지하수-벤토나이트 상호작용의 반응성 이동 모델

전문가 제언

○ 벤토나이트는 높은 흡착 성능, 지하수와 접촉하는 균열의 밀봉 능력, 팽윤 특성 및 낮은 수리전도도 때문에 방사성폐기물 처분을 위한 인공방벽 재료로 선택되었다. 스웨덴의 ABM(Alternative Buffer Material) 프로젝트가 시작되었는데 압축 퇴적점토와 여러 압축 벤토나이트를 포함한 점토에 대한 광범위한 연구를 수행하였다.

 

○ ABM1 실험에서 모든 점토는 양이온 교환 집단의 상당한 규모 변화가 일어난 것을 발견하였는데 이런 기공수 화학의 변화를 해석하기 위해 반응성 확산이동 모델을 개발하였다.

 

○ 모델 시뮬레이션으로 점토의 지화학적 특성(Na 및 Ca-주도 점토)과 함께 점토 블록과 ？sp？ 지하수 사이의 상호작용이 기공수 화학을 강하게 제어한다는 결과를 얻었다. Ca에 의한 Na의 교환은 접촉한 지하수의 Ca 농도에 의한 것으로 관측되고 시뮬레이션 되었다. 모델은 기공수 변화를 처분공의 균열 망에 연결시킬 수 있다. 변화속도는 온도에 의한 확산계수 증가에 관계되는데 최대온도에서 확산계수가 10배 증가하여 인공방벽 시스템의 지화학적 변화에 온도-의존 확산이 중요하다는 것을 입증하였다.

 

○ 한국에서 방사성 폐기물 처분용 인공방벽으로 사용될 예정인 벤토나이트는 실험실 규모에서 벤토나이트 물리·화학적 특성에 대한 연구가 진행되었다. 또한 요오드 같은 단일 핵종의 환산이동에 대한 실험실적 연구 및 모델링 연구도 진행되었다.

 

○ 최근에는 다-성분 핵종에 대한 확산이동 모델링 등에 대한 연구도 진행되고 있다. 그러나 본 연구에서와 같이 여러 종류의 벤토나이트에 대해 원위치 현장 실험을 사용하여 여러 핵종의 복합 이동 및 이온교환 현상을 실험하고 모델링한 경험은 한국에 아직 없다. 그래서 앞으로 지하처분 연구시설이 확보되거나 외국과 공동연구를 통해 이런 복합적인 연구를 계획하고 수행할 때에 도움이 될 것으로 생각된다.

저자

Wallis, A. Idiart, R. Dohrmann, V. Post

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

73()

잡지명

Applied Geochemistry

과학기술
표준분류

에너지

페이지

59~69

분석자

박*화

분석물

• 지하수-벤토나이트 상호작용의 반응성 이동 모델.pdf [530,136 byte]

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