방사성 핵종의 지중 이동에 관한 연구

Abstract

원자력발전소와 핵주기시설의 운영으로 부터 많은 량의 방사성 폐기물이 생성되어 누적되고 있으므로 이들 방사성 폐기물을 영구적으로 안전하게 폐기하기 위한 방사성 폐기물 처분장이 곧 건설 되어야 할 실정에 있다. 통상, 중 저준위 방사성 폐기물은 천층트렌치에 널리 처분되어 왔는데 폐기물의 건전성이 상실되면 방사성 핵종이 트렌치로 부터 누출되어 지표나 주변 지하수계를 오염시키게 되며, 오염과 관련한 문제들은 처분장에서의 수리지질학적 특성에 좌우되는 것으로 알려져 있다. 따라서 방사성폐기물 처분장을 선정, 건설하는 단계에서 부터 처분장에 대한 안전성과 주변 환경오염에 따른 방사선영향을 정확히 평가하여야 할 필요가 대두되었고, 방사성핵종이 누출되어 주변지역으로 이동하여 분포되는 현상이 규명되어 져야 한다. 다공성 지하 매질을 통과하는 지하수 이동 관계식을 기본 물리 법칙으로부터 유도 하였으며, 오염물질의 이동 관계식은 지하수의 유동특성과 확산운동이 지배적인 것으로 하였다. 기본식은 유한 요소법을 적용한 수치해석적인 방법을 이용하여 해를 구하였다. 모사 대상 지역에 대한 압력 수두, 총 수두 및 지하수 이동 벡터와 오염물질의 농도분포를 계절별로 구하여 변화 과정을 실제와 비교하여 유용성을 확인 하였으며, 많은 량의 강우가 단기간에 내릴 경우 지하수 넘침 효과에의하여 트렌치내 폐액이 주변지역으로 흘러 넘치게 되는 것이 모사로 확인되었다. 또한 Co-60 의 토양오염현상을 모사한 결과 오염분포형태는 실제와 유사하게 나타나 계산모델의 적합성이 확인되었으나 경계조건과 입력정보의 정확성이 요구되었다. 따라서 본 연구에서 유한요소법을 이용하여 방사성오염물질의 이동현상을 계산하는 모델은 지형적특성에 부합되게 잘 모사되었으며, 방사성폐기물처분장에 대한 안전성평가와 함께 환경오염현상을 규명하는데 널리 활용 될 수 있을 것으로 사료된다.