Earticle

우라늄 오염토양을 동전기제염 시 많은 양의 동전기 침출액이 발생한다. 발생된 우라늄 침출액을 재이 용하기 위한 처리기술이 개발되었다. 동전기제염 시 발생된 우라늄침출액 내의 우라늄농도는 180 ppm이 었고, Mg(II), K(I), Fe(II), Al(III) 농도는 20 ppm∼1,210 ppm이었다. 우라늄침출액의 최적 처리공정은 혼합, 응집, 침전, 농축, 그리고 여과로 구성된다. 침전액의 pH를 11로 맞추기 위해, calcium hydroxide 는 3.0g/100ml 그리고 sodium hydroxide는 2.7g/100ml이 필요했다. 여러 침전실험 결과 NaOH+0.2g alum+0.15g magnetite가 여과를 위한 최적 침전혼합제로 선정되었다. NaOH+0.2g alum+0.15g magnetite 투입 시 침전입자의 평균크기는 600 ㎛이었다. pH=9에서 침전 후 상등액에 총 금속농도가 가 장 낮았기 때문에, 최적 침전을 위하여 먼저 0.2g/100 ml alum와 0.15g/100ml magnetite 투입한 후pH=9일 때까지 sodium hydroxide을 투입하여야 한다

A large volume of uranium electrokinetic leachate has been generated during the electrokinetic decontamination to remove uranium from contaminated soil. The treatment technology for the reuse of the uranium leachate was developed. The concentration of uranium in the generated uranium leachate was 180 ppm and concentrations of Mg(II), K(I), Fe(II), and Al(III) ions ranged from 20 ppm to 1,210 ppm. The treatment process for uranium leachate consisted mainly of mixing and cohesion, precipitation, concentration, and filtration. In order to obtain the pH=11 of a precipitate solution, the calcium hydroxide needs to be 3.0g/100ml and the sodium hydroxide needed to be 2.7g/100ml. The results of several precipitation experiments showed that a mixture of NaOH+0.2g alum+0.15g magnetite was an optimal precipitant for filtration. The average particle size of precipitate with NaOH+alum+0.15g magnetite was 600 . Because the total value of metal concentrations in supernatant at pH=9 was the smallest, sodium hydroxide should be added with 0.2g alum and 0.15g magnetite for pH=9 of leachate.

한국방사성폐기물관리공단 주관 하에 개념 설계된, 연소도이득효과 적용 대용량 수송용기에 대해 방사 선 차폐 안전성을 평가하였으며 여러 방사선원들이 수송용기 주변 선량률 분포에 미치는 영향을 분석하였다. 가능한 모든 방사선원(중성자선원, 감마선원, 방사화선원)들을 고려하였으며 보수적인 가상의 핵 연료(너비: WH 17 RFA, 축방향: CE Type)를 선정, 실제 상황과 동일한 조건이 되도록 계산모델을 구축 하였다. 모든 조건(정상 및 가상사고 조건)에서 표면선량률과 외부선량률이 법적기준치를 만족하고 있었 으며 축방향 높이에 따라 각 선원들의 기여도가 변하고 있었지만 정상조건에서의 최대 표면선량률과 외 부선량률은 방사화선원에 의한 영향이 가장 높은 것으로 확인되었다. 가상사고 조건에서는, 중성자선원 의 선량률 기여도가 대략 90%에 달하고 있었으나 수송용기 끝단에서는 방사화선원에 의한 선량률이 급 격하게 상승함에 따라 BUC 적용 수송용기의 방사선 차폐해석시 충분히 보수적으로 해석되도록 방사화선 원을 정밀하게 분석하여 설정하여야 할 것으로 판단되었다.

The radiation shielding analysis for a Burnup-credit (BUC) cask designed under the management of Korea Radioactive Waste Management Corporation (KRMC) was performed to examine the contribution of each radiation source affecting dose rate distribution around the cask. Various radiation sources, which contain neutron and gamma-ray sources placed in active fuel region and the activation source, and imaginary nuclear fuel were all considered in the MCNP calculation model to realistically simulate the actual situations. It was found that the maximum external and surface dose rates of the spent fuel cask were satisfied with the domestic standards both in normal and accident conditions. In normal condition, the radiation dose rate distribution around the cask was mainly influenced by activation source (60Co radioisotope); in another case, the neutron emitted in active fuel region contributed about 90% to external dose rate at 1m distance from side surface of the cask. Besides, the contribution level of activation source was dramatically increased to the dose rates in top and bottom regions of the cask. From this study, it was recognized that the detailed investigation on the radiation sources should be performed conservatively and accurately in the process of radiation shielding analysis for a BUC cask.

폴리머 시멘트 고화체는 일반 몰타르 내의 시멘트 수화물을 폴리머 개질제를 이용하여 부분적으로 대 체함으로써 그 기능을 강화시킨 복합재료로써, 특히 시멘트 몰타르에 폴리머를 첨가하는 것은 그 화학적 내구성을 향상시킨다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 고화재료로서의 폴리머 시멘트에 대한 낮은 침투성 및 낮은 이온 확산도 등과 같은 향상된 화학적 내구성을 확인하기 위하여 폴리머 시멘트 시편들을 제조하였다. 이때 폴리머의 함량은 0에서부터 30%까지 변화시켰으며, 물에 대한 시멘트 비(W/C)를 33%와 50%로 각각 유지 시켰다. 충분히 경화시킨 후에, 제조된 시편들에 대한 구조적 건전성을 압축강도와 수침법에 의한 공극도를 통하여 평가하였다. 그 결과, W/C 비가 33%이고, 폴리머 함량이 약 10%인 폴리 머 시멘트 시편에서 가장 향상된 개질변화를 얻을 수 있었다. 끝으로 이 최적의 조합비를 가지는 시편에 대하여 ANS 16.1에 따르는 침출시험을 수행하였으며, 그 결과를 일반 시멘트 고화체와 비교하였다.

Polymer-modified cement is the composite material made by partially replacing and strengthening the cement hydrate binders of conventional mortar with polymeric modifiers such as polymer latexes and redispersible polymeric modifiers. It is known that the addition of polymer to cement mortar leads to improved quality, which would be expected to have a high chemical resistance.Therefore, the purpose of this study is to identify the improved chemical resistance, such as low permeability and low ion diffusivity, of the polymermodified cement as a solidification agent for the radwaste. First, polymer-modified cement specimens by latex modification were prepared according to the polymer content from 0 % to 30 % to select the optimized polymer content. At those specimens, the water-to-cement (W/C) ratio was maintained to 33 % and 50 % respectively. After the much curing time, the structural integrity of specimens was evaluated through the compressive strength test and the porosity evaluation by the water immersion method. From the results, 10 % of the polymer content at 33 % of the W/C ratio was shown to have the most improved quality. Finally, the leaching test referredfrom ANS 16.1 for the specimens having the most improved quality was conducted. Dedicated specimens for the leaching test were then mixed with radioisotopes of Co-60 and Cs-137 at the specimen preparation.

본 논문은 극저준위폐기물 관리에 관한 중국의 정책과 규정들을 소개하고 있다. 오래된 시설의 중요한 해체 및 부지복구 프로그램에 주어진 바와 같이, 극저준위폐기물의 처분을 위한 새로운 시설의 필요성이 대두되고 있다. 여러가지 일반적인 설계원리들은 다중방벽에 의해 폐기물을 격리시키는 중저준위폐기물 처분시설과 같다. 콘크리트 방벽을 사용하는 것 대신에 벤토나이트 또는 고밀도 폴리에틸렌 멤브레인을 사용하는 것 외에 통상적으로 처분시설의 설계는 위해폐기물 처분시설의 설계와 같다. 극저준위폐기물 처분시설 2개소의 공학적 설계가 소개되었다.

This paper introduces the policy and regulations on very low level waste (VLLW) management in China. Given the important decommissioning and site restoration program of the old facility, it is considered necessary to create a new disposal facility dedicated to VLLW. Many general design principles are in common with to the disposal facility for low and intermediate level waste (LILW), namely the isolation of the waste by means of a multibarrier system, but using bentonite and/or high density polyethylene membranes instead of the generalized use of concrete barriers. The design of the facility is consistent with the design of disposal facilities for hazardous waste. The engineering design of two VLLW disposal facilities is introduced.

염분분위기에서의 부식은 사용후핵연료의 중간저장 기간 동안 304 스테인레스 강재 건식저장용기의 주 열 화기구들 중 하나다. 본 연구에서는 감소정도가 서로 다른 냉연 304 스테인레스 강 시편들에 0.5wt.%의 염화 나트륨 연무를 분사시키면서 느린 변형속도시험(SSRT)과 중성염 분사시험(NSS)을 85℃와 200℃에서 수행하 였다. 85℃에서 2000 시간 동안 시험한 NSS시편의 무게 변화는 200℃에서 시험한 시편의 무게 변화와 크게 달 랐다. NSS 시편의 85℃에서 무게 감량은 미미하였지만, 냉연 감소율이 증가함에 따라서 무게 변화는 점진적으 로 감소하였다. 85℃와 200℃에서 그리고 염분분사 환경에서 가볍게 냉연 가공된 시편의 SSRT 시험으로부터얻은 항복강도와 극한 인장응력의 값은 공기 중의 값보다 약간 낮았다. 그러나 염분 분위기에서 부식으로 인 한 20% 감소 냉연시편의 강도는 더 이상 변화하지 않았다. 예비결과는 냉연 304 스테인레스 강의 질과 성능이 건식저장용기의 제작을 위한 조건에 맞는다는 것을 증명하였다. 그러나 냉연 스테인레스 강의 장기적인 성능 을 더 잘 이해하기 위해서는 염분분위기에서 이 재질의 부식거동에 관한 더 많은 연구가 필요하다.

Saline corrosion is one of the major degradation mechanisms for stainless steel type 304 (SS304) dry storage cask during the spent fuel interim storage period. Slow strain rate test (SSRT) and neutral salt spray test (NSS) were performed at 85°C and 200°C with 0.5 wt% sodium chloride mist sprayed on the cold-rolled SS304 specimens of different degrees of reduction in this study. The weight changes of the NSS specimens tested at 85°C for 2000 hours differed greatly from those at 200°C. The weight loss of NSS specimens was not significant at 85°C but the weight gain decreased gradually with increasing the cold-rolled reduction. The yield strength (YS) and ultimate tensile stress (UTS) values obtained from the SSRT tests for lightly cold-rolled specimens in the salt spray environment at 85°C and 200°C are slightly lower than in air. But for those with 20% reductions, the specimen strengths were no longer changed by the saline corrosion. The preliminary results demonstrated that the quality and performance of cold-rolled SS304 is acceptable for fabrication of dry storage casks. However, more work on the corrosion behavior of cold-rolled stainless steel in the saline atmosphere is needed to better understand its long-term performance

중저준위 방사성폐기물 처분장의 안전성 평가를 위하여 지하 사일로와 그 주변의 굴착손상영역 (EDZ) 및 단열암반을 고려한 지하수유동해석과 핵종이동해석의 통합모델을 개발하였다. 사일로를 다중방벽개념으로 고려하여 사일로를 구성하는 3개의 특성지역 (waste, buffer, concrete)으로 구분하여 해석하였고, EDZ는 사 일로 주변과 건설운영 터널 주변의 손상영역을 고려하였다. 단열암반의 불균일성은 분리단열 (discrete fractures)로 부터 해석된 불균일한 지하수 유속계로 도출하였고, 그 결과를 핵종의 이동경로를 모사하는데 사 용하였다. 현 모델은 핵종누출에 따른 사일로 배치의 최적화와 안전성의 정량화를 도출하는데 사용가능하다

An integrated model for groundwater flow and radionuclide transport analyses is being developed incorporating six underground silos, an excavated damaged zone (EDZ), and fractured host rock. The model considers each silo as an engineered barrier system (EBS) consisting of a waste zone comprising waste packages and disposal container, a buffer zone, and a concrete lining zone. The EDZ is the disturbed zone adjacent to silos and construction & operation tunnels. The heterogeneity of the fractured rock is represented by a heterogeneous flow field, evaluated from discrete fractures in the fractured host rock. Radionuclide migration through the EBS in silos and the fractured host rock is simulated on the established heterogeneous flow field. The current model enables the optimization of silo design and the quantification of the safety margin in terms of radionuclide release.

해체의 최종단계는 대상 부지 및 건물을 규제로부터 제외하는 것이다. MARSSIM은 부지를 개방하기 위한 최종현황조사를 수행함에 있어 요구되는 자료의 수집 등의 다양한 요건을 만족키기 위한 총괄적인 지침을 제 공한다. 연구로 해체 후 부지 및 건물의 최종현황조사를 위해 MARSSIM에서 제시하고 있는 방법을 적용하였 다. 연구로 부지의 특성을 반영한 개방기준을 도출하기 위해 RESRAD 및 RESRAD-Build 전산코드를 이용하여 부지 및 건물에 대해서 계산하였다. 부지 및 건물의 조사설계(Survey Design)를 위해서 잠재적 오염도 및 측정 결과를 활용하여 조사구역을 구분하였고, 개략조사 및 특성조사를 통해 수집된 다양한 결과에 기초하여 통계 학적 검사를 통해 조사구역 별로 요구되는 시료의 수를 산정하게 된다. 측정된 결과에 기초하여 연구로 최종 현황조사는 개방기준에 만족하는 것으로 평가되었다.

The release of a site and building from regulatory control is the final stage of the decommissioning process. The MARSSIM (Multi-Agency Radiation Survey and Site Investigation Manual) provides overall framework for conducting data collection for a final status survey to demonstrate compliance with site closure requirements. The KAERI carried out establishing a final status survey by using the guidance provided in the MARSSIM for of a site and building of the Korea Research Reactor. The release criteria for a site and building were set up based on these results of the site specific release levels which were calculated by using RESRAD and RESRAD-Build codes. The survey design for a site and building was classified by using the survey dataset and potential contamination. The number of samples in each survey unit was calculated by through a statistical test using the collected data from a scoping and characterization survey. The results of the final status survey were satisfied the release criteria based on an evaluation of the measured data.

원자력발전소에서 나온 사용후핵연료 건식저장시스템의 안전한 운영과 유지는 기본적으로 적절하게 선택 된 설계기준에 좌우된다. 저장시스템의 가장 중요한 설계목표는 저장된 사용후핵연료로부터 작업자의 안전과 대중에게 과도한 위험이 없이 보관, 취급, 수납 및 감시할 수 있는 신뢰를 제공하는 것이다. 이러한 목표를 달성하려면, 시스템의 설계, 사용후핵연료로부터의 잔류 열을 제거하고 방사선 차폐를 제공함과 동시에 설계 기 준에 지정된 시스템의 수명동안 격납을 유지하기 위한 기능을 포함한다. 운영 중 발생가능한 설계사항은 설 계 기준에 반영되어야 한다. 본 논문에서는 건식저장시스템의 일반적인 성능 요구 사항을 소개하였다. 저장시 스템은 인허가를 위한 규제 요구 사항과 연관하여 사용후핵연료를 저장할 수 있도록 설계된다. 여기서 최대연 소도의 증가는 냉각기간과 맞물려 가감할 수 있다. 이때 열부하와 방사능의 크기가 최대 설계기준 연소도의 기준을 설정하는 주요한 인자가 된다. 이외에 건식저장시스템의 설계기준사고와 다른 분야 즉 기계 및 구조 그리고 차폐 및 방사선적인 요구사항들의 종류가 기술되었다.

Safe operation and maintenance of engineered dry storage systems for spent fuel from nuclear power plants basically depends on adequately adopted design requirements. The most important design target of the system are those which provide the necessary assurances that spent fuel can be received, handled, stored and retrieved without undue risk to health and safety of workers and the public. To achieve these objectives, the design of the system incorporates features to remove spent fuel residual heat, to provide for radiation protection, and to maintain containment over the lifespan of the system as specified in the design specifications. The features also provide for all possible anticipated operational occurrences and design basis events in accordance with the design basis as guided by the designated regulations. The general performance requirements of a projected storage system are introduced in this paper. The storage system is designed to store fuel assemblies in associated with designated regulatory requirements. Small increases/decreases in maximum burnup can be adjusted with cooling time. These variations are compensated for by a corresponding small site-specific increase/decrease in the design basis-cooling period, as long as the maximum heat load and radioactivity of loaded fuel assemblies are met. Generic design basis events considered for the storage system are summarized. Shielding and radiological requirements along with mechanical and structural are derived in this study.