With respect to spent nuclear fuels, disposal containers and bentonite buffer blocks in deep geological disposal systems are the primary engineered barrier elements that are required to isolate radioactive toxicity for a long period of time and delay the leakage of radio nuclides such that they do not affect human and natural environments. Therefore, the thermal stability of the bentonite buffer and structural integrity of the disposal container are essential factors for maintaining the safety of a deep geological disposal system. The most important requirement in the design of such a system involves ensuring that the temperature of the buffer does not exceed 100℃ because of the decay heat emitted from high-level wastes loaded in the disposal container. In addition, the disposal containers should maintain structural integrity under loads, such as hydraulic pressure, at an underground depth of 500 m and swelling pressure of the bentonite buffer. In this study, we analyzed the thermal stability and structural integrity in a deep geological disposal environment of the improved deep geological disposal systems for domestic light-water and heavy-water reactor types of spent nuclear fuels, which were considered to be subject to direct disposal. The results of the thermal stability and structural integrity assessments indicated that the improved disposal systems for each type of spent nuclear fuel satisfied the temperature limit requirement (< 100℃) of the disposal system, and the disposal containers were observed to maintain their integrity with a safety ratio of 2.0 or higher in the environment of deep disposal.

고준위 방사성폐기물로 분류되는 사용후핵연료를 현재 기술로 가장 안전한 격리 방법으로는 500 m 심도의 안정한 암반에 심지층 처분하는 방법으로, 가장 중요한 요건은 공학적방벽인 완충재의 온도가 100℃를 초과하지 않도록 시스템을 설계하 는 것이다. 국내의 경우 전체 전력 소요량의 약 30% 정도를 차지하고 있는 원자력발전으로 발생되는 사용후핵연료의 양은 지속적으로 증가하여 누적되고 있어, 이들을 처분하기 위한 소요면적도 증가하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 처분면적을 감소시킴으로써 처분효율을 향상시키기 위한 목적으로 다양한 복층처분 개념을 도출하였다. 이를 바탕으로 중요한 처분시 스템 요건 만족여부를 확인하기 위하여 열해석을 수행하고 그 결과를 분석하여 처분시스템 열적 안정성을 평가하였다. 평 가결과, 기준시스템 위치인 500 m 심도로부터 상부 또는 하부로 75 m를 이격한 심도에 복층으로 처분시스템 구축이 가능 하였으며, 실제 부지특성자료에 따른 상세 분석이 요구된다. 본 연구결과는 사용후핵연료 관리정책 수립 및 실제 처분시스 템 설계에 활용될 것으로 사료된다.

사용후핵연료 또는 고준위폐기물의 안전한 처분을 위하여 지난 수십 년 동안 많은 나라들이 다양한 처분대안을 연구하여 왔다. 본 논문에서는 심지층처분기술에 있어서 사용후핵연료를 직접 처분하는 방안으로서 처분효율 향상을 위한 다양한 방 안 중의 하나로 고려할 수 있는 PWR 사용후핵연료 집합체를 해체하여 연료봉을 밀집한 경우에 대한 처분 효율을 분석하였 다. 이를 위하여, 우선 사용후핵연료 연료봉 밀집개념과 관련 처분용기 및 심지층처분 개념을 설정하였다. 이 개념에 근거하 여 심지층 처분시스템의 공학적방벽 설계에 있어서 가장 중요한 요건인 완충재의 온도 제한요건을 만족시키는지 여부를 확 인하기 위하여 각 처분개념 별로 열해석을 수행하였다. 그리고, 처분공 간격, 처분터널 간격 및 처분용기 열발산 면적에 따 른 열해석 결과를 바탕으로, 단위처분면적 관점에서의 처분효율을 비교/분석하고 평가하였다. 또한, 사용후핵연료봉을 밀 집시킨 경우에 있어서 냉각기간에 따른 처분개념을 분석하였다. 분석결과에 따르면 사용후핵연료봉을 밀집하여 심지층처 분하는 경우 처분효율 측면에서 불리한 것으로 판단되었다. 다만, 사용후핵연료의 냉각기간을 70년 이상으로 장기화 할 경 우 처분효율은 향상될 것으로 예상되지만, 사용후핵연료의 내구성 및 장기저장에 따른 조건 등 추가적인 분석이 필요하다.

산림휴양과 숲체험을 위하여 진주시 근교에 위치한 월아산에 도시숲 프로그램을 제안하고자 하였다. 이를 위해 대상지의 현황 및 역사 등 을 분석하였고, 지역주민을 대상으로 인식과 선호도에 관하여 설문조사 및 통계분석을 실시하였다. 현황분석에서 대상지는 관리부실로 낙 후된 숲 시설, 프로그램 등의 문제점을 파악할 수 있었고, 인접한 진주 혁신도시 인구증가로 인하여 휴게시설 증설이 필요할 것으로 예측되 었다. 설문분석에서 최근까지 월아산 이용목적은 운동 및 산책이며, 주로 가족단위로 자가용을 이용해 찾아오지만 이용빈도는 연중 1~2회 로 낮은 비율을 보였다. 현황 및 설문 분석을 종합하여 도시숲 프로그램 계획에서 3E라는 개념을 설정하였다. 3E는 Experimental(체험할 수 있는 공간), Everlasting(역사를 지닌 공간), Emblematic(상징적인 공간)로 구분하여 정의될 수 있다. 그 개념을 대상지에서 구현하기 위 해서 먼저 낙후된 산림욕장, 청곡사 주변부지, 장군대봉 등을 연결하는 통로를 정비하고 휴게시설을 조성하여 통행 및 휴식의 매력과 이용 편리를 개선하고, 그와 같은 조건에서 방문객을 유인할 수 있는 프로그램 계획하였다. 프로그램 계획의 주요한 특징은 세 가지로 구분할 수 있다. 첫째, 삼림욕장에 학습장을 조성하고 숲 교육 프로그램을 도입하고, 산책로를 건강 및 휴식을 위한 힐링 숲길로 조성하고 산책, 휴식, 자연학습 등의 숲 체험 프로그램을 도입한다. 둘째, 역사 및 문화자원인 청곡사 및 그 주변을 그 맥락에 부합하도록 정비하고 청곡사와 학영 지를 연결하는 학영지의 이름을 딴 학영로라는 역사 및 문화 산책로를 조성하여 역사 및 문화 스토리텔링 프로그램을 도입한다. 부가적으 로 청곡사와 휴게공간 사이의 연결성을 확보하여 기존의 산책 및 운동을 위한 통로에 역사, 휴식 등의 기능을 부여하여 잠재적으로 다양하 고 풍부한 프로그램을 수용할 수 있도록 한다. 마지막으로 상징적인 공간인 장군대봉 주변 부지에서 월아산 정상부로 월아산 이름의 유래 에서 모티브를 얻은 달을 형상화한 조형물을 랜드마크(landmark)로서 설치한다. 이를 통해 등산을 위해 산을 오를 뿐만 아니라 색다른 볼 거리를 즐기기 위해 산을 오르게 함으로써 더 많은 방문객을 유인할 수 있도록 한다.