[연구논문] 고준위방사성폐기물 지층처분 후보부지 선정을 위한 전국규모 광역지질 및 심부 암반 특성 연구

천대성; 김유홍; 진광민; 송원경; 최승범

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저자정보: 천대성 (한국지질자원연구원) 김유홍 (한국지질자원연구원) 진광민 (한국지질자원연구원) 송원경 (한국지질자원연구원) 최승범 (한국원자력연구원)

저널정보: 한국자원공학회 한국자원공학회지 한국자원공학회지 Vol.59 No.3

발행연도: 2022.6

수록면: 276 - 292 (17page)

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고준위방사성폐기물 처분은 원자력발전에서 필수적으로 고려되어야 하는 중요한 이슈 중 하나로, 우리나라의 경우 발전소 내 임시저장시설이 점차 포화됨에 따라 중간저장이나 영구처분에 대한 논의는 불가피하다. 고준위방사성폐기물의 심층처분을 위해서 자국의 지질환경에 적합한 처분시스템을 결정하는 것이 중요하다. 이는 처분시스템이 처분모암에 따라 달리 결정되기 때문이다. 그러나 아직까지 우리나라는 처분모암이 결정되지 않은 실정이다. 이러한 이유 중 하나는 우리나라의 지질환경이 스웨덴이나 핀란드 등과 달리 복잡하고 다양한 암종이 섞여 분포하기 때문이다. 또한 심층처분 심도로 고려되고 있는 지하 300 m 이하에 대한 암반 특성연구가 매우 부족한 현실이다. 이에 본 보고에서는 부지선정 절차의 첫 단계인 부적합지역 배제에 활용될 수 있는 전국규모의 지질환경정보도의 작성과정과 결과에 대해 소개하였다. 지질환경정보도는 암종, 광상, 선형구조, 단층, 지진, 융기, 지하수, 지열 등 8개 항목에 대해 작성되었다. 작성된 암종 지질환경정보도와 우리나라 지체구조를 토대로, 고준위방사성폐기물 심층처분을 목적으로 연구가 수행 중인 심부 암반특성에 대해 소개하였다. 우리나라를 4개의 지체구조와 4개의 대표 암종으로 구분하여 750 m 심부시추공을 활용하여 지질, 수리지질, 지화학, 지구물리학적, 지질공학 및 암석역학적 특성을 구하는 방법 등과 함께 암석역학 분야의 핵심 평가인자인 일축압축강도와 현지응력 특성을 중심으로 결과를 분석하였다. 암석역학분야 이외 타 분야와 연계된 다학제적인 분석을 통해 더욱 신뢰성 높은 심부 암반 특성을 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

High-level radioactive waste (HLW) disposal in the nuclear generation industry is a critical issue that must be solved not only in South Korea, but also worldwide. In South Korea, temporary storage facilities for spent fuels of each power plant are nearly saturated. Thus, discussions on the interim storage and permanent disposal of HLW are inevitable. For the geological disposal of HLW, determining a suitable disposal system that considers the geological environment of each country is essential. Since a disposal system wholly depends on the characteristics of the disposing host rock, selecting a suitable host rock is vital. However, a host rock for the geological disposal of HLW in South Korea has not yet been determined because the geological environments of South Korea are tectonically diverse and complicated. Moreover, information available on the deep geological environment is insufficient for selecting a suitable host rock. Therefore, in this paper, we introduced production processes of geoenvironmental information maps for nationwide geological characteristics that can be used to exclude unsuitable areas for HLW geological disposal, which constitutes the first step in the process of site selection. The geoenvironmental information maps were prepared for 8 items, including rock type, mine distribution, lineament, faults, seismotectonics, uplift rate, hydraulic conductivity, and geothermal gradient. Based on the geoenvironment information map of the rock type and the geological structures in South Korea, an ongoing multidisciplinary study on the characteristics of bedrock was introduced. The southern part of the Korean peninsula was divided into four tectonic structures and four representative rock types, and methods for obtaining their geological, hydrogeological, geochemical, geophysical, and rock mechanical characteristics using a 750-m deep borehole drilled in the relevant area were presented. Additionally, the results were analyzed with focus on the uniaxial compressive strength and in-situ stress characteristics, which are key parameters in the field of rock mechanics. This information could be useful for investigating reliable basement characteristics through multidisciplinary analysis linked to fields other than rock mechanics.

#high-level radioactive waste #site selection #geoenvironmental information map #rock types #tectonics #고준위방사성폐기물 #부지선정 #지질환경정보도 #암종 #지체구조

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