중·저준위 방사성폐기물 처분시설 폐쇄후 기체이동

• 영문명: Gas Migration in Low- and Intermediate-Level Waste (LILW) Disposal Facility in Korea
• 발행기관: 한국방사성폐기물학회
• 저자명: 하재철 이정환 정해룡 김주엽 김주열
• 간행물 정보: 『Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology (JNFCWT)』Vol.12 No.4, 267~274쪽, 전체 8쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2014.12.30

국문 초록

본 연구에서는 중·저준위방사성폐기물 처분시설(이하 처분시설)에서 발생하는 기체의 이동현상을 예측하기 위한 2차원 수치 모델링을 수행하였다. 또한, 기체 이동 모델링에서 주요 입력변수로 적용되는 사일로 콘크리트의 기체침투압(gas entrypressure)와 기체 투과도(gas permeability)를 실측하여, 모델링 입력변수로 적용하였다. 사일로 콘크리트의 기체침투압(gasentry pressure)와 기체 투과도(gas permeability)는 각각 0.97±0.15 bar 및 2.44×10-17 m2로 측정되었다. 기체 이동 모델링결과, 사일로 내부에서 발생하는 수소 기체는 기상으로 이동하지 않고 지하수에 용해되어 지하수와 함께 생태계로 이동하는것을 알 수 있다. 또한, 폐쇄 후 약 1,000 년 후 부터 사일로 상부부터 수소기체 밀도가 증가하기 시작하는 것으로 예측되었다. 따라서, 사일로 내부에서 발생된 기체는 기상으로 사일로 내부에 축적되지 않으며, 이로 인해 사일로 콘크리트의 내구성에 영향을 미치지 않을 것으로 판단된다.

영문 초록

The first Low- and Intermediate-Level Waste (LILW) disposal facility with 6 silos has been constructed in granite hostrock saturated with groundwater in Korea. A two-dimensional numerical modeling on gas migration was carried out usingTOUGH2 with EOS5 module in the disposal facility. Laboratory-scale experiments were also performed to measure theimportant properties of silo concrete related with gas migration. The gas entry pressure and relative gas permeability of theconcrete was determined to be 0.97±0.15 bar and 2.44×10-17 m2, respectively. The results of the numerical modeling showedthat hydrogen gas generated from radioactive wastes was dissolved in groundwater and migrated to biosphere as an aqueousphase. Only a small portion of hydrogen appeared as a gas phase after 1,000 years of gas generation. The results stronglysuggested that hydrogen gas does not accumulate inside the disposal facility as a gas phase. Therefore, it is expected thatthere would be no harmful effects on the integrity of the silo concrete due to gas generation.

키워드

중저준위방사성폐기물 처분시설 기체이동 사일로 콘크리트 기체침투압 기체투과도 Low- and intermediate-level radioactive waste disposal facility Gas migration Silo concrete Gas entry pressure Gas permeability