KURT 환경 자료를 이용한 가상의 다중 발생원에서의 누출 핵종의 이동 시간 평가

Abstract

KURT(KAERI Underground Research Tunnel) 부지 부근에 가상의 처분장을 설정하고, 해당 부지의 세 지점에서 방사성폐기물로부터 누출된다고 가정한 방사성 핵종의 이동 시간을 계산하였다. 핵종의 이동 경로는 핵종 누출 지점에서 천부 지하수대까지로 설정하고 KURT 주변 지하수 유동계 모의를 통해 결정하였다. 세 지점은 지하수가 빠르게 유동하는 구조(highly water-conductive feature)를 지나가기 때문에 천부 지하수까지 도달하는데 상대적으로 적은 시간이 걸리는 지점으로 선정되었다. 핵종의 이동 시간은 TDRW(Time-Domain Random Walk) 기법을 통해 계산하였다. 지하수 내의 핵종의 이동 시간을 계산하기 위해, 이류(advection)와 분산(dispersion) 이외에 암반 기질(rock matrix)로의 확산(diffusion)과 기질 내부에서의 흡착(sorption)이 고려되었고, 핵종의 붕괴 및 변환에 의한 영향도 몇 개의 붕괴 사슬(decay chain)을 이용하여 계산에 반영하였다. 계산 결과를 보면, 지표 부근의 천부 지하수에 도달하는 핵종의 시간당 이동량(mass flux)은 복수의 이동 경로뿐만 아니라 핵종의 반감기와 암반 기질 내에서의 핵종의 흡착 분배 계수에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 따라서 보다 안정적이고 불확실성이 감소된 심지층 처분장의 안전성 평가를 위해 우선적으로 필요한 사항으로는, 장반감기 핵종에 대한 평가가 이동 과정 이외에 저장 용기에 들어있는 상태에서부터 면밀하게 이루어져야 하고, 암반 기질에서 발생하는 핵종의 흡착 과정이 심부 현장 조건을 반영하여 평가되어야 할 것으로 생각된다. A hypothetical repository was assumed to be located at the KURT (KAERI Underground Research Tunnel) site, and the travel times of radionuclides released from three source positions were calculated. The groundwater flow around the KURT site was simulated and the groundwater pathways from the hypothetical source positions to the shallow groundwater were identified. Of the pathways, three pathways were selected because they had highly water-conductive features. The transport travel times of the radionuclides were calculated by a TDRW (Time-Domain Random Walk) method. Diffusion and sorption mechanisms in a host rock matrix as well as advection-dispersion mechanisms under the KURT field condition were considered. To reflect the radioactive decay, four decay chains with the radionuclides included in the high-level radioactive wastes were selected. From the simulation results, the half-life and distribution coefficient in the rock matrix, as well as multiple pathways, had an influence on the mass flux of the radionuclides. For enhancing the reliability of safety assessment, this reveals that identifying the history of the radionuclides contained in the high-level wastes and investigating the sorption processes between the radionuclides and the rock matrix in the field condition are preferentially necessary.