KR20150044032A - A method for simulating the behavior of nuclides in an HLW repository system using Compartments - Google Patents

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Abstract

A method for simulating the behavior of nuclides in an high-level waste (HLW) repository system using compartments according to the present invention comprises: a segmentation step where the entire area of an HWL repository system is segmented into numerical analytic areas and successive analytic areas; a modeling step where the behavior of nuclides within the numerical analytic areas and the successive analytic areas is modeled respectively according to possible outflow scenarios; a calculation step where the travel distance of the nuclides between the areas segmented from the segmentation step are calculated by applying the model acquired from the modeling step.

Description

분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법{A method for simulating the behavior of nuclides in an HLW repository system using Compartments}Technical Field [0001] The present invention relates to a method for simulating the behavior of a radionuclide in a radioactive waste disposal system according to an analysis region division,

본 발명은 방사성 폐기물 처분 시스템에서의 새로운 방사성 핵종 거동 모사 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 방사성 폐기물 처분시스템의 전 구역을 분석방법에 따라 분할하고, 이를 각각 모델링하여 분할된 영역 간의 핵종의 이동과 전달을 모사하는 기법을 통해 방사성 폐기물 처분시스템에 대한 안전성 및 성능평가 효율을 증진시키고 정확성을 향상시킬 수 있는 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a new method for simulating the behavior of a radionuclide in a radioactive waste disposal system, and more particularly, to a method for modeling a radioactive waste disposal system, The present invention relates to a method for simulating the behavior of a radionuclide in a radioactive waste disposal system capable of enhancing the safety and performance evaluation efficiency of the radioactive waste disposal system through a technique of simulating radioactive waste disposal, and improving accuracy.

일반적으로 방사성 폐기물 처분장으로부터 유출된 핵종에 대한 전파 및 이동을 모사하는 방법론에는 높은 신뢰성과 낮은 불확실성을 유지하도록 전문적인 모델링 기법이 요구된다.In general, the methodology that simulates the propagation and movement of radionuclides from radioactive waste repositories requires specialized modeling techniques to maintain high reliability and low uncertainty.

그리고 높은 신뢰도를 갖는 입력 자료에 대해서는 상세 결정론적인 평가가 가능한 방법론의 제시와 함께, 입력자료가 불확실한 경우 이러한 불확실성을 정량적으로 평가할 수 있는 확률론적 평가도 병행 가능하도록 하고 복잡한 처분 시스템 내에 개재되어 핵종의 유출과 이동에 상호 관여하고 있는 다양한 요소, 사건 및 현상(FEPs; features, events, processes)을 분석, 종합하여 핵종 유출 시나리오를 도출한 후 이를 정량적으로 평가할 수 있는 방법론을 통해 개념적 모델이 우선 개발되어야 하고, 이를 바탕으로 실제 정량적 평가가 가능한 수학적 모델이 개발되어야 한다.In addition, we propose a methodology that enables detailed deterministic evaluation of input data with high reliability. In addition, we can make a probabilistic evaluation that can quantitatively evaluate such uncertainty when input data is uncertain, A conceptual model should be developed first through analyzing and synthesizing the various elements, events and processes (FEPs) that are involved in the outflow and movement and then quantitatively evaluating the outcome of the project. Based on this, a mathematical model capable of actual quantitative evaluation should be developed.

하지만, 종래의 방사성 폐기물 처분장으로부터 유출된 핵종에 대한 전파 및 이동을 모사하는 방법은 시스템을 간단히 모식화한 해석적인 방법이나 극히 단순화된 수치적인 방법이 대부분이고, 품질이 좋은 객체지향적인 상용 개발도구를 이용하여 보다 상세하고 신뢰도 높은 모델을 통한 시뮬레이션 평가 방법에 대한 개발은 거의 진행되지 않고 있는 문제가 있다.However, the method of simulating the propagation and movement of the radionuclides discharged from the conventional radioactive waste repository is an analytical method in which the system is simply modeled, or an extremely simplified numerical method, and a high quality object oriented commercial development tool There is a problem that the simulation evaluation method using the more detailed and reliable model is hardly developed.

따라서 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구되고 있는 상황이다.Therefore, a method for solving the above problems is required.

한국등록특허 제 10-0930681호Korean Patent No. 10-0930681

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 방사성 폐기물 처분장으로부터 유출된 핵종에 대하여 지질 및 인간 환경으로의 전파 및 이동을 모사하는 방법으로 방사성 폐기물 처분장과 주변을 아우르는 처분시스템 내 다양한 매질영역에서의 핵종 거동 및 확산을 모사할 수 있는 방법론 및 도구를 이용하여 보다 상세하고 신뢰도 높은 방사성 핵종 거동 모사 방법을 제공하고자 하는 것이다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention is directed to a method for simulating the propagation and migration of radionuclides discharged from a radioactive waste repository to a geological environment and a human environment, To provide a more detailed and reliable method for simulating radionuclide behaviors.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The solution of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법은, 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종의 거동을 모사하는 방법에 있어서, 방사성폐기물 처분시스템의 전 구역을 수치적 분석영역 및 연속적 분석영역으로 분할하는 분할단계, 발생 가능한 유출 시나리오에 따라, 상기 수치적 분석영역 및 상기 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 거동을 각각 모델링하는 모델링단계 및 상기 모델링단계에서 획득한 모델링을 적용하여 상기 분할단계에서 분할된 각각의 영역 간의 방사성 핵종의 이동량을 계산하는 연산단계를 포함한다.A method for simulating the behavior of a radionuclide in a radioactive waste disposal system according to the present invention is a method for simulating the behavior of a radionuclide in a radioactive waste disposal system, A modeling step for modeling the behaviors of the radionuclides in the numerical analysis area and the continuous analysis area, respectively, and a modeling step for applying the modeling obtained in the modeling step, according to the possible outflow scenarios, And calculating an amount of movement of the radionuclide between each of the regions divided in the dividing step.

그리고 상기 모델링단계 및 상기 연산단계 사이에는, 상기 모델링단계에서 획득한 수치적 분석영역 내의 방사성 핵종의 거동 모델링 결과 및 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 모델링 결과 간을 서로 매칭시키는 매칭단계가 더 포함될 수 있다.Between the modeling step and the computing step, a matching step of matching the results of modeling the behavior of the radionuclides in the numerical analysis area acquired in the modeling step and the modeling results of the radionuclides in the continuous analysis area may be further included .

또한 상기 매칭단계는, 상기 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 질량이동률을 산출하는 과정을 포함할 수 있다.The matching step may include calculating a mass transfer rate of the radionuclide in the continuous analysis region.

그리고 상기 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 질량이동률은,And wherein the mass transfer rate of the radionuclide in the continuous analysis region,

Figure pat00001
Figure pat00001

의 수학식을 이용하여 산출될 수 있다.Can be calculated using the following equation.

또한 상기 방사성 폐기물 처분시스템은 근계영역, 원계영역 및 생태계를 포함하며, 상기 분할단계는, 상기 근계영역을 하나 이상의 수치적 분석영역으로 분할하고, 상기 원계영역 및 상기 생태계를 하나 이상의 연속적 분석영역으로 분할할 수 있다.Wherein the radioactive waste disposal system includes a root zone, a primary zone, and an ecosystem, wherein the partitioning step divides the root zone into one or more numerical analysis zones, and wherein the primary zone and the ecosystem are divided into one or more continuous analysis zones Can be divided.

그리고 상기 모델링단계에서 고려되는 상기 유출 시나리오는 우물 굴착 시나리오를 포함하며, 상기 분할단계는, 상기 방사성폐기물 처분시스템의 전 구역 중 굴착된 우물에 유입되는 지하수가 유동되는 영역을 캡쳐존으로 설정하고, 상기 캡쳐존을 연속적 분석영역으로 분할할 수 있다.Wherein the outflow scenario considered in the modeling step includes a well excavation scenario, wherein the dividing step includes setting a capture zone where a groundwater flowing into a well excavated in the entire area of the radioactive waste disposal system flows, The capture zone can be divided into successive analysis regions.

또한 상기 모델링단계에서 고려되는 상기 유출 시나리오는 콜로이드 시나리오 및 킬레이팅에이전트 시나리오 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 연산단계는, 상기 콜로이드 시나리오 및 상기 킬레이팅에이전트 시나리오를 고려하여 방사성 핵종의 이동량을 계산할 수 있다.The outflow scenario considered in the modeling step also includes at least one of a colloidal scenario and a chelating agent scenario, and the operation step may calculate the amount of movement of the radionuclide in consideration of the colloidal scenario and the chelating agent scenario .

그리고 상기 분할단계 및 상기 모델링단계 사이에는, 분할된 상기 수치적분석영역 및 상기 연속적 분석영역을 세부적으로 재분할하는 재분할단계가 더 포함될 수 있다.Further, between the dividing step and the modeling step, a subdividing step of finely dividing the divided numerical analysis area and the continuous analysis area may be further included.

본 발명에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법은, 방사성 폐기물 처분장과 같이 다양한 매질과 매커니즘이 공존하는 복잡한 시스템에 대하여 보다 신뢰도가 높고 불확실성이 저감되며 정확한 모사가 가능하게 해주는 접근 기법을 제공할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the method of radionuclide movement simulation in the radioactive waste disposal system according to the present invention is more reliable for complex systems in which various media and mechanisms coexist, such as a radioactive waste repository, reduces uncertainty, This approach has several advantages.

그리고 전체 처분시스템을 수치적 분석영역 및 연속적 분석영역으로 분할하여 방사성 핵종의 거동을 모사할 수 있으므로, 기존의 일반적 수치적 분석방법만을 사용하는 경우에 비해 정확도 및 신뢰도가 높다는 장점이 있다.In addition, since the entire disposal system can be divided into a numerical analysis area and a continuous analysis area, the behavior of the radionuclide can be simulated, so that the accuracy and reliability are higher than those of the conventional general numerical analysis method alone.

또한 다양한 유출 시나리오가 발생된 경우에도 신속하고 높은 정확도를 유지하며 방사성 핵종의 거동을 모사할 수 있는 장점이 있다.It also has the advantage of being able to simulate the behavior of radionuclides while maintaining rapid and high accuracy even in the case of various outflow scenarios.

그리고 처분시스템 안전성 및 성능을 확인하기 위한 결정론적, 확률론적 평가가 가능한 모델링 및 평가 도구로서의 관련 프로그램의 개발이 가능해졌으며, 동시에 주요 파라미터에 대한 불확실성을 고려한 확률론적 평가를 수행하여 폐쇄 후 안전성 평가에 대한 신뢰성을 제시 가능하고, 민감도 분석 평가를 통하여 주요한 입력 인자의 중요도와 우선순위를 도출 제시할 수 있도록 하여 향후 안전 상태 구축 등에 기여할 수 있는 장점이 있다.In addition, it is possible to develop related programs as modeling and evaluation tools that can be used as a deterministic and probabilistic evaluation tool to check the safety and performance of disposal systems. At the same time, probabilistic evaluation is carried out in consideration of uncertainties of major parameters, It is possible to present the reliability of the proposed method, and it is possible to present the importance and priority of the major input factors through the sensitivity analysis evaluation.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

도 1은 방사성폐기물 처분시스템의 전체 구역을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법 에 있어서, 분할된 각 분석영역 간 방사성 핵종의 거동을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법에 있어서, 방사성 폐기물 처분장에 인접하게 굴착된 우물에 유입되는 지하수 유동 영역인 캡쳐존을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법에 있어서, 지하수의 유량률이 일정한 경우 분할된 소정 영역을 수치적 분석방법 및 연속적 분석방법으로 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법에 있어서, 지진 등이 발생하여 지하수의 유량률이 불규칙한 경우 분할된 소정 영역을 수치적 분석방법 및 연속적 분석방법으로 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a diagram showing the entire area of a radioactive waste disposal system.
2 is a flowchart illustrating steps of a method for simulating a radionuclide behavior in a radioactive waste disposal system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating the behavior of radionuclides in the divided analysis regions in the method of simulating the radionuclide behavior in the radioactive waste disposal system according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a capture zone as a groundwater flow region flowing into a well excavated adjacent to a radioactive waste repository in a radioactive waste disposal system in a radioactive waste disposal system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method for simulating radionuclide behaviors in a radioactive waste disposal system according to an embodiment of the present invention, wherein a predetermined region is divided into a numerical analysis method and a continuous analysis method As shown in FIG.
6 is a flowchart illustrating a method of simulating radionuclide behaviors in a radioactive waste disposal system according to an embodiment of the present invention when an earthquake occurs and the flow rate of the groundwater is irregular, And a continuous analysis method, respectively.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법에 관하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, a method for simulating radionuclide behavior in a radioactive waste disposal system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 방사성폐기물 처분시스템(1)의 전체 구역을 나타낸 도면이다.Fig. 1 is a diagram showing the entire area of the radioactive waste disposal system 1. Fig.

도 1에 도시된 바와 같이, 방사성 폐기물 처분시스템(1)은 지하 처분 모암 내에 위치한 처분장(10) 및 그 주변의 구조물로 이루어지는 인공 방벽을 포함하는 근계 영역(100)과, 천연 방벽으로서의 모암을 포함하는 원계 영역(200)과, 지표면 위로 인간 생활권을 포함하는 생태계(300)로 크게 나눌 수 있다.As shown in FIG. 1, the radioactive waste disposal system 1 includes a near-field region 100 including an artificial barrier consisting of a disposal site 10 and a surrounding structure disposed within the underground disposal host rock, And an ecosystem 300 including a human living zone on the surface of the earth.

그리고 처분장(10)은 모암 내에 건설되고, 상기 처분장(10) 내에 폐기물이 담긴 시멘트나 콘크리트박스 등으로 제작된 처분용기를 처분하게 된다. 이때 폐기물이 모두 처분되어 처분장(10)이 폐쇄되고 나면 오랜 기간을 통하여 지하수가 처분장(10) 내로 유입되고, 처분된 폐기물 용기가 손상되면서 지하수가 용기 내로 들어오게 되며, 용기 내의 폐기물은 지하수와 접촉하게 되어 용기 밖과 처분장(10) 사이로 유출된 후 다시 지하수를 통해 처분장(10)을 빠져나가 인공 방벽과 처분장(10)이 존재하는 근계 영역(100)을 통해 모암 등 천연 방벽으로 이루어진 원계 영역(200)으로, 그리고 다시 인간 활동이 이루어지는 생태계(300)로 차례로 이동된다.The disposal site 10 is constructed in the mother rock, and the disposal container made of cement or concrete box containing the waste is disposed in the disposal site 10. When the waste is completely disposed of and the repository 10 is closed, the groundwater is introduced into the repository 10 for a long period of time, and the groundwater is introduced into the vessel as the disposed waste vessel is damaged. And then flows out between the container and the repository 10 and then through the groundwater to the repository 10 through the arcuate zone 100 where the artificial barrier and the repository 10 are present, 200), and again to an ecosystem (300) where human activities are performed.

상기 방사성 폐기물 처분시스템(1)을 보면, 처분장(10) 근처의 근계 영역(100)은 물론, 처분장(10)이 위치하는 모암으로서의 천연매질을 포함하는 원계 영역(200)은 복잡한 지질계를 가지고 있고, 이 매질을 통하여 다양하고 예측하기 어려운 지하수의 유동이 이루어지고 있다.In the radioactive waste disposal system 1, the arsenic region 200 including the natural medium as the mother rock in which the repository 10 is located as well as the near-field region 100 near the disposal site 10 has a complex geological system There are various and unpredictable groundwater flows through this medium.

그리고 이러한 지하수 유동에 의한 핵종의 유출에 따른 핵종의 확산, 분산 및 이류적 이동, 처분장 주변의 지화학적 요인에 의한 핵종의 매질 내 물질 및 콜로이드나 킬레이팅 에이전트 등과의 흡탈착에 의한 지연 및 가속화 현상, 그리고 지하수의 흐름과 관계없는 방향의 지하 매질 내로의 확산 이동이 복잡하게 상호 연계되어 있다.The diffusion, dispersion and entrainment of nuclides due to the release of nuclides by groundwater flow, delay and acceleration by adsorption and desorption with materials in the medium of nuclides and colloid or chelating agents due to geochemical factors around the repository , And the diffusion movement into the underground media in a direction not related to the flow of the groundwater is complicatedly interlinked.

이러한 매질과 방사성 폐기물 처분시스템(1) 내에서의 방사성 핵종의 유출 이동은 처분장(10)의 성능과 인간환경의 영향 등을 고려하여 신뢰도를 가지고 정량적으로 평가되어야 하는데, 시스템이 복잡하고 변화무쌍하여 사실상 그 모사가 용이하지 않다는 문제가 있다. 또한 이미 잘 알려진 지하매질 환경이라 해도 여러 가지 천연 및 인공적인 변형 및 유출 시나리오와 함께 이루어지는 평가는 더욱 쉽지 않은 것이 현실이다.The outflow of radionuclides in the medium and the radioactive waste disposal system 1 should be evaluated with reliability and quantitatively considering the performance of the repository 10 and the influence of the human environment. In fact, there is a problem that the simulation is not easy. In addition, it is not easy to evaluate with various natural and artificial deformation and spill scenarios even in the well-known underground environment.

이와 같은 문제를 해결하기 위한 기존의 일반적인 방법으로는, 신뢰도는 떨어지고 불확실성은 증가하더라도 방사성 폐기물 처분시스템(1)을 보다 단순화하여 해석하기 쉽게 만드는 것이 일반적이다. 다만, 이렇게 단순화하여 고려한다 해도 방사성 폐기물 처분시스템(1)의 여러 측면에 관련된 동시다발적인 방사성 핵종의 유출 및 그 이동과 인간 환경에의 영향을 평가하는 것은 한계를 가질 수 밖에 없다.Conventional methods for solving this problem generally make it easier to interpret the radioactive waste disposal system 1 even if the reliability is low and the uncertainty increases. However, even if this simplification is taken into consideration, there are limitations in evaluating the outflow of simultaneous radionuclides related to various aspects of the radioactive waste disposal system (1), its migration, and its impact on the human environment.

이를 위해, 본 발명에서는 방사성 폐기물 처분시스템(1)의 전 구역을 수치적 분석영역 및 연속적 분석영역으로 분할하고, 이들 각 영역 간의 방사성 핵종 거동을 모사하는 방법을 사용한다. 이와 같이 분할된 영역은 수치적 분석영역 외에도 연속적 분석영역을 포함하므로, 다양한 매질을 통한 복잡한 방사성 핵종의 거동을 정확하게 모사할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 유출 시나리오를 함께 고려할 수 있는 장점이 있다. 그리고 이하에서는 이에 대해 자세히 설명하도록 한다.To this end, in the present invention, the whole area of the radioactive waste disposal system 1 is divided into a numerical analysis area and a continuous analysis area, and a method of simulating radionuclide behavior between these areas is used. Since the divided region includes a continuous analysis region in addition to the numerical analysis region, it can accurately simulate the behavior of complex radionuclides through various media, and can also consider various leaking scenarios together. In the following, we explain this in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating steps of a method for simulating a radionuclide behavior in a radioactive waste disposal system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법은, 방사성 폐기물 처분시스템의 전 구역을 수치적 분석영역 및 연속적 분석영역으로 분할하는 분할단계(S10)와, 발생 가능한 유출 시나리오에 따라, 상기 수치적 분석영역 및 상기 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 거동을 각각 모델링하는 모델링단계(S20)와, 상기 모델링단계에서 획득한 모델링을 적용하여 상기 분할단계에서 분할된 각각의 영역 간의 방사성 핵종의 이동량을 계산하는 연산단계(S30)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the method for simulating the radionuclide behavior in the radioactive waste disposal system according to the embodiment of the present invention is characterized in that the entire area of the radioactive waste disposal system is divided into a numerical analysis region and a continuous analysis region A modeling step (S20) of modeling the behavior of the radionuclides in the numerical analysis area and the continuous analysis area, respectively, according to the possible outflow scenarios (S20); and a modeling step And calculating an amount of movement of the radionuclide between each of the regions divided in the dividing step (S30).

그리고 상기 분할단계(S10) 및 상기 모델링단계(S20) 사이에는, 분할된 상기 수치적 분석영역 및 상기 연속적 분석영역을 세부적으로 재분할하는 재분할단계(S15)가 더 포함될 수 있다.In addition, between the dividing step (S10) and the modeling step (S20), a subdividing step (S15) for finely dividing the divided numerical analysis area and the continuous analysis area may be further included.

또한 상기 모델링단계(S20) 및 상기 연산단계(S30) 사이에는, 상기 모델링단계에서 획득한 수치적 분석영역 내의 방사성 핵종의 거동 모델링 결과 및 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 모델링 결과 간을 서로 매칭시키는 매칭단계(S25)가 더 포함될 수 있다.Between the modeling step (S20) and the calculating step (S30), a modeling result of the radionuclide in the numerical analysis area obtained in the modeling step and a modeling result of the radionuclide in the continuous analysis area are matched to each other Step S25 may be further included.

먼저 상기 분할단계(S10)에서는, 방사성 폐기물 처분시스템의 전 구역을 소정 개수의 영역으로 분할하게 된다. 즉 방사성 폐기물 처분시스템을 복수의 영역으로 분할하고, 이후 이들 각 영역 사이의 방사성 핵종의 거동을 모델링하게 된다.First, in the dividing step (S10), the entire area of the radioactive waste disposal system is divided into a predetermined number of areas. That is, the radioactive waste disposal system is divided into a plurality of regions, and then the behavior of the radionuclides between these regions is modeled.

그리고 이때 분할된 각 영역은, 수치적 분석영역 또는 연속적 분석영역 중 어느 하나일 수 있다. 상기 수치적 분석영역은 확산과 이류에 의한 물질 이동을 기술하기에 적합하며, 상기 연속적 분석영역은 이류와 분산에 의한 물질 이동을 기술하는데 적합하다.Each of the divided regions may be either a numerical analysis region or a continuous analysis region. The numerical analysis region is suitable for describing diffusion and migration by advection, and the continuous analysis region is suitable for describing mass transfer by advection and dispersion.

한편 상기 수치적 분석영역 및 상기 연속적 분석영역은 각 시설물의 특성, 해당 설비지역의 지형 및 균열 특성, 발생 핵종의 유출, 예상경로 등에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 다만, 분석의 정확도를 위해 상기 수치적 분석영역은 방사성 핵종의 거동이 비교적 명확하고, 변수가 발생할 확률이 적은 인공구조물 등에 적용하고, 상기 연속적 분석영역은 방사성 핵종의 거동이 복잡하고 변화가 많으며, 변수가 발생할 확률이 높은 자연구조물, 지표환경 등에 적용하는 것이 바람직하다.On the other hand, the numerical analysis area and the continuous analysis area can be appropriately set according to the characteristics of each facility, the topography and cracking characteristics of the facility area, the outflow of generated nuclides, the expected path, and the like. However, for the accuracy of the analysis, the numerical analysis region is applied to artificial structures having a relatively clear behavior of radionuclides and a low probability of occurrence of variables, and the continuous analysis region is complicated in the behavior of radionuclides, It is desirable to apply to natural structures and surface environments where the probability of occurrence of variables is high.

따라서 상기 분할단계(S10)는, 방사성 폐기물 처분시스템의 근계영역을 하나 이상의 수치적 분석영역으로 분할하고, 원계영역 및 생태계를 하나 이상의 연속적 분석영역으로 분할할 수 있다.Accordingly, the partitioning step S10 may divide the root-mean-sized region of the radioactive waste disposal system into one or more numerical analysis regions, and divide the original region and the ecosystem into one or more continuous analysis regions.

다만, 이와 달리 근계영역의 분할 영역이 하나 이상의 연속적 분석영역을 포함할 수도 있으며, 원계영역 및 생태계가 하나 이상의 수치적 분석영역을 포함할 수도 있음은 물론이다. 이는 해당 방사성폐기물 처분시스템의 환경 및 기타 변수에 의해 적합하게 설정될 수 있다.Alternatively, however, it should be understood that the segmented region of the near-field region may include one or more continuous analysis regions, and the original region and the ecosystem may include one or more numerical analysis regions. This can be suitably set by the environment and other variables of the relevant radioactive waste disposal system.

재분할단계(S15)는, 분할된 상기 수치적 분석영역 및 상기 연속적 분석영역을 세부적으로 재분할하는 단계이다. 즉 분할된 각 영역을 보다 세분화하여 분할할 수 있다. 이때 수치적 분석영역을 재분할할 경우 하위 영역은 연속적 분석영역을 포함할 수도 있으며, 연속적 분석영역을 재분할할 경우 하위 영역은 수치적 분석영역을 포함할 수도 있다.The re-dividing step (S15) is a step of finely dividing the divided numerical analysis area and the continuous analysis area. That is, each of the divided regions can be further subdivided. In this case, when the numerical analysis region is subdivided, the subregion may include a continuous analysis region, and when the continuous analysis region is subdivided, the subregion may include a numerical analysis region.

모델링단계(S20)에서는 발생 가능한 유출 시나리오에 따라, 상기 수치적분석영역 및 상기 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 거동을 각각 모델링하게 된다.In the modeling step S20, the behaviors of the radionuclides in the numerical analysis region and the continuous analysis region are respectively modeled according to the possible outflow scenarios.

전술한 바와 같이 근계영역은 수치적 분석영역으로 분할할 수 있다. 일반적으로 처분장에는 폐기물이 용기에 수용된 상태로 처분되는데, 상기 수치적 분석영역은 동일한 종류의 용기에 수용된 폐기물들은 단일한 가상적인 한 개의 폐기물 용기에 상응하여 동등한 콘크리트박스에 모두 함께 처분되는 것으로 가정할 수 있다. 이때 각 처분장내의 폐기물 대표 용기 1개에 대해서 선원항 1개가 개별적으로 대응하도록 모델링하게 된다.As described above, the root-mean-square region can be divided into numerical analysis regions. Typically, the repository is disposed of with the waste contained in a container, where the numerical analysis area assumes that the wastes contained in the same kind of container are disposed together in an equivalent concrete box corresponding to a single virtual one waste container . At this time, one representative model of the waste representative container in each disposal field is modeled to correspond to each one of the source items.

상기 선원항이란 원자력시설로부터 방출되는 방사능 발생원을 의미하고 피폭선량을 평가할 때 필요한 값으로 여러 곳에서 사용되고 있다. 일반적으로는 선원항은 환경 중의 이행경로 시발점에서의 입력값으로 시설로부터 방출되는 방사성 핵종의 종류와 양을 의미한다. 재처리시설의 경우 평상시와 사고 시의 배기통 혹은 폐액방출구에서 방출되는 방사성 핵종이 대상이 될 수 있다.The term "source term" means a source of radiation emitted from a nuclear facility and is used in various places as a value required for evaluating the exposure dose. In general, the term "source" refers to the type and amount of radionuclides emitted from the facility as input at the starting point of the transition path in the environment. In the case of reprocessing facilities, it may be the target of radioactive nuclear waste that is emitted from the exhaust pipe at the time of an accident or the waste liquid discharge outlet.

한편 원계영역 및 생태계는 연속적 분석영역으로 분할할 수 있다. 이때 암반균열 매질은 매질 내 핵종의 이동 거리와 이동단면, 분산계수, 그리고 매트릭스 내로의 확산도 정의하는데, 이동단면을 얻어내기 위해서는 균열의 폭이나 PlumeWidth로 나타낸, 실제 오염된 지하수의 유동 넓이 등이 고려될 수 있다.On the other hand, the original area and the ecosystem can be divided into continuous analysis areas. In this case, the rock cracking medium defines the moving distance, the moving surface, the dispersion coefficient, and the diffusion into the matrix of the radionuclide in the medium. In order to obtain a moving section, the width of the crack or the flow width of the actual contaminated groundwater, Can be considered.

이렇게 원계영역으로서의 처분장 주변 모암 내 천연방벽은 평판균열을 갖는 균열매질로 모델링 될 수 있어, 이 균열매질을 따라 지하수의 유동이 발생하고 다시 이 지하수의 유동에 따라 핵종이 이류와 분산과정을 통하여 계속 이동하게 된다. 그리고 이와 동시에 균열과 균열 벽으로의 매트릭스 확산이 이루어지면서 동시에 핵종의 매질과의 흡탈착 반응에 따른 지연효과도 함께 고려될 수 있다.In this way, the natural barrier in the parent rock around the disposal site can be modeled as a cracking medium with plate cracks, so that groundwater flows along this cracking medium, . At the same time, the matrix diffusion to the cracks and the crack wall is performed, and at the same time, the delay effect due to the adsorption / desorption reaction with the medium of the nuclide can be considered.

한편 이와 같은 수치적 분석영역 및 연속적 분석영역의 모델링은 상용 프로그램을 이용하여 이루어질 수도 있다. 상기 상용 프로그램으로는 다양한 유동요소들의 흐름을 모사적 기법으로 모델링할 수 있는 골드심(Goldsim)등의 프로그램이 포함될 수 있다. 또한 상기 골드심의 경우 프로그램 내에 포함된 Cell Pathway, Pipe Pathway 등의 객체지향적 이동모사 도구들 이용하여 각 영역의 모델링을 수행할 수 있다.Meanwhile, the modeling of the numerical analysis area and the continuous analysis area may be performed using a commercial program. The commercial program may include a program such as Goldsim which can model the flow of various flow elements by a simulated technique. In addition, in the case of the gold shim, modeling of each area can be performed using object-oriented moving simulation tools such as a cell pathway and a pipe pathway included in the program.

상기 Cell Pathway의 경우 점과 점 사이의 유동을 모델링할 수 있으며, 따라서 수치적 분석영역의 모델링에 사용될 수 있다. 그리고 상기 Pipe Pathway의 경우 연속적인 유동을 모델링할 수 있으며, 따라서 연속적 분석영역의 모델링에 사용될 수 있다.In the case of the Cell Pathway, the flow between the points can be modeled and thus can be used for modeling the numerical analysis area. In the case of the pipe pathway, the continuous flow can be modeled, and thus can be used for modeling the continuous analysis region.

이상 설명한 모델링단계(S20) 이후에는, 매칭단계(S25)가 수행될 수 있으며, 상기 매칭단계(S25)는 상기 모델링단계(S20)에서 획득한 수치적 분석영역 내의 방사성 핵종의 거동 모델링 결과 및 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 모델링 결과 간을 서로 매칭시키게 된다.After the modeling step S20 described above, a matching step S25 may be performed, and the matching step S25 may include a modeling result of the behavior of the radionuclides in the numerical analysis region obtained in the modeling step S20, And the modeling results of the radionuclides in the analysis area are matched with each other.

이와 같이 하는 이유는 비연속적인 수치적 분석영역의 모델링 결과와 연속적인 연속적 분석영역의 모델링 결과가 서로 호환되도록 하기 위함이다. 이는 상기 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 질량이동률을 산출하는 것으로 상기 수치적 분석영역과 연속적 분석영역의 모델링 결과를 서로 호환시킬 수 있다.The reason for doing this is to ensure that the modeling results of the discontinuous numerical analysis region and the modeling results of the successive continuous analysis region are compatible with each other. This is to calculate the mass transfer rate of the radionuclide in the continuous analysis region so that the modeling results of the numerical analysis region and the continuous analysis region can be compatible with each other.

이와 같이 질량이동률로 서로의 모델링 결과를 호환하는 것은, 수학적, 물리적으로 성질이 다른 두 영역 간의 모델링 결과 사이 사이에서 방사성 핵종 이동의 연속성을 확보하는 것이 필요한데, 물질의 이동을 모사하기 위해 두 경로를 연계하기 위해서는 질량을 보존시키는 것이 가장 유리하기 때문이다.The compatibility of modeling results with mass transfer rates is necessary to ensure continuity of radionuclide migration between modeling results between two mathematically and physically different domains. In order to simulate the movement of materials, This is because it is most advantageous to store the masses in order to link them.

그리고 상기 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 질량이동률은, 하기의 수학식에 의해 산출될 수 있다.And the mass transfer rate of the radionuclide in the continuous analysis region can be calculated by the following equation.

Figure pat00002
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또한 이에 따라 연산단계(S30)에서 용이하게 수치적 분석영역과 연속적 분석영역 간의 방사성 핵종 이동량을 산출할 수 있게 된다.Accordingly, it is possible to easily calculate the radionuclide migration amount between the numerical analysis region and the continuous analysis region in the calculation step S30.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법에 있어서, 분할된 각 분석영역 간 방사성 핵종의 거동을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating the behavior of radionuclides in the divided analysis regions in the method of simulating the radionuclide behavior in the radioactive waste disposal system according to the embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 연산단계(S30)에서는 분할된 각 분석영역 간 방사성 핵종의 이동량을 산출하게 된다. 예시의 경우, 지하수 등을 통해 유출되는 방사성 핵종은 근계영역(100)의 각 수치적 분석영역(a1, a2)으로부터 원계영역(200)의 각 연속적 분석영역(a3, a4)으로 거동되며, 이는 곳 생태계(300)의 각 연속적 분석영역(a5, a6)으로 거동된다.As shown in FIG. 3, in the calculation step S30, the amount of movement of the radionuclide between each of the divided analysis regions is calculated. For example, radionuclides flowing out through groundwater or the like behave from the respective numerical analysis regions a1 and a2 of the near-field region 100 to the respective continuous analysis regions a3 and a4 of the original region 200, (A5, a6) of the ecosystem 300, respectively.

이와 같이 각 분석영역 간의 방사성 핵종의 이동량을 산출하여 전체 방사성폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종의 거동을 모델링할 수 있게 된다.Thus, it is possible to model the behavior of radionuclides in the entire radioactive waste disposal system by calculating the amount of radionuclide migration between the respective analysis regions.

한편 일반적인 방사성 핵종의 거동 외에도, 다양한 유출 시나리오가 발생할 수 있다. 이하에서는 이들을 고려하여 방사성 핵종 거동을 모델링하는 방법에 대해 설명하도록 한다.In addition to the behavior of common radionuclides, a variety of runoff scenarios can occur. Hereinafter, a method of modeling the behavior of radionuclides will be described taking these factors into consideration.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에 있어서, 방사성 폐기물 처분장(10)에 인접하게 굴착된 우물(w1)에 유입되는 지하수 유동 영역인 캡쳐존(z)을 나타낸 도면이다.4 is a schematic diagram of a radioactive waste disposal system according to an embodiment of the present invention. In the radioactive waste disposal system according to an embodiment of the present invention, a capture zone z, which is a groundwater flow area flowing into a well w1 excavated adjacent to a radioactive waste repository, Fig.

도 4에 도시된 바와 같이, 방사성 폐기물 처분시스템 내에는 지표면으로부터 다양한 우물이 굴착될 수 있다. 일반적으로 처분장(10)에 근접하여 처분장(10) 바닥의 깊이에 이르는 심층 우물(w1)을 굴착한 경우, 이 심층 우물(w1)을 통해 우물물을 취수하고 이를 식수로 이용하는 것과 동시에 농작물에 대한 경작과 가축의 사육에도 이용될 수 있으며, 이에 따라 다량의 방사성 핵종이 우물(w1)을 통해 생태계(300)로 이동될 수 있다. 이는 결국 방사성 폐기물 처분시스템 내 우물 굴착에 관련된 농축 피폭집단의 섭생 경로에 관한 사실상의 최악의 시나리오가 된다.As shown in Fig. 4, various wells can be excavated from the surface of the earth in the radioactive waste disposal system. In general, when a deep well (w1) reaching the depth of the bottom of the repository (10) is excavated near the repository (10), the well water is taken through the deep well (w1) and used as drinking water. At the same time, And livestock, so that a large amount of the radioactive nuclei can be transferred to the ecosystem 300 through the well w1. This eventually becomes the de facto worst case scenario for the regeneration pathway of the concentrated exposure group associated with well excavation in a radioactive waste disposal system.

그리고 처분장(100)으로부터 보다 많이 이격 되어 있는 우물(w2)이라면 보다 상대적으로 적은 핵종이 우물(w2)을 통해 생태계(300)로 이동되고 나머지는 자연적인 지하수의 유동을 따라 처분장(10) 및 원계영역(200)을 통해 암반 매질을 통하여 생태계(300)로 이동되어 나갈 것으로 기대할 수 있어 이에 대한 세밀하고 타당한 모델링 방안을 위한 방법론이 요구된다.And the waters w2 that are more distant from the repository 100 are transported to the ecosystem 300 through relatively less nuclear paper wells w2 and the remainder are transported through the repository 10, It can be expected that it will be transferred to the ecosystem 300 through the rock mass through the region 200, and a methodology for detailed and proper modeling is required.

또한 처분장(10)으로부터 우물(w2)이 이격되어 굴착되는 경우라면 우물(w2)의 굴착 깊이는 천층이 될 가능성이 매우 높게 되는데, 실제로 처분장(10)이 언덕 위에 위치하게 되면 방사성 폐기물 처분시스템의 지표면은 바다로 향하는 완만한 경사를 이루게 되므로, 투수 계수가 낮은 암반층과의 경계가 뚜렷하게 구분되지 않는 대수층이 존재하지는 않더라도 이러한 언덕 아래에서 굴착되는 우물(w2)은 심층에 굴착되는 것으로 기대하기는 어렵게 되어 천층 우물(w2)로 모델링한다.In addition, if the well w2 is excavated from the repository 10, the excavation depth of the well w2 becomes very high. If the repository 10 is actually located on a hill, the radioactive waste disposal system Since the surface of the earth is a gentle slope toward the sea, it is difficult to expect that the well (w2) excavated below these hills will be excavated in the deep layer, even though there is no aquifer whose boundary with the rock layer is not clearly distinguished And modeled as a shallow well (w2).

한편 지하수를 따라 처분장(10)을 빠져 나온 방사성 핵종의 일부는 지하수의 유동을 따라 우물(w1, w2)로 들어가게 되며, 나머지는 여전히 유동을 계속하여 결국 바다 등으로 나가게 되는데, 이를 정량화하기 위하여 캡쳐존(z, Capture zone)의 개념을 도입한다.Meanwhile, a portion of the radionuclide that has passed through the groundwater 10 from the repository 10 enters the wells (w1, w2) along with the flow of the groundwater, while the remainder continues to flow and eventually goes out to sea. We introduce the concept of zone (z, Capture zone).

우물(w1, w2)에서의 펌핑이 이루어지지 않는 경우는 지하수 유동의 변화가 일어나지 않겠지만, 펌핑이 이루어질 경우에는 지하수의 유동 변화가 나타나는 영역(f1, f2, f3)과 그렇지 않은 영역으로 나뉘게 된다. 따라서 본 발명에서는 펌핑에 의해 지하수의 유동 변화가 있는 영역을 캡쳐존(z)으로 정의한다. If the pumping is not performed in the wells (w1, w2), the groundwater flow will not change, but if the pumping is performed, the groundwater flow is divided into the areas (f1, f2, f3) . Therefore, in the present invention, a region where flow of groundwater is changed by pumping is defined as a capture zone z.

상기 캡쳐존(z)에 의하여 펌핑이 있는 경우에도 이 범위 밖으로는 펌핑에 따른 영향이 미치지 않지만 이 경계 내부는 펌핑에 의해 영향을 받게 되는 구역을 나타내며, 따라서 이 캡쳐존(z) 내부의 모든 지하수는 우물(w1, w2)에 의해 모두 펌핑되는 것으로 모델링 할 수 있다.Even if there is pumping by the capture zone z, the outside of this range has no effect on the pumping, but the inside of the boundary represents the area to be affected by the pumping, so that all the groundwater Can be modeled as being all pumped by wells w1, w2.

이때 상기 분할단계(S10)는, 이오 같은 캡쳐존(z)을 연속적 분석영역으로 분할할 수 있다.In this case, the dividing step S10 may divide the capture zone z into a continuous analysis region.

한편 우물 굴착 시나리오 외에도, 상기 모델링단계에서 고려되는 상기 유출 시나리오는 콜로이드 시나리오 및 킬레이팅에이전트 시나리오 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition to well excavation scenarios, the leaking scenarios considered in the modeling step may include at least one of a colloidal scenario and a chelating agent scenario.

그리고 상기 연산단계(S30)는, 상기 콜로이드 시나리오 및 상기 킬레이팅에이전트 시나리오를 고려하여 방사성 핵종의 이동량을 계산할 수 있다.The calculating step S30 may calculate the amount of movement of the radionuclide in consideration of the colloidal scenario and the chelating agent scenario.

자연 지하수 내에는, 산화물이나 수산화물, 유기산, 광물 입자 등 여러 가지의 콜로이드 입자가 존재할 수 있고 대부분의 콜로이드는 표면에 전하를 띠고 있어 금속 이온 등을 흡착하게 된다.In natural groundwater, various kinds of colloid particles such as oxides, hydroxides, organic acids, and mineral particles can exist, and most of the colloids are charged on the surface, and adsorb metal ions and the like.

또한 셀루로스 분해화합물 및 EDTA와 같은 제염화학제가 주요 착화물로서 처분된 폐기물 내에 폐기물과 함께 존재할 수 있게 되는데, 대개 그 함유량은 무게로 0.006 wt%이하이지만 이들도 콜로이드와 마찬가지로 핵종의 이동에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.In addition, decontamination compounds such as cellulosic decomposition compounds and EDTA can be present along with the waste in the waste disposed as the main complex, usually containing less than 0.006 wt% by weight, but they also affect the movement of the nuclide .

이러한 착화제로서의 킬레이팅 에이전트는 콜로이드와 화학적으로나 물리적으로 동일한 것으로 간주하되 콜로이드와 달리 흡착만을 허용하는 비가역적이라는 성질을 일부 고려하여, 콜로이드와 킬레이터의 반감기를 서로 상이하게 고려하여 모두 가속화 현상을 초래하는 것으로 모델링할 수 있다.As a chelating agent as such a complexing agent, it is regarded as chemically and physically equivalent to a colloid. However, considering the irreversible nature of adsorption, unlike colloid, it is considered that the half-lives of colloid and chelator are different from each other, Modeling can be done.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에 있어서, 지하수의 유량률이 일정한 경우 분할된 소정 영역을 수치적 분석방법 및 연속적 분석방법으로 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 분석영역 분할에 따른 방사성폐기물 처분시스템에 있어서, 지진 등이 발생하여 지하수의 유량률이 불규칙한 경우 분할된 소정 영역을 수치적 분석방법 및 연속적 분석방법으로 각각 분석한 결과를 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing a result of analyzing a divided region by a numerical analysis method and a continuous analysis method, respectively, when the flow rate of the groundwater is constant in the radioactive waste disposal system according to the embodiment of the present invention And FIG. 6 is a graph showing the results of a numerical analysis method and a continuous analysis method of a radioactive waste disposal system according to an embodiment of the present invention when a flow rate of groundwater is irregular due to an earthquake, The results are shown in FIG.

도 5의 경우, 별다른 유출 시나리오가 발생하지 않아 지하수의 유량률이 일정한 경우이다. 이와 같은 경우에는 수치적 분석방법 및 연속적 분석방법 모두 그 분할 영역 개수에 무관하게 서로 일치되는 것을 확인할 수 있다.In the case of FIG. 5, the flow rate of the groundwater is constant because no other outflow scenario occurs. In this case, both the numerical analysis method and the continuous analysis method agree with each other irrespective of the number of divided areas.

다만, 도 6의 경우, 지진 시나리오가 발생한 경우로서, 지하수의 유량률이 크게 불규칙해진다. 이와 같은 경우에는 수치적 분석방법의 경우 2개, 10개, 20개의 영역의 개수에 따라 그 거동 변화가 매우 커지는 것을 알 수 있으며, 연속적 분석방법의 경우 1, 2, 3, 5, 10, 20개의 영역의 개수에 따라 거동 변화가 증가하는 것을 확인할 수 있다.However, in the case of Fig. 6, the flow rate of the groundwater becomes largely irregular when the earthquake scenario occurs. In this case, it can be seen that the numerical analysis method greatly changes its behavior according to the number of 2, 10, and 20 regions. In case of the continuous analysis method, 1, 2, 3, 5, 10, 20 It can be seen that the behavior change increases with the number of regions.

지진이 일어나는 시점, 즉 0.5년에서의 유량률이 갑자기 증가하는 파과곡선 상, 보다 많은 연속적 분석영역을 사용하면서 피크가 두드러지게 증가하며 보다 정확한 모사에 근접하는 것으로 나타나기는 하지만, 계속적으로 증가하는 형태를 보이면서도 여전히 일정한 값으로 수렴하지 않는 것으로 나타나는 것을 알 수 있다.The breakthrough curve at which the flow rate suddenly increases at the time of the earthquake, that is, at 0.5 years, shows a steep increase in the peak and nearer accuracy, while using more continuous analysis areas, But it does not converge to a constant value.

이 때 파과곡선 아래 부분의 면적은 늘 일정하므로 지진의 영향에 따른 유량률의 증가와 함께 피크가 증가하며 끝부분이 낮아지는 형태가 일정한 형태로 수렴하지 않고 도드라져 개수의 증가에만 의존할 수는 없다.In this case, since the area under the breakwater curve is always constant, the peak increases with the increase of the flow rate due to the influence of the earthquake, and the shape of the lower part of the end is not converged to a constant shape, none.

이는 연속적 분석방법이 수치적 분석방법과 같은 성격의 물리적 매질이었다면 유한 차분법의 경우와 다르지 않게 분할 영역의 수를 증가시켜 나가며 보다 정확한 해를 얻어 내는 것이 가능하지만, 연속적 분석방법에서는 아무리 작은 거리를 모사하는 영역에 대해서도 지진이 발생하는 순간에 이미 전달 받은 질량에 대해서는 지진에 따른 유량률 증가의 영향을 받지 않는 부분이 여전히 남기 때문이다.This is because, if the continuous analysis method is a physical medium having the same nature as the numerical analysis method, it is possible to obtain a more accurate solution by increasing the number of divided regions not different from the case of the finite difference method. However, For the simulated area, masses already delivered at the moment of earthquake are still left unaffected by the increase in the flow rate due to the earthquake.

따라서 이러한 예와 유사한 경우로 유동계가 급변하거나 매질 내에 질량의 변화가 있는 경우에 대한 모사에서 세심한 유의가 필요할 것이다.Therefore, it is necessary to pay close attention to the case where the flow system changes abruptly or the mass changes in the medium due to a similar case to this example.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments and the accompanying drawings described in the present specification are merely illustrative of some of the technical ideas included in the present invention. Accordingly, the embodiments disclosed herein are for the purpose of describing rather than limiting the technical spirit of the present invention, and it is apparent that the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1: 방사성폐기물 처분시스템 10: 처분장
100: 근계영역 200: 원계영역
300: 생태계 z: 캡쳐존
1: Radioactive waste disposal system 10: Repository
100: a root-related area 200:
300: ecosystem z: capture zone

Claims (8)

방사성폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종의 거동을 모사하는 방법에 있어서,
방사성폐기물 처분시스템의 전 구역을 수치적 분석영역 및 연속적 분석영역으로 분할하는 분할단계;
발생 가능한 유출 시나리오에 따라, 상기 수치적 분석영역 및 상기 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 거동을 각각 모델링하는 모델링단계; 및
상기 모델링단계에서 획득한 모델링을 적용하여 상기 분할단계에서 분할된 각각의 영역 간의 방사성 핵종의 이동량을 계산하는 연산단계;
를 포함하는 분석영역 분할에 따른 방사성폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법.
A method for simulating the behavior of a radionuclide in a radioactive waste disposal system,
A division step of dividing the entire area of the radioactive waste disposal system into a numerical analysis area and a continuous analysis area;
A modeling step of modeling the behavior of the radionuclides in the numerical analysis area and the continuous analysis area, respectively, according to a possible outflow scenario; And
Calculating an amount of radionuclide movement between each of the regions divided in the dividing step by applying the modeling obtained in the modeling step;
A method for simulating radionuclide behaviors in a radioactive waste disposal system following an analysis zone partitioning.
제1항에 있어서,
상기 모델링단계 및 상기 연산단계 사이에는,
상기 모델링단계에서 획득한 수치적 분석영역 내의 방사성 핵종의 거동 모델링 결과 및 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 모델링 결과 간을 서로 매칭시키는 매칭단계;
가 더 포함되는 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법.
The method according to claim 1,
Between the modeling step and the calculating step,
A matching step of matching the results of modeling the behavior of the radionuclides in the numerical analysis region acquired in the modeling step and the results of modeling the radionuclides in the continuous analysis region;
A method for simulating radionuclide behaviors in a radioactive waste disposal system according to an analysis region partitioning.
제2항에 있어서,
상기 매칭단계는,
상기 연속적 분석영역 내의 방사성 핵종의 질량이동률을 산출하는 과정을 포함하는 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법.
3. The method of claim 2,
The matching step comprises:
And calculating the mass transfer rate of the radionuclide in the continuous analysis region. A method of simulating radionuclide behavior in a radioactive waste disposal system according to an analysis region partitioning.
제3항에 있어서,
상기 연속적분석영역 내의 방사성 핵종의 질량이동률은,
Figure pat00003

의 수학식을 이용하여 산출되는 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법.
The method of claim 3,
The mass transfer rate of the radionuclide in the continuous analysis region may be,
Figure pat00003

A method for simulating radionuclide behaviors in a radioactive waste disposal system based on analytical domain segmentation,
제1항에 있어서,
상기 방사성 폐기물 처분시스템은 근계영역, 원계영역 및 생태계를 포함하며,
상기 분할단계는,
상기 근계영역을 하나 이상의 수치적 분석영역으로 분할하고,
상기 원계영역 및 상기 생태계를 하나 이상의 연속적 분석영역으로 분할하는 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법.
The method according to claim 1,
The radioactive waste disposal system includes a near-field region, a far field region, and an ecosystem,
Wherein the dividing step comprises:
Dividing the near-field region into one or more numerical analysis regions,
A method for simulating radionuclide behaviors in a radioactive waste disposal system according to an analytical domain segmentation that divides the scarce region and the ecosystem into one or more continuous analysis regions.
제1항에 있어서,
상기 모델링단계에서 고려되는 상기 유출 시나리오는 우물 굴착 시나리오를 포함하며,
상기 분할단계는,
상기 방사성 폐기물 처분시스템의 전 구역 중 굴착된 우물에 유입되는 지하수가 유동되는 영역을 캡쳐존으로 설정하고, 상기 캡쳐존을 연속적 분석영역으로 분할하는 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법.
The method according to claim 1,
The outflow scenario considered in the modeling step includes a well excavation scenario,
Wherein the dividing step comprises:
Wherein a capture zone is set as a capture zone in which the groundwater flowing into the excavated wells of the whole area of the radioactive waste disposal system flows and a capture zone is divided into a continuous analysis region, Method of simulating behavior.
제1항에 있어서,
상기 모델링단계에서 고려되는 상기 유출 시나리오는 콜로이드 시나리오 및 킬레이팅에이전트 시나리오 중 적어도 하나를 포함하며,
상기 연산단계는,
상기 콜로이드 시나리오 및 상기 킬레이팅에이전트 시나리오를 고려하여 방사성 핵종의 이동량을 계산하는 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the outflow scenario considered in the modeling step comprises at least one of a colloidal scenario and a chelating agent scenario,
Wherein,
Method for simulating radionuclide behaviors in a radioactive waste disposal system according to an analytical domain split to calculate the amount of radionuclide migration taking into account the colloid scenario and the chelating agent scenario.
제1항에 있어서,
상기 분할단계 및 상기 모델링단계 사이에는,
분할된 상기 수치적 분석영역 및 상기 연속적 분석영역을 세부적으로 재분할하는 재분할단계가 더 포함되는 분석영역 분할에 따른 방사성 폐기물 처분시스템에서의 방사성 핵종 거동 모사 방법.
The method according to claim 1,
Between the dividing step and the modeling step,
Wherein the step of dividing the numerical analysis region and the continuous analysis region further comprises the step of re-dividing the divided numerical analysis region and the continuous analysis region.
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KR20200132285A (en) * 2019-05-16 2020-11-25 소레즈 주식회사 Data Mining System Using dimensionless number and the method of the same
KR20200134059A (en) * 2019-05-21 2020-12-01 한국원자력연구원 Comprehensive performance evaluation system based on process for radioactive waste disposal system and method thereof
KR102277825B1 (en) 2020-12-17 2021-07-14 주식회사 지오그린21 System and method for monitoring a multilayer structure in three dimension based on a variety of sensors
CN113866355A (en) * 2021-09-13 2021-12-31 中国人民解放军63653部队 Water-rock action and nuclide migration simulation experiment method in multiple barriers of disposal reservoir

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200132285A (en) * 2019-05-16 2020-11-25 소레즈 주식회사 Data Mining System Using dimensionless number and the method of the same
KR20200134059A (en) * 2019-05-21 2020-12-01 한국원자력연구원 Comprehensive performance evaluation system based on process for radioactive waste disposal system and method thereof
KR102277825B1 (en) 2020-12-17 2021-07-14 주식회사 지오그린21 System and method for monitoring a multilayer structure in three dimension based on a variety of sensors
CN113866355A (en) * 2021-09-13 2021-12-31 中国人民解放军63653部队 Water-rock action and nuclide migration simulation experiment method in multiple barriers of disposal reservoir
CN113866355B (en) * 2021-09-13 2023-10-10 中国人民解放军63653部队 Simulation experiment method for water rock action and nuclide migration in multiple barriers of treatment library

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