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지하처분환경 핵종거동 평가를 위한 암석, 지하수, 완충재의 지구화학 특성 조사
김낙규(Nak Kyu Kim),이재광(Jae-Kwang Lee),정수림(Soolim Jung),권은혜(Eunhye Kwon),권장순(Jang-Soon Kwon) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
대부분의 선진국들은 고준위방사성폐기물 또는 사용후핵연료를 인간과 환경에 미치는 영향을 억제하기 위해 지하 수백 미터 암반층에 처분하는 개념을 선택하고 있다. 심층처분시설이 폐쇄되면 장시간에 걸쳐 필연적으로 암반에 흐르는 지하수가 처분시설 내로 침투할 수 있으므로, 수만년 시간 동안 지하수에 의해 방사성 핵종이 유출되는 시나리오를 필수적으로 고려해야 한다. 이러한 상황을 고려하여 방사성핵종이 처분된 폐기물로부터 지하수에 의해 유출되어 외부로 이동하는 것을 저지하기 위해 처분공 및 처분터널에 완충재를 사용하게 되며, 최종적으로 지하 암반이 방사성핵종의 유출을 지연 및 저지하는 역할을 하게 된다. 처분환경 내 완충재와 암석, 그리고 지하수는 핵종 거동 특성과 밀접한 연관이 있으며, 이들의 지화학적 특성은 핵종 거동 평가에 필요한 중요한 요소이다. 그러므로 심층처분환경에서 수착과 확산에 의한 핵종의 이동과 지연 현상을 연구 및 평가하기 위해서는 매질체인 완충재와 암석, 핵종의 이동을 유발하는 지하수의 지구화학적 특성을 우선적으로 이해하고 있어야 한다. 한국원자력연구원 지하처분연구시설(KURT, KAERI Underground Research Tunnel)은 심층처분환경을 모사하기 위해 건설한 연구 시설이다. KURT는 고원생대 편마암을 관입한 중생대 화강암체 내에 건설되어 있으며 화강암 내 단열을 따라 산화성 및 환원성 지하수의 흐름이 관측되었다. 이번 예비조사에서는 KURT 부지 내 화강암과 지하수의 지구화학적 특성을 조사하였으며, 이와 더불어 심층처분시설의 완충재로 고려되고 있는 경주 Ca-벤토나이트(KJ-II)의 지구화학적 특성을 조사하여 요약하였다. 이들 심층처분환경 구성요소들의 지구화학적 특성은 향후 핵종 거동 평가에서 신뢰성 있는 결과를 도출하기 위한 기초자료로 활용할 계획이다.