KURT 화강암 및 경주 벤토나이트의 열-수리-역학적 특성 규명

• Published in: Journal of nuclear fuel cycle and waste technology (Online) 2019, 17(0), , pp.65-80
• Main Authors: 이창수, 윤석, 조원진, 조영욱, 이수득, 전석원, 김건영
• Format: Article
• Language: Korean
• Subjects: 원자력공학
• ISSN: 1738-1894; 2288-5471
• DOI: 10.7733/jnfcwt.2019.17.S.65

한국원자력연구원 부지 내에 위치한 지하처분연구시설(KAERI Underground Research Tunnel, KURT) 에서는 선진핵주기고준위폐기물처분시스템(A-KRS)을 기반으로 고준위방사성폐기물을 처분하였을때, 예상되는 공학적방벽(Engineered Barrier System, EBS)과 자연방벽(Natural Barrier System, NBS)에서의 열-수리-역학적 복합거동(Thermo-Hydro-Mechanical coupled behavior)의 특성을 규명하고자 현장시험(In-situ Demonstration of Engineered Barrier System, In-DEBS)을 2012 년부터 계획 및 설계를 시작하여, 2016년 5월부터 지하처분연구시설 3번 연구 갤러리(Research gallery 3)에서 진행하고 있다. 현장시험의 데이터를 분석하고 열-수리-역학적 복합거동 특성을 명확히 규명하기 위해서는 경주 벤토나이트와 KURT 암석 및 암반의 열적, 수리적, 그리고 역학적 물성 특성을 반드시 파악하고 있어야만 한다. 이에 본 연구에서는 지금까지 수행된 KURT 부지 특성과 KURT 화강암 및 경주 벤토나이트의 열적, 수리적, 그리고 역학적 특성을 정리하고, 열적, 수리적, 그리고 역학적 모델을 제시하였다. 특히, 온도에 따른 암석의 열팽창계수 변화, 응력에 따른 암석의 투수계수 변화, 포화도에따른 벤토나이트 및 암석의 열전도도 변화, 포화도에 따른 벤토나이트의 비열 및 흡입력 변화와 같은 열-수리-역학적 복합물성에 대한 다양한 모델을 도출함으로써, In-DEBS 현장시험 결과 분석과 열-수리-역학적 복합거동 특성 평가를 위해 수행될 수치시험에 필요한 벤토나이트와 암석 및 암반의 입력자료를 제시하고자 하였다. In 2012, an in-situ Demonstration of Engineered Barrier System (In-DEBS) was planned with the aim of investigating the coupled thermohydro- mechanical (THM) behavior of both the engineered barrier system (EBS) and the natural barrier system (NBS) at the advanced Korean reference repository system (A-KRS). The relevant in-situ experiment has been in operation in Research Gallery 3 of the KAERI Underground Research Tunnel (KURT) since May 2016. For analysis of the in-situ experiment data and investigation of the THM coupled behavior, it is necessary to understand thermal, hydraulic, and mechanical properties of KURT granite and bentonite buffer material. This paper summarizes the thermal, hydraulic, and mechanical properties of KURT granite and Gyeongju bentonite presented in previous studies. Moreover, it suggests various models capable of providing input parameters for interpretative modeling of In-DEBS experiment or for predictive numerical simulations of In-DEBS or A-KRS. KCI Citation Count: 16