Three-dimensional numerical simulation of groundwater flow and salt and radionuclide transport at a low and intermediate level radioactive waste disposal site in Gyeongju, Korea

오찬성; 김준모

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자료유형: 학술저널

저자정보: 오찬성 (서울대학교) 김준모 (서울대학교)

저널정보: 대한지질학회 지질학회지 지질학회지 제44권 제4호(통권 제177호)

발행연도: 2008.8

수록면: 489 - 505 (17page)

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중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처분을 위해 제안된 부지에서의 지하수 유동과 염분 및 방사성 핵종 이동을 예측하고 분석하기 위하여 범용 다차원 다성분 수리동역학적 분산 수치 모델인 COFAT3D를 이용한 일련의 삼차원 수치 모델링이 수행되었다. 제안된 부지는 한국 남동 해안에 위치하며, 수리지질학적으로 여러 개의 단열대들에 의해 절개되어진 일련의 이방성 지층 (암체)들로 구성되어 있다. 그리고 각각의 이방성 암체는 다공질 암석기질과 몇 개의 절리군들로 구성되어 있어서 전체적으로 파쇄다공질 지질 매체로 작용한다. 먼저 제안된 처분장의 건설 이전의 지하수 유동과 염분 이동을 분석하기 위하여 일련의 정상 상태 수치 모델링이 수행되었으며, 그 결과는 지하수면의 현장 관측 값에 대해서 합리적으로 잘 보정되고 유효화되었다. 보정 이후에는 제안된 처분장이 건설되고 운영되는 동안과 폐쇄 후의 지하수 유동과 염분 및 방사성 핵종 이동을 예측하고 분석하기 위하여 제안된 처분장으로부터의 방사성 핵종 누출을 가정하면서 일련의 비정상 상태 수치 모델링이 수행되었다. 정상 상태 수치 모델링 결과는 각각의 이방성 지층 (다공질 암석 기질+절리군들)의 수리지질학적 특성이 다공질 암석 기질보다는 절리군들에 의해 더 좌우됨을 보여준다. 또한 정상 상태 및 비정상 상태 수치 모델링 결과는 전체 지질 시스템 (지층들+단열대들)의 수리지질학적 특성이 지층들보다는 단열대들에 의해 더 통제됨을 보여준다. 한편 제안된 처분장의 폐쇄 후에 대한 비정상 상태 수치 모델링 결과는 방사성 핵종의 흡착 (지연)과 붕괴 모두 자연 방벽으로서의 주변 지층들의 효율을 최대화하고 따라서 제안된 처분장으로부터의 모핵종과 자핵종의 분산을 최소화하는 데 중요한 역할을 함을 보여준다.

A series of three-dimensional numerical simulations using a generalized multidimensional multicomponent hydrodynamic dispersion numerical model COFAT3D is performed to predict and analyze groundwater flow and both salt and radionuclide transport at a proposed site for low and intermediate level radioactive waste disposal. The proposed site is located on the southeastern coast in Korea, and it is hydrogeologically composed of a series of anisotropic geologic formations (rock masses) dissected by several fracture zones. Each anisotropic rock mass then consists of a porous rock matrix and joint sets acting as a fractured porous medium. A series of steady-state numerical simulations is performed first to analyze groundwater flow and salt transport before the construction of the proposed repository, and its results are calibrated and validated reasonably well with respect to field measurements of water table. A series of transient-state numerical simulations is then performed to predict and analyze groundwater flow and both salt and radionuclide transport during the construction and operation and after the closure of the proposed repository assuming the leakage of radionuclides from it. The results of the steady-state numerical simulations show that the hydrogeological characteristics of each anisotropic geologic formation (porous rock matrix plus joint sets) are more dependent on the joint sets than the porous rock matrix. The results of the steady-state and transient-state numerical simulations also show that the hydrogeological characteristics of the whole geologic system (geologic formations plus fracture zones) are even more controlled by the fracture zones than the geologic formations. On the other hand, the results of the transient-state numerical simulations after the closure of the proposed repository show that both adsorption (retardation) and radioactive decay of the radionuclides play important roles in maximizing the efficiency of the surrounding geologic formations as natural barriers and thus in minimizing the dispersion of the mother and daughter radionuclides from the proposed repository.

#중ㆍ저준위 방사성 폐기물 처분 #지하수 유동 #염분 이동 #방사성 핵종 이동 #이송 #수리동역학적 분산 #수치 모의 #low and intermediate level radioactive waste disposal #groundwater flow #salt transport #radionuclide transport #advection #hydrodynamic dispersion #numerical simulation

참고문헌 (44)

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1. [학술대회논문] - 박주완 / 2005 / 중저준위 방사성폐기물 포장용기의 파손모델 비교연구 / 한국방사성폐기물학회 춘계학술발표회 논문집 : 295 ~ 296

2. [학술대회논문] - 박진백 / 2005 / 장반감기 중저준위 방사성폐기물의 국외 처분동향과 처분방안 / 한국방사성폐기물학회 추계학술발표회 논문집 : 143 ~ 152

3. [학술지(정기간행물)] - 이찬구 / 2001 / 중·저준위 방사성폐기물 천층처분을 위한 처분덮개의 성능실증 시험시설 개념설계 / 지질공학 11 : 245 ~ 254

4. [학술지(정기간행물)] - 원자력발전기술원 / 2007 / 사일로별 핵종 누출율 시나리오. personal communication

5. [기타자료] - 월성원자력본부 기상관측소 / 2007 / 월별 강수량 현황. personal communication

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