- 국내 지질환경에 맞춘 국산 해석기술, 국제공동연구와 실증시험으로 신뢰성 검증 -

- 한국방사성폐기물학회 특별세션서 THMC 성능평가 모델 소개 -

□ 한국원자력연구원은 5월 28일 부산항국제전시컨벤션센터(BPEX)에서 열리는 한국방사성폐기물학회 춘계학술대회 특별세션 ‘고준위폐기물처분장 성능평가 해석기술 개발현황’을 통해 한국형 처분장 성능평가 해석기술 개발 성과를 공개했다.

 ㅇ 이번 특별세션에서는 ▲고준위폐기물 관리 정책 ▲국제공동연구 현황 ▲인공지능 기반 처분장 평가기술 ▲THMC 복합거동 해석기술 ▲핵종거동 평가기술 ▲대심도 터널 설계기술 등이 소개될 예정이다.

 ㅇ 과학기술정보통신부 다부처 예타사업을 통해 연구원이 독자적으로 개발해 온 THMC 성능평가 모델을 공식적으로 소개하고, 개발 현황과 향후 활용 가능성을 학계와 산업계에 공유한다는 점에서 의미가 있다.

사진 1. 한국원자력연구원이 5월 28일 부산항국제전시컨벤션센터(BPEX)에서 열리는 한국방사성폐기물학회에서 한국형 처분장 성능평가 해석기술 개발 성과를 공개했다.

□ 사용후핵연료와 같은 고준위방사성폐기물은 지하 깊은 암반에 안전하게 처분해 방사성물질이 인간 생활권으로 이동하지 않도록 장기간 격리해야 한다. 이를 위해 처분장 주변 암반, 처분용기, 완충재 등의 변화를 장기간 예측·검증하는 성능평가 기술이 필수적이다.

 ㅇ THMC는 열(Thermal), 수리(Hydraulic), 역학(Mechanical), 화학(Chemical) 현상을 함께 고려하는 복합 해석기술이다. 사용후핵연료에서 발생하는 붕괴열, 지하수의 이동, 지하 암반과 완충재의 변화, 지하수와 방벽재 사이의 화학반응 등을 통합적으로 분석할 수 있다.

 ㅇ 기존 처분 선진국의 평가기술은 주로 열과 지하수 이동, 암반 및 방벽재의 물리적 변화에만 집중해 왔다. 하지만 연구원은 보다 실제 처분환경에 가까운 평가를 위해 화학반응과 장기 상호작용까지 함께 반영한 THMC 기반 성능평가 모델 개발을 추진했다.

 ㅇ 이를 통해 처분터널과 주변 암반, 처분용기, 완충재 등 방벽 시스템 구성요소 간 상호작용을 보다 정밀하게 예측할 수 있는 해석기술을 확보했다.

 ㅇ 이는 우리나라 지질환경과 처분개념에 적합한 독자 해석기술을 확보한 것으로 해외 기술 의존도를 낮추고, 국내 환경에 적합한 안전성 평가 기반 마련에도 기여할 예정이다.

사진 2. 연구원은 보다 실제 처분환경에 가까운 평가를 위해 화학반응과 장기 상호작용까지 함께 반영한 THMC 기반 성능평가 모델 개발을 추진했다.

(오른쪽 아래부터) 처분성능실증연구부 김태현 선임연구원, 권새하 선임연구원

□ 연구원은 수치모델의 신뢰성 검증을 위해 약 400평 규모의 공학적방벽시스템 성능실증실험실을 구축해 완충재, 처분용기, 암반 등에 대한 다양한 실험 데이터를 확보하고 있다. 이를 통해 단순 계산 프로그램을 넘어 해석·실증·검증이 연계된 통합 성능평가 기술체계를 구현했다.

 ㅇ 개발된 모델은 국제공동연구프로젝트인 데코발렉스(DECOVALEX)와 OECD/NEA 주관 호로노베 국제공동연구 프로젝트(OECD/NEA Horonobe International Project(HIP)) 등을 통해 해외 연구기관의 해석결과 및 실증자료와 비교·검증 중이다.

□ 연구원은 이번 기술이 향후 처분장 부지조사, 설계, 인허가, 안전성 입증 등에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.

 ㅇ 향후 태백시에 구축될 연구용 지하연구시설(URL) 및 실규모 처분시스템 실증 연구와 연계될 경우, THMC 성능평가 모델은 국내 고준위폐기물 처분기술의 신뢰성을 높이는 핵심 도구로 활용될 전망이다.

□ 연구원 권장순 처분성능실증연구부장은 “이번 특별세션은 우리나라가 독자적으로 한국형 고준위폐기물 처분장 성능평가 기술을 갖고있음을 선언하는 자리”라며“앞으로도 국제공동연구와 지하연구시설 실증을 통해 국내 성능평가 기술의 신뢰성을 높여 나가겠다”고 밝혔다.