본 논문은 고준위폐기물 처분시스템에서 공학적방벽의 열-수리-역학적(Thermal-hydraulic-mechanical) 복합거동 실증을 위 In-DEBS (In-situ Demonstration of Engineered Barrier System) 를 개발하여 구축하는 과정에 대해 설명한다. 공학적방벽은 크게 처분용기, 완충재 그리고 근계암반으로 이루어져 있는데, In-DEBS는 완충재 및 근계암반을 대상으로 지하수 유입 및 처분용기의 발열에 의한 THM 복합거동을 분석할 수 있도록 설계되어 있다. In-DEBS 현장시험은 A-KRS의 1/2.3 규모로 설계되어 있기 때문에 처분공의 지름이 약 860 mm로 작게 굴착하였다. 따라서, 처분공 안에서 센서와 히터를 삽입하면서 완충재 블록을 조립하는 것은 힘들기 때문에 완충재 블록 일체형 설치 틀(OBPA)를 개발하여 외부에서 모두 조립하였다. 완충재블록, 센서 및 히터가 조립 완료된 일체형 설치 틀은 총 무게가 약 3톤으로 매우 무겁기 때문에, 처분공에 정확히 삽입하기 위해서는 특별한 운송기구가 필요하다. 본 연구에서는 레일을 이용하여 5톤 이상의 무게를 들어서 정확한 위치에 정치 시킬 수 있는 In-DEBS 전용 크레인을 개발하여 조립완료된 완충재 블록을 삽입하였다. 근계암반의 THM 복합거동을 분석하기 위해 In-DEBS 주위로 4개의 시험공을 굴착하여 총 40개의 온도 센서와 5개의 간극수압계를 설치하였다. 또한 근계암반의 변위를 측정하기 위해 원거리에서 두 개의 경사공을 굴착하여 총 10개의 변위 센서를 삽입하였다. In-DEBS에는 공학적방벽시스템에 온도, 상대습도, 압력, 그리고 변위 센서 등 총 185개의 센서가 설치되어 있으며, 이 센서들은 모두 다채널 동시 측정이 가능한 계측시스템에 연결되어 실시간으로 현장데이터를 저장하게 된다.

The paper describes the process of developing and implementing In-DEBS (In-situ Demonstration of Engineered Barrier System) for analyzing thermal-hydraulic-mechanical (THM) coupled behavior characteristics of an engineered barrier system in a high-level waste disposal system. The engineered barrier system is composed of a disposal canister, buffer, and near field rock. In-DEBS is designed to analyze the THM coupled behavior due to the inflow of underground water and the heat of disposal canisters in the buffer and near field rock. Since it is difficult to assemble the buffer block while installing sensors and heaters in a disposal hole, the buffer blocks were assembled from the outside. OBPA (One-Body Pre-Assembly) assembled with buffer blocks, sensors and heater requires special transport equipment to accurately insert it into the disposal hole because the total weight is about three tones. In this study, the fully assembled buffer block was inserted by developing a crane exclusively for In-DEBS, which can be moved into an accurate position by lifting more than five tones. To analyze the THM coupled behavior of the near field rock, 4 test holes were cored around In-DEBS and a total of 40 temperature sensors and 5 pore pressure sensors were installed in the test hole. A total of 185 sensors for temperature, relative humidity, pressure and displacement sensors were installed in the In-DEBS. All sensors were connected to a multichannel measuring system that stores field data in real time.

1. 서론
 2. In-DEBS 현장시험 개요 및 구성요소
 3. In-DEBS 현장설치
  3.1 KURT 시험모듈 상대습도 제어
  3.2 완충재 블록 일체형 설치 틀 개발
  3.3 완충재 블록 조립
  3.4 히터 설치
  3.5 THM센서 성능검증 및 설치
 4. OBPA 조립 및 삽입
  4.1 일체형 설치틀 조립 및 갭매움
  4.2 In-DEBS 이동용 크레인 개발
  4.3 OBPA 삽입 및 플러깅
 5. 근계 암반 물성 측정시스템 설치
  5.1 근계암반 온도 및 간극수압 측정용 수직공
  5.2 암반변위 측정용 경사공
 6. In-DEBS 데이터 계측 시스템
 7. 결론
 REFERENCES

• Young-Chul Choi(Korea Atomic Energy Research Institute) | 최영철 Corresponding Author
• Jin-Seop Kim(Korea Atomic Energy Research Institute) | 김진섭
• Seok Yoon(Korea Atomic Energy Research Institute) | 윤석
• Changsoo Lee(Korea Atomic Energy Research Institute) | 이창수