obtained from the polystyrene reference particles of a well-defined size. The first direct application was made at KURT for investigating the particle sizes in groundwater. By comparing the size of particles in groundwater with the sizes of reference particles, the mean particle size of approximately 108 26 nm with the concentration lower than 50 ppb was determined.

최근 국제원자력기구와 방사성폐기물 분야 주요 선도국들은 리스크 차등접근법에 따라 방사성폐기물의 분류기준을 세분화하고 있는 추세이며, 이러한 맥락에서 극저준위폐기물을 새로운 방사성폐기물 범주로서 신설하거나 이에 대한 별도의 최적 관리방안을 모색하고 있다. 국제적으로 운영 사례가 점차 증가되고 있는 주요 국가의 극저준위폐기물 전용 공학적 표층매립형 처분시설들은 방사성핵종의 격리 및 지연성능 측면에서 1960년대 주로 건설된 천층 트렌치형 중·저준위폐기물 처분시설 보다 개선된 것으로 분석되었다. 또한 주요 선도국들의 극저준위폐기물 관리방안은 규제해제 제도, 중·저준위폐기물 처분시설 및 비원자력 폐기물매립장의 활용 가능성, 사회수용성 등에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 이와 관련하여, 국내에서도 향후 대형 원자력시설의 해체에 대비하여 극저준위폐기물의 최적 관리방안에 관한 종합적인 검토와 논의를 통해 리스크 차등접근법에 따른 최적화된 관리방안을 사전에 수립하고, 이를 국가 방사성폐기물 관리정책 및 관리계획의 틀 내에서 체계적으로 시행할 필요가 있다.

Recently, International Atomic Energy Agency and major leading countries in radioactive waste management tend to subdivide the categories of radioactive waste based upon risk-graded approach. In this context, the category of very low level waste has been newly introduced, or optimized management options for this kind of waste have been pursued in many countries. The application of engineered surface landfill type facilities dedicated to dispose of very low level waste has been gradually expanded, and it was analyzed that their design concept of isolation has been much advanced than those of the old fashioned surface trench-type disposal facilities for low and intermediate level waste, which were usually constructed in 1960's. In addition, the management options for very low level waste in major leading countries are varied depending upon and interfaced with the affecting factors such as: national framework for clearance, legal and practical availability of low and intermediate level waste repository and/or non-nuclear waste landfill, public acceptance toward alternative waste management options, and so forth. In this regard, it was concluded that optimized long-term management options for very low level waste in Korea should be also established in a timely manner through comprehensive review and discussions, in preparation of decommissioning of large nuclear facilities in the future, and be implemented in a systematic manner under the framework of national policy and management plan for radioactive waste management..