국외 심지층 처분장 부지선정기준 분석 (I) : 지질

정해룡,김현주,김민정,정재열,정의영,이은용,Jung, Haeryong,Kim, Hyun-Joo,Kim, Min Jung,Cheong, Jae-Yeol,Jeong, Yi-Yeong,Lee, Eun Yong 한국방사성폐기물학회 2012 방사성폐기물학회지 Vol.10 No.4

본 연구에서는 심지층 처분장 부지선정 시에 고려되는 요소를 지질, 수리지질, 지화학 등으로 분류하고 그 첫 번째 단계로 지질분야의 세부 항목을 지형, 토양층, 암종, 구조지질, 역학적 안정성, 지질학적사건으로 분류하였으며, 이들 항목에 대한 국외 기준분석을 수행하였다. 부지선정요소(Siting factor)에 대한 기준(Criteria)은 각 국가의 처한 지질환경에 따라 다른 조건 혹은 값을 제시하고 있다. 화산 및 지진활동이 빈번한 일본에서는 이에 대한 기준을 상대적으로 자세히 기술하고 있으며, 빙하작용이 예상되는 스웨덴에서는 빙하작용에 의한 지반 융기 침식에 대한 영향을 상세히 분석하였다. 따라서, 본 논문 결과는 향후 국내의 심지층 처분장 부지선정 기준 수립시에 중요한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Geology, hydrogeology, and geochemistry are the main technical siting factors of a geological repository for spent nuclear fuels. This paper focused on how rock's different geological conditions, such as topography, soils, rock types, structural geology, and geological events, influence the functions of the geological repository. In the context, the site selection criteria of various countries were analyzed with respect to the geological conditions. Each country established the criteria based on its important geological backgrounds. For example, it was necessary for Sweden to take into account the effect of ice age on the land uplift and sea level change, whereas Japan defined seismic activity and volcanism as the main siting factors of the geological repository. Therefore, the results of the paper seems to be helpful in preparing the siting criteria of geological repository in Korea.

국외 심지층 처분장 부지선정기준 분석 (II) : 수리지질

정해룡,김현주,정재열,이은용,윤정현,Jung, Haeryong,Kim, Hyun-Joo,Cheong, Jae-Yeol,Lee, Eun Yong,Yoon, Jeong Hyoun 한국방사성폐기물학회 2013 방사성폐기물학회지 Vol.11 No.3

본 연구에서는 심지층 처분장 부지선정 시에 고려되는 요소를 지질, 수리지질, 지화학 등으로 분류하고 그 두 번째 단계로 수리지질분야의 세부 항목을 투수성, 분배 확산계수, 경계조건, 지하수 연대로 분류하였다. 그리고 이들 항목에 대한 국외 기준분석을 수행하였다. 부지선정요소(Siting factor)에 대한 기준(Criteria)은 각 국가의 지질환경, 지질정보 및 사회환경에 따라 다른 조건 혹은 값을 제시하고 있다. 일 예로, 유사한 특성의 결정질 암반을 기반암으로 하는 스웨덴, 핀란드에서도 투수성에 대한 기준을 각기 다르게 적용하고 있다. 스웨덴에서는 수리전도도의 기준을 부지선정 <단계 3>에서 $10^{-8}m/s$ 이하로 설정하고 있지만, 핀란드에서는 암반의 투수성에 대한 신뢰성 있는 자료가 많이 확보되지 않아 투수성을 부지선정 기준으로 적용하지 않고 있다. 또한, 분배계수에 대한 기준에서도 스웨덴에서는 평균 값의 100배 이하인 지역을 배제하지만, 독일에서는 $0.001m^3/kg$의 정량화 된 값을 제시하고 있다. 따라서, 수리지질 요소에 대한 심지층 처분장 부지선정 기준을 명확히 설정하기 위해서는 국내 기반암의 심부환경에 대한 많은 정보를 확보하여야 할 것으로 판단된다.

사용후핵연료 처분시설 해외 부지선정 사례 및 국내 기술개발 현황

정해룡(Haeryong Jung),이정환(Jeong-Hwan Lee) 대한지질학회 2015 대한지질학회 학술대회 Vol.2015 No.10

시계열분석과 요인분석에 의한 결정질 암반의 지하수 유동 평가

이정환,정해룡,윤시태,김지연,조성일,Lee, Jeong-Hwan,Jung, Haeryong,Yun, Si-Tae,Kim, Jee-Yeon,Cho, Sung-Il 한국지하수토양환경학회 2014 지하수토양환경 Vol.19 No.4

This study evaluated the pattern of groundwater fluctuation in cyrstalline rock using time series and factor analyses. From the results, groundwater level for the 18 wells was classified into 4 types reflecting the hydrogeological properties and rainfall event. Type 1 (DB1-5, DB1-6, DB2-2, KB-10, KB-13) was significantly influenced by groundwater flow through water-conducting features, whereas type 2 (DB1-3, DB1-7, KB-1~KB-3, KB-7, KB-11, KB-14, KB-15) was affected by minor fracture network as well as rainfall event. Type 3 (DB1-1, DB1-2) was mainly influenced by surface infiltration of rainfall event. Type 4 (DB1-8, KB-9) was reflected by the irregular variation of groundwater level caused by anisotropy and heterogeneity of crystalline rock.

방사성폐기물 처분을 위한 결정질 기반암의 지하수 수질 평가

이정환,정해룡,정재열,박주완,윤시태,Lee, Jeong-Hwan,Jung, Haeryong,Cheong, Jae-Yeol,Park, Joo-Wan,Yun, Si-Tae 한국방사성폐기물학회 2014 방사성폐기물학회지 Vol.12 No.4

본 연구에서는 결정질 기반암에 위치하는 12개 시추공의 지하수 수질을 분석하여, 다변량 통계 분석법을 활용하여 지하수 수질 진화 특성 및 성분 기원을 평가하였다. 지하수 수질 유형은 Na(Ca)-$HCO_3$형과 Ca-$HCO_3$형이 가장 우세하여, 물-암석 반응에 의한 직접적인 양이온 교환 반응($Ca^{2+}{\rightarrow}Na^+$)을 지시하며, 현장 지하수 특성과 실내 지하수 분석 결과에 기초한 연구지역의 지하수 수질 진화는 초기 내지 중간 정도의 단계를 지시하는 것으로 사료된다. 다변량 분석 결과, 인위적인 기원인 $NO_3{^-}$와 다른 성분들 간의 상관성을 살펴보면, $Na^+$, $Cl^-$와 양의 상관성을 나타난다. 염무의 기원인 $Cl^-$와는 $Na^+$, $SO{_4}^{2-}$, $Mg^{2+}$, $K^+$와 양의 상관성을 나타낸다. 그러나 다른 성분들($Ca^{2+}$, $Fe^{2+}$, $HCO_3{^-}$, $F^-$, $SiO_2$)과는 상관성이 나타나지 않는다. $Cl^-$ 농도가 일반적인 지하수 수질 범위에 포함되고 $NO_3{^-}$ 농도는 먹는물 수질기준치 이하로서 농도가 매우 낮으며, 대부분의 광물에 대해서 지하수 화학성분들은 불포화상태를 지시한다. 따라서, 연구지역의 수질 성분들은 대부분 물-암석 반응을 통한 자연적인 기원을 지시하고 부분적으로는 자연적인 염무와 농업과 관련된 인위적인 오염으로부터 기인된다. This study evaluated the evolution stage and origin of chemical components of 12 boreholes at crystalline bedrock using multivariate statistical and groundwater quality analyses. Groundwater types are mostly belonged to Na(Ca)-$HCO_3$ and Ca-$HCO_3$ types, indicating that directly reaction of cation exchange ($Ca^{2+}{\rightarrow}Na^+$) prevailed. The degree of groundwater evolution is included the range from low to intermediate stage based on field and laboratory analytical conditions. As a result of multivariate statistical analysis, a typical indicator of groundwater contamination, $NO_3$-, has the positive correlation with $Na^+$ and $Cl^-$. The origin of sea spary ($Cl^-$) has the positive correlation with $Na^+$, $SO{_4}^{2-}$, $Mg^{2+}$, and $K^+$, while not correlation with $Ca^{2+}$, $Fe^{2+}$, $HCO_3{^-}$, $F^-$, and $SiO_2$. The concentration of $Cl^-$ and $NO_3{^-}$ belongs to general quality of groundwater and not exceeds over the Korean standard for drinking water. And the negative values of saturation index of minerals are calculated with chemical components in groundwater. Therefore, most of chemical components of groundwater in the study area are originated from natural process between rock and groundwater, whereas some of components are derived from sea spary and anthropogenic sources related to agricultural activities.

시계열분석을 이용한 결정질암 지역의 지하수위 변동 평가

이정환,정해룡,이은용,김수정,Lee, Jeong-Hwan,Jung, Haeryong,Lee, Eunyong,Kim, Sujeong 한국방사성폐기물학회 2013 방사성폐기물학회지 Vol.11 No.3

This study is characterized the groundwater flow pattern near crystalline site of Yangbook-Myeon, Gyeong-ju City, South Korea. From the time series analyses, groundwater level could be classified into 4 types reflecting the hydrogeological characteristics and rainfall pattern. The type I (DB1-1, DB1-2) may be directly influenced by rainfall pattern. The type II (DB1-3, DB1-7, KB-1, KB-2, KB-3, KB-7, KB-14, KB-15) may be influenced by rainfall event as well as groundwater flow through water-conducting features. The type III (DB-5, DB1-6, DB2-2, KB-10, KB-11, KB-13) may be predominantly happens in the crystaline rock mass, groundwater in this type flows through the minor fracture networks rather than direct effect of rainfall event. The type IV (DB1-8, KB-9) may be influenced by irregular variation of the groundwater level due to anisotropy and heterogeneity of crystalline rock.

결정질 암종별 수리지질학적 특성 분석

이정환(Jeong-Hwan Lee),윤시태(Si-Tae Yun),정해룡(Haeryong Jung),윤정현(Jeong-Hyoun Yoon),정재열(Jae-Yeol Cheong) 대한지질학회 2013 대한지질학회 학술대회 Vol.2013 No.10

중·저준위 방사성폐기물 처분시설 폐쇄후 기체이동

하재철,이정환,정해룡,김주엽,김주열,Ha, Jaechul,Lee, Jeong-Hwan,Jung, Haeryong,Kim, Juyub,Kim, Juyoul 한국방사성폐기물학회 2014 방사성폐기물학회지 Vol.12 No.4

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 entry pressure)와 기체 투과도(gas permeability)를 실측하여, 모델링 입력변수로 적용하였다. 사일로 콘크리트의 기체침투압(gas entry pressure)와 기체 투과도(gas permeability)는 각각 $0.97{\pm}0.15bar$ 및 $2.44{\times}10^{-17}m^2$로 측정되었다. 기체 이동 모델링 결과, 사일로 내부에서 발생하는 수소 기체는 기상으로 이동하지 않고 지하수에 용해되어 지하수와 함께 생태계로 이동하는 것을 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. The first Low- and Intermediate-Level Waste (LILW) disposal facility with 6 silos has been constructed in granite host rock saturated with groundwater in Korea. A two-dimensional numerical modeling on gas migration was carried out using TOUGH2 with EOS5 module in the disposal facility. Laboratory-scale experiments were also performed to measure the important properties of silo concrete related with gas migration. The gas entry pressure and relative gas permeability of the concrete was determined to be $0.97{\pm}0.15bar$ and $2.44{\times}10^{-17}m^2$, respectively. The results of the numerical modeling showed that hydrogen gas generated from radioactive wastes was dissolved in groundwater and migrated to biosphere as an aqueous phase. Only a small portion of hydrogen appeared as a gas phase after 1,000 years of gas generation. The results strongly suggested that hydrogen gas does not accumulate inside the disposal facility as a gas phase. Therefore, it is expected that there would be no harmful effects on the integrity of the silo concrete due to gas generation.

UHF대역의 RFID태그를 이용한 회전초밥 자동계산시스템

엄용호(Yongho Lim),정해룡(Haeryong Jeong),석주완(Juwan Seok),정유정(Youchung Chung) 한국통신학회 2013 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.11

주성분 분석을 이용한 해안지역 결정질 기반암 지하수의 수리지구화학적 평가

이정환,윤정현,정재열,정해룡,김수진,Lee, Jeong-Hwan,Yoon, Jeong Hyoun,Cheong, Jae-Yeol,Jung, Haeryong,Kim, Soo-Gin 한국지하수토양환경학회 2017 지하수토양환경 Vol.22 No.3

In this study, the evolution and origin of major dissolved constituents of crystalline bedrock groundwater in a coastal area were evaluated using multivariate statistical and groundwater quality analyses. The groundwater types mostly belonged to the $Na(Ca)-HCO_3$ and $Ca-HCO_3$ types, indicating the effect of cation exchange. Stable isotopes of water showed two areas divided by first and secondary evaporative effects, indicating a pattern of rapid hydrological cycling. Saturation indices of minerals showed undersaturation states. Thus, the degree of evolution of groundwater is suggested as in the low to intermediate stage, based on field and laboratory analytical conditions. According to the principal component analysis (PCA) results, the chemical components of EC, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $K^+$, $HCO_3{^-}$, $SO{_4}^{2-}$ (PCA 1), $F^-$ (PCA 3), $SiO_2$ (PCA 4), and $Fe^{2+}$ (PCA 5) are derived from various water-rock interactions. However, $NO_3{^-}$, $Na^+$, and $Cl^-$ (PCA 2) represented the chemical characteristics of both anthropogenic sources and natural sea spray.