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중•저준위 방사성폐기물 천층처분시설 근계영역의 2차원 통합성능평가 모델 개발
방제헌,박주완,정강일 한국방사성폐기물학회 2014 방사성폐기물학회지 Vol.12 No.4
월성원자력환경센터 중저준위방사성폐기물 처분시설은 서로 다른 방식의 처분시설이 혼재하고, 월성 원자력발전소와도 인 접해있다. 이와 같은 높은 복잡성으로 인해 처분시설 안전성 평가 시 보다 면밀한 현상이해가 필요하다. 기존 1단계 사일로 처분시설의 성능평가모델들에 포함된 불필요한 보수성을 줄이고 복합처분시설에 대한 보다 실제적인 성능을 파악하기 위해 서는 다차원 수리/핵종이동 모델이 필요하다. 이와 함께 향후 복합처분시스템의 특성에 기인한 다양한 불확실성을 관리하 고 파라미터의 중요도를 분석하기 위해 많은 계산이 필요할 것으로 예상하며, 이를 위해 보다 효율적인 성능평가 모델이 요 구된다. 본 논문에서는 두 요건을 충족시키기 위해 수리성능 모델과 핵종이동 모델을 연계한 2단계 천층처분시설의 근계영 역 2차원 통합성능평가 모델을 개발하였다. 수리 및 핵종이동은 PORFLOW와 GoldSim 전산 코드를 이용해 평가하였으며, GoldSim 핵종이동 모델은 PORFLOW 핵종이동 모델과의 벤치마크를 통해 검증하였다. GoldSim 모델은 계산효율이 뛰어났 으며 기존의 모델에 비해 핵종이동거동을 이해하는데 용이하였다. Wolsong Low- and Intermediate-level radioactive waste (LILW) disposal center has two different types of disposal facilities and interacts with the neighboring Wolsong nuclear power plant. These situations impose a high level of complexity which requires in-depth understanding of phenomena in the safety assessment of the disposal facility. In this context, multidimensional radionuclide transport model and hydraulic performance assessment model should be developed to identify more realistic performance of the complex system and reduce unnecessary conservatism in the conventional performance assessment models developed for the 1st stage underground disposal. In addition, the advanced performance assessment model is required to calculate many cases to treat uncertainties or study parameter importance. To fulfill the requirements, this study introduces the development of two-dimensional integrated near-field performance assessment model combining near-field hydraulic performance assessment model and radionuclide transport model for the 2nd stage near-surface disposal. The hydraulic and radionuclide transport behaviors were evaluated by PORFLOW and GoldSim. GoldSim radionuclide transport model was verified through benchmark calculations with PORFLOW radionuclide transport model. GoldSim model was shown to be computationally efficient and provided the better understanding of the radionuclide transport behavior than conventional model.
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방제헌,박주완,정강일,Bang, Je Heon,Park, Joo-Wan,Jung, Kang Il Korean Radioactive Waste Society 2014 방사성폐기물학회지 Vol.12 No.4
월성원자력환경센터 중저준위방사성폐기물 처분시설은 서로 다른 방식의 처분시설이 혼재하고, 월성 원자력발전소와도 인접해있다. 이와 같은 높은 복잡성으로 인해 처분시설 안전성 평가 시 보다 면밀한 현상이해가 필요하다. 기존 1단계 사일로 처분시설의 성능평가모델들에 포함된 불필요한 보수성을 줄이고 복합처분시설에 대한 보다 실제적인 성능을 파악하기 위해서는 다차원 수리/핵종이동 모델이 필요하다. 이와 함께 향후 복합처분시스템의 특성에 기인한 다양한 불확실성을 관리하고 파라미터의 중요도를 분석하기 위해 많은 계산이 필요할 것으로 예상하며, 이를 위해 보다 효율적인 성능평가 모델이 요구된다. 본 논문에서는 두 요건을 충족시키기 위해 수리성능 모델과 핵종이동 모델을 연계한 2단계 천층처분시설의 근계영역 2차원 통합성능평가 모델을 개발하였다. 수리 및 핵종이동은 PORFLOW와 GoldSim 전산 코드를 이용해 평가하였으며, GoldSim 핵종이동 모델은 PORFLOW 핵종이동 모델과의 벤치마크를 통해 검증하였다. GoldSim 모델은 계산효율이 뛰어났으며 기존의 모델에 비해 핵종이동거동을 이해하는데 용이하였다. Wolsong Low- and Intermediate-level radioactive waste (LILW) disposal center has two different types of disposal facilities and interacts with the neighboring Wolsong nuclear power plant. These situations impose a high level of complexity which requires in-depth understanding of phenomena in the safety assessment of the disposal facility. In this context, multidimensional radionuclide transport model and hydraulic performance assessment model should be developed to identify more realistic performance of the complex system and reduce unnecessary conservatism in the conventional performance assessment models developed for the $1^{st}$ stage underground disposal. In addition, the advanced performance assessment model is required to calculate many cases to treat uncertainties or study parameter importance. To fulfill the requirements, this study introduces the development of two-dimensional integrated near-field performance assessment model combining near-field hydraulic performance assessment model and radionuclide transport model for the $2^{nd}$ stage near-surface disposal. The hydraulic and radionuclide transport behaviors were evaluated by PORFLOW and GoldSim. GoldSim radionuclide transport model was verified through benchmark calculations with PORFLOW radionuclide transport model. GoldSim model was shown to be computationally efficient and provided the better understanding of the radionuclide transport behavior than conventional model.
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월성원자력환경관리센터 폐쇄 후 안전평가 컴퓨터프로그램의 콘크리트열화현상에 대한 상호비교
정강일,방제헌,박진백,윤정현 한국방사성폐기물학회 2013 방사성폐기물학회지 Vol.11 No.4
우리나라 중저준위 방사성폐기물 최종 처분시설인 월성원자력환경관리센터의 폐쇄 후 안전평가 컴퓨터 프로그램의 신뢰성확보를 위해 MASCOT와 검증프로그램으로 SAFE-ROCK와 GOLDSIM을 선정하여 정상시나리오에 대하여 안전평가를 수행하였다. 각 프로그램의 장단점을 비교/분석하였으며, 각 프로그램 별 구획 간의 선량 및 누출량을 평가하였다. 그 중 방사성핵종 129I와 3H가 MASCOT와 SAFE-ROCK 프로그램에서는 비슷한 경향을 보여주었지만, GOLDSIM 프로그램에서는 상이한결과를 나타냈다. 이는 각 프로그램의 근계지역 내 핵종이동방정식의 해석과정의 차이와 개별 프로그램의 한계로 인해 다른결과값을 보여주는 것으로 분석되었다. GOLDSIM 프로그램의 경우, 선원항 구획에서 초기 핵종누출량은 time-scale에 민감하게 반응한다는 사실도 확인할 수 있었다. 안전평가 프로그램은 처분환경에서 발생하는 핵종거동 및 이동에 대한 실제현상을 예측하기 위해 모델링을 거치지만, 전산프로그램의 특성과 실제현상에 대한 데이터가 제한적이므로 결과에 차이가 발생하게 된다. 이러한 차이점은 다양한 프로그램을 이용한 결과와 상호비교를 통해 알아내며 그 원인을 지속적으로 분석하는 연구개발과정을 필요로 하고 있다. To ensure the reliability of computer programs used for the post-closure safety assessment in the Wolsong LILWCenter, the results from MASCOT, SAFE-ROCK and GOLDSIM programs are compared with a problem fordegradation. Advantages and disadvantages of each computer programs are individually analyzed. Effects on theindividual dose are assessed with each computer programs. MASCOT and SAFE-ROCK showed similar resultsfor 129I and 3H. However, GOLDSIM represented different results for 129I and 3H. It is analyzed further and comparedwith the fluxes in each barrier of the disposal system. Througout the benchmarking testing of the computerprogram, the limitation of computer program can be continuously found out for the mature post-closure safety ofKorean radwaste disposal system.
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표층처분시스템 근계영역의 지하수 유동에 대한 모델링 연구
김정우,방제헌,조동건,Kim, Jung-Woo,Bang, Je Heon,Cho, Dong-Keun 한국방사성폐기물학회 2020 방사성폐기물학회지 Vol.18 No.2
A numerical model was developed using COMSOL Multiphysics to evaluate groundwater flow that causes radionuclide migration in the unsaturated zone of a near-surface disposal facility, which is considered as a domestic low and an intermediate-level radioactive waste disposal facility. Each scenario was modeled by constructing a two-dimensional domain that included the disposal vault, backfill, disposal cover, and unsaturated aquifer. A comparison of the continuous and intermittent rainfall conditions exhibited no significant difference in any of the factors considered except the wave pattern of water saturation. The input data, such as porosity and residual water content of the unsaturated aquifer, were observed to not have a significant effect on the groundwater flow. However, the hydraulic conductivity of the unsaturated aquifer was found to have a significant effect on the groundwater flow. Therefore, it is necessary to assess the hydraulic conductivity of an unsaturated aquifer to determine the extent of groundwater infiltration into the disposal vault.
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