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기질내에서의 확산작용에 관한 자연유사연구의 한계
Limitation of Natural Analogue Studies on Rock Matrix Diffusion

Kim, Chang-Lak  
  • 초록

    기질내에서의 원소의 확산현상은 흡착 및 비흡착성 방사성핵종의 지하매질내 이동을 지연시키는 특성때문에 처분장의 안전성평가에서 매우 중요한 현상으로 간주된다. 이 현상을 실제 안전성평가에 적용하기 위하여 확산현상이 인지되는 자연현상 중에서 자연방사성원소의 농도변화 및 붕괴사슬을 이용한 자연유사 연구가 많이 수행되고 있고 그 현상이 준정량적으로 확인된다. 기질내 원소의 확산현상은 액체상의 흐름에 수반되어 일어나거나 열적 영향에 의해 국부적으로 일어나기도 하는데 후자의 경우는 고준위 방사성페기물 처분과 관련된 안정성평가에 그 중요성을 갖는다. 예를 들어 내덕리 화강암이 후기에 관입한 페그마타이트와 접촉하는 곳에서는 페그마타이트의 열적 영향에 의해 K, Rb, Sr 및 Ba과 같은 알카리 또는 알카리토 원소들과 Li, V및 Nb원소들이 접촉면으로부터 수직으로 약 9 cm 정도의 거리에 이르기까지 부화 또는 결핍된 이동현상이 관찰된다. 그러나 운반모델 설정을 위한 화산시간의 규모, 기질내 흡착된 핵종과 확산된핵종의 구분 등에 관한 연구는 필요한 시료의 취득치 불가능하여 이를 수행하지 못한 경우가 많다 이러한 문제점에도 불구하고 국내 처분장의 안전성 평가시에는 처분매질에 대하여 기질내 확산현상을 어느 정도 고려할 수 있는지를 자연유사 연구를 통해 규명되어야 할 것이다.


    The rock matrix diffusion provides a retarding mechanism for sorbing and especially non-sorbing radionuclides. It has to be verified not only theoretically and experimentally but also from natural phenomena, before the mechanism can be incorporated fully into transport codes. The natural analogue studies, such as the concentration variation of radionuclides in profiles perpendicular to fluid-conducting fractures and to intrusive contact zones, have been believed to provide a validation. In thermal alteration zones of Naeduckri granite intruded by a pegmatite, large alkali and alkaline earth elements such as K, Rb, Sr, and Ba were moderately migrated during thermal alteration. Li, V. and Nb were also migrated about 9cm in width from the contact between the granite and the pegmatite. The concentration variation of these elements in thermally altered zones seems to be resulted from the local migration due to the re-equilibration among the elements released from the breakdown of primary minerals in the granite. Most of these natural analogue studies simply show only the concentration variation of elements without detailed informations on the diffusion time and other important data fir interpreting the behaviour of radionuclides, because of the absence of appropriate minerals for age data. Despite this problem, natural analogue studies will be needed for transport models of radionuclides in safety assessment.


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