Copper, mainly used as a material for outer canister, generates various corrosion products under aerobic and anaerobic conditions in the operational and/or post-closure phases of the deep geological repository. These products could affect performance of engineering barrier system (EBS) through interaction with surrounding bentonite that makes up the buffer and backfill materials. Accordingly, in this study, we suggested research items to be conducted to minimize degradation of EBS due to copper corrosion products, based on the phenomenological review results for copper corrosion mechanisms and interaction between resultant product and bentonite in the deep geological disposal environment. During the post-closure phase, condition in the disposal facility changes form aerobic to anaerobic over time, and thereby, causes and products of copper corrosion vary. Under aerobic condition, copper corrosion is mainly induced by oxygen (O2) in the repository, chloride (Cl-) and carbonate (CO3 2-) ions from groundwater flowing into the facility, resulting in corrosion products such as cuprite (Cu2O), tenorite (CuO), atacamite (CuCl2·3Cu(OH)2) and malachite (Cu2CO3(OH)2). And, copper corrosion under anaerobic condition is primarily due to hydrogen sulfide (H2S) and sulfate (SO4 2-) in groundwater flowing into the facility, leading to formation of chalcocite (Cu2S) and covellite (CuS) as corrosion products. Depending on environment of the disposal facility, copper corrosion products are dissolved and ionized to Cu2+ in groundwater, and subsequently adsorbed on the nearby smectite. Then, it causes a cation exchange reaction with exchangeable cations in the interlayer of smectite. As a result of reviewing the previous experiments, it was confirmed that Cu2+-exchanged bentonite has a slightly reduced basal spacing and swelling capacity. From the results as above, there is a possibility that performance of EBS may be degraded due to copper corrosion products. To minimize its effect of degradation in the domestic facility, items to be further studied are as follows: (a) Method for reducing copper corrosion such as selection of appropriate material and structure for the canister, and (b) How to control dissolution of copper canister product into groundwater through predicting type and ionization process. The results of this study could be directly used to developing design concept of EBS for the domestic disposal facility and to establishing roadmap of future R&D programs.

원자력 발전소 내·외부 계통의 표면에 침적된 방사성핵종은 원자로 구조재 및 핵분열생성물의 부식생성물 활성화에 의해 생성된다. 특히, 1차계통 내부에서 물과 부식된 표면 사이의 지속적인 마찰은 냉각재와 부식생성물을 혼합하게 만든다. 그 리고 이것들은 계통을 따라 순환한다. 본 논문에서는 설계단계에서 사용되는 1차 계통의 부식생성물과 방사성 핵종의 양을 예측하는 CRUDTRAN, DISER, MIGA-RT 및 CPAIR 코드를 분석하였다. 또한, CRUDTRAN을 이용하여 국내 경수로 1차계통 내 부식생성물 거동을 예측하였다. 본 연구목적은 웨스팅하우스형 원전의 실제 데이터로 계산된 값을 측정값과 비교하여 부 식생성물 평가 모델의 신뢰도를 향상시키는데 있다.

가압경수형 원자력발전소 일차계통에서 발생되는 방사성 부식생성물(크러드)은 원자력발전소 작업종사자 피폭의 주요원인이다. 또한, 최근 원자력발전소의 장주기운전 추세에 따라 장기간 노심에 침적된 방사성 부식생성물은 hideout 현상으로 노심의 출력에 영향을 주는 축방향이상출력 (AOA) 현상의 원인이 되고 있다. 크러드의 주요 성분은 마그네타이트, 니켈 페라이트, 코발트 페라이트가 주를 이루며, 이러한 산화물 형태는 강자성의 자기적 성질을 가지고 있다. 따라서, 전자석과 영구자석의 적절한 배치를 통하여 자기장을 발생시켜 크러드를 제거하는 필터 개발을 위해 개념 설계를 하였다. 기존의 필터와 달리 유체의 흐름을 방해하지 않아 압력저하 현상이 발생하지 않고, 연속적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 크러드 제거 기술의 하나로써 활용될 수 있을 것으로 기대된다.