1. 서 론
2. 이론적 배경
2.1 암석의 열물성
2.2 국내외 암석 열물성 연구 사례
3. 시험 재료 및 방법
3.1 시험 재료
3.2 열물성 측정 방법
4. 시험 결과
4.1 암석의 기본물성치와 열물성
4.2 심도에 따른 암석 열물성
5. 토 의
5.1 편마암과 화강암의 열전도도 비교 분석
5.2 XRD 분석 기반 조암광물에 따른 열물성 특성
6. 결 론
1. 서 론
원자력 발전은 탄소를 배출하지 않고 전기를 안정적으로 생산할 수 있어 인공지능, 반도체 생산 등으로 인한 전력 수요 증가, 탄소 중립의 대안으로 추진되고 있다(MCEE, 2026). 하지만 원자력 발전 시 필연적으로 발생하는 고준위방사성폐기물은 장시간 열과 방사선을 방출하는 단점을 갖고 있다. 현재 국내에서는 원전 내의 습식 저장조, 건식 저장시설에서 보관하고 있으나 한빛 2030년, 한울 2031년 등 포화가 예상될 뿐만 아니라(KHNP, 2024; MOTIR, 2021) 영구적으로 처분할 방안이 요구되고 있다. 따라서 국내뿐만 아니라 세계적으로 지하 500 m 내외 암반층에 처분하는 심층 처분장 건설이 추진되고 있다. 심층 처분장 부지 선정 과정에서 처분모암 종류, 지질학적 특성, 역학적 특성, 열물성 등 다양한 요건이 고려된다. SKB(1999)는 열전도도가 높은 석영이 암반에 다량 함유되어 있을 때 처분공 간격과 처분터널 간격을 좁게 할 수 있는 요인으로 언급하였다. 그리고 SKB(2006)는 암석의 열전도도에 따라 처분공의 간격을 다르게 설계한 바와 같이 처분 암반의 열물성은 심층 처분장 부지 선정 과정과 설계 그리고 경제성 확보를 위한 주요한 인자임을 언급하였다. 하지만 국내에서 지하 500 m 이상의 심부 열물성 연구 사례는 결정질암 중 대부분 화강암 지대만 존재할 뿐(Choi et al., 2025; Cheon et al., 2026), 편마암 지대의 심부 열물성 연구는 부족한 실정이다.
따라서, 본 연구에서는 편마암 지대인 하동, 홍천 지역에서 각각 50 m 간격으로 지하 750 m, 550 m까지 시추하여 채취한 암석의 열전도도, 비열, 열확산율 및 열팽창계수를 산출하고자 한다. 그리고 심부 화강암과 비교 분석을 통해, 국내 심부 암종별 열물성 특성을 평가하고자 한다. 본 연구 결과는 국내 고준위방사성폐기물 심층 처분을 위한 부지 조사 및 평가, 설계 시 주요한 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다. 또한 암반 열물성이 처분장의 장기 열-수리-역학적 성능평가를 위한 핵심적인 입력자료라는 점에서 본 연구 결과는 중요한 가치를 가진다.
2. 이론적 배경
2.1 암석의 열물성
암석의 열물성은 처분공, 터널 간격을 결정하는 주요한 인자로 열전도도 λ(Thermal conductivity), 열확산율 α(Thermal diffusivity, mm2/s), 비열 cp(Specific heat, J/kgK), 선형 열팽창계수 CTE(Coefficient of linear thermal expansion, 10-6/K)가 대표적이다(Yim et al., 2022). 그중 열전도도, 열확산율, 비열은 다음과 같은 관계를 갖는다.
여기서 ρ는 밀도이며, 밀도와 비열의 곱은 물질이 열을 저장하는 정도를 의미하는 용적 열용량(Volumetric heat capacity, J/m3K)이다.
열전도도 λ는 물질이 열을 전달하는 특성을 나타내는 지표 중 하나로 푸리에 법칙에 따르면 다음과 같이 나타낼 수 있다. 여기서 Q는 열량(Heat flux, W/m2), dx는 단위 두께, dT는 단위 온도차를 나타낸다.
열확산율 α는 물질 내에서 열 T가 시간 t에 따라 확산하는 정도를 나타내는 지표로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
비열 cp는 단위 질량의 물질을 단위 온도만큼 올릴 때 필요한 열량으로 m이 질량, ΔT가 온도 변화일 때 다음과 같이 나타낼 수 있다.
선형 열팽창계수 CTE는 온도 변화에 따른 선형 변형률의 비로 정의되며 다음과 같이 나타낼 수 있다(Choi et al., 2025).
여기서 εs는 시편의 변형률, εr는 표준물질의 변형률, βrs는 표준물질의 선형 열팽창계수이다.
2.2 국내외 암석 열물성 연구 사례
Birch and Clark(1940)는 암석, 조암광물, 유리를 활용하여 온도를 증가시키며 열전도도를 측정하였다. 그 결과, 편마암(Gneiss), 화강암(Granite), 섬장암(Syenite), 토날암(Tonalite), 석영질 몬조나이트(Quartz monzonite), 브론지나이트(Bronzitite), 자소휘암(hypersthenite), 더나이트(Dunite)는 온도 증가에 따라 열전도도가 감소하는 경향을 보였다. 하지만, 회장암(Anorthosite), 휘록암(Diabase), 반려암(Gabbro)은 온도가 증가함에 따라 열전도도가 증가하는 경향을 보였다. Woodside and Messmer(1961)는 암석의 공극률이 증가할수록 열전도도가 감소하는 경향을 발표하였다. 또한, 포화 물질에 따른 열전도도는 물, 기름, 공기 순으로 높게 나타났다. Brigaud et al.(1989)는 암석의 공극률이 열전도도와 반비례하는 것을 발표하였다. Horai and Simmons(1969)는 조암광물의 열전도도가 밀도, 탄성파와 선형적인 관계를 보인다고 발표하였다. Bauer and Handin(1983)은 포화 상태의 암석을 구속압력과 다양한 온도 조건에서 열팽창계수를 측정하였으며, 지하 10 km 이내의 구속압력 상태에서 100 °C 이상의 온도에 노출되면 열적 균열이 발생함을 확인하였다. Richter and Simmons(1974)는 암석의 미세균열이 열팽창 시 공간적 여유를 제공하여 열팽창계수가 낮게 측정되는 원인으로 지목하였다. 또한 열팽창계수의 정확한 측정과 균열 방지를 위해 2 °C/min 이하의 가열 조건을 제시하였다. 현재 국외에서는 고준위방사성폐기물 심층 처분을 위한 심부 암반 열전도도 측정이 다수 진행된 바 있다. Kukkonen et al.(2011)은 핀란드 Olkiluoto 지역에 위치한 심층 처분 부지 인근에서 350~550 m 이내 심도의 암석을 채취하여 Divided bar method(DBM) 및 Calorimeter를 사용해 열물성을 측정하였다. Korpisalo et al.(2013) 또한 유사한 심도 범위에서 현장 열물성 측정 장비(Thermal Properties Measurement, TERO)를 사용해 시추공에서 직접 열확산율과 열전도도를 측정하였다. SKB(2007)는 스웨덴 Oskarshamn 지역에서 시추공 5개를 통해 확보한 약 300~700 m 이내 심도의 암석을 TPS로 열전도도를 측정하였다.
국내에서는 암석의 열물성을 이해하기 위해 Laser flash method(LFA)를 통한 열물성 측정과 XRD를 이용한 광물 분석이 시행되었다(Cha et al., 2007; Park et al., 2007a; Park et al., 2009). 광물 분석을 통해 조암광물이 열전도도에 미치는 영향을 확인할 수 있었으나 천부 암석에 국한된 한계도 존재한다. Park et al.(2007b)은 저온 상태(20~-90 °C)에서의 화강암 선형 열팽창계수를 다양한 길이의 스트레인 게이지로 측정하였으며, 시험 용이성, 광물 입자 크기를 고려해 코어 형식의 시료와 10 mm 이상의 게이지 사용을 제안하였다. 또한 시험 결과를 토대로 화강암의 온도에 따른 선형 열팽창계수 관계식을 제시하였다. Cho et al.(2008)은 한국원자력연구원 지하처분연구시설(KURT) 내에서 채취한 화강암을 사용해 포화 및 건조 조건에서의 열전도도를 순간열전도측정계로 측정하였다. 동일 시편에 대해 포화 조건에서 더 큰 열전도도가 나타났으며 공극률은 포화조건에서 큰 영향을 보이지 않았다. Oh et al.(2011)은 열전도도를 측정하는 비정상상태 방법인 LFA와 DBM을 동일 시료로 측정해 두 방법 사이 특성에 대해 파악하였다. 암석 특성상 앞면과 뒷면의 광물 조성이 다를 수 있어 LFA로 측정 시 양면을 모두 측정하여 평균값을 구하는 것이 타당하다고 보았다. DBM은 LFA와 비교해 두꺼운 시료를 측정할 수 있어 암석 물성에 대해 대표성을 높일 수 있다고 판단하였다. Kwon et al.(2011)은 KURT에서 시추공 히터 현장 시험을 실시하였으며 열전도도 3 W/mK, 열팽창계수 7·10-6/K, 열전달계수 자연대류 조건 7.73 W/m2K, 강제대류 조건 7.46 W/m2K를 산출하였다. Kim et al.(2012)은 편마암, 셰일, 편암의 엽리 및 층리 각도에 따라 열전도도를 DBM으로 측정해 각도에 따른 이방성을 확인한 결과 편마암 1.3, 셰일 2.1, 편암 3.4로 유의미한 이방성을 보였다. Kim et al.(2014)는 국내 중부지역에서 200~300 m 시추를 통해 백운모 화강암, 반상 화강암을 확보하여 LFA로 열전도도를 측정한 결과 각각 평균 2.924 W/mK, 2.892 W/mK로 큰 차이를 보이지 않았다. 그리고 XRD 분석을 통해 석영 함량이 증가하면 열전도도가 증가하고 조장석의 함량이 증가하면 열전도도가 낮아지는 경향을 확인하였다. Choi et al.(2025), Cheon et al.(2026)은 국내 화강암의 열전도도, 열확산율, 비열을 산출하였다. 특히 Cheon et al.(2026)은 지하 500 m 이상의 심부 화강암을 대상으로 하였으며 국내 심부 암반의 열물성을 측정한 주요한 사례로 꼽히지만 Choi et al.(2025)에서 측정한 선형 열팽창계수를 측정하지 않은 한계도 존재한다.
국내에 분포하는 결정질암은 화성암과 편마암이 60%를 차지하는 점을 고려할 때, 심층 처분장이 위치하는 500 m 내외의 국내 심부 편마암에 관한 열물성 연구가 부족하다. 따라서 본 연구에서는 편마암 지대에 있는 홍천, 하동에서 각각 550 m, 750 m 심도까지 시추하여 편마암을 확보하였다. 그리고 TPS를 사용해 열전도도, 열확산율, 비열을 산출하고 스트레인 게이지를 사용해 선형 열팽창계수를 측정하였다. 또한, 심도에 따른 열전도도와 대표적 결정질암인 편마암과 화강암의 열전도도 비교, XRD 분석을 통한 조암광물의 열전도도에 미치는 영향을 확인하였다.
3. 시험 재료 및 방법
3.1 시험 재료
심부 암석 시추 지역 선정을 위해 옥천대, 경기육괴, 영남육괴, 경상분지로 구분한 후 화산암, 편마암, 퇴적암, 화강암으로 분류하였다. 그리고 과거 심층 처분을 위한 부지 조사, 연구 등의 목적으로 시추한 사례가 있는 지역은 제외하였다. 해당 기준을 적용하여 홍천, 하동 지역을 선정하였으며 두 지역 모두 편마암 지대에 있다(Fig. 1). 시추는 두 곳 모두 750 m까지 수행되었으나, 회수 코어와 타 시험을 고려하여 열물성 시험에 사용된 시추 코어는 하동 750 m구간, 홍천 550 m 구간의 NQ3K 규격의 코어를 사용하였다.
3.2 열물성 측정 방법
본 연구에서 열물성 측정은 TPS(Fig. 2)와 스트레인 게이지를 이용한 방법(Fig. 3) 두 가지가 사용되었으며 건조 상태의 시편을 사용하였다. TPS는 Gustafsson(1991)이 제안한 비정상상태 측정 방법으로 본 연구에서는 ISO 22007-2 표준에 따라 시험하였다. 시험에 앞서 시편 사이에 나선형의 니켈이 포함된 얇은 막 형태의 센서를 넣는다. 이때 시편의 지름은 센서의 지름보다 커야 한다. 센서에 특정 시간 동안 일정한 출력을 주면서 시편에 열을 가함과 동시에 시편의 시간에 따른 온도 변화를 측정한다. 열전도도와 열확산율은 시간에 따른 온도 변화로부터 산출할 수 있다(ISO, 2008). 본 연구에서는 암석의 불균질성에 의한 오차를 방지하기 위해 센서 위에 위치한 시편을 0°, 120°, 240°로 회전시키며 각도별 3회 측정해 평균값을 산출하였다. 편마암의 엽리 등 방향에 따른 이방성 및 불균질성에 관해서는 사용된 시료가 회수된 시추 코어이기에 본 연구에서는 적용할 수 없어, 반영하지 못하였다. 비열은 사전에 측정한 밀도와 식 (1)을 사용하여 계산하였다. 선형 열팽창계수 측정은 ASTM D5335-24 표준에 따라 시험하였다. 시험을 위해 암석 시편 표면에 스트레인 게이지를 부착한 뒤 상온에서 분당 1 °C 미만으로 130 °C까지 온도를 올려 측정하였다. 이때 스트레인 게이지도 팽창하기 때문에 선형 열팽창계수가 3·10-10 /K로 매우 작은 corning ULE 7972 물질에 동일하게 부착 및 시험하여 스트레인 게이지 팽창을 보정하였다(ASTM, 2024).
4. 시험 결과
4.1 암석의 기본물성치와 열물성
암석의 부피는 버니어켈리퍼로 측정하였으며 공극률은 암석 수침 48시간 후 측정한 질량과, 105 °C 챔버 내에서 24시간 이상 건조한 뒤 측정한 질량을 이용하여 계산하였다. Table 1 및 Table 2는 각각 본 연구에서 측정된 하동, 홍천 편마암의 기본 물성값과 열물성을 나타낸다. 또한 앞서 언급하였듯이, 센서 위에 위치한 시편을 0°, 120°, 240°로 회전시키며 각 각도에서 3회씩 측정한 후 평균값을 산출한 유효 열물성값이기 때문에 편마암 엽리의 각도와 방향은 고려되지 않았다.
Table 1.
Hadong basic physical properties and thermal properties
Table 2.
Hongcheon basic physical properties and thermal properties
4.2 심도에 따른 암석 열물성
심층 처분장은 지하 500 m 내외의 심부 암반에 위치할 것으로 예상된다. Fig. 4는 하동 및 홍천 시료의 심도에 따른 열전도도, 열확산율, 비열, 선형 열팽창계수를 나타낸다.
홍천 및 하동 시료 모두 심도에 따른 열물성(열전도도(a), 열확산율(b), 비열(c), 선형 열팽창계수(d))의 일정한 변화는 나타나지 않았다. 홍천의 전체 심도의 열물성의 평균 및 표준편차는 열전도도(3.11 ± 0.41 W/mK), 열확산율(1.71 ± 0.36 mm2/s), 비열(0.68 ± 0.07 J/gK), 선형 열팽창계수(8.42 ± 1.58·10-6/K)이다. 하동 지역 전체 심도의 열물성은 열전도도(3.44 ± 0.51 W/mK), 열확산율(1.71 ± 0.28 mm2/s), 비열(0.74 ± 0.06 J/gK), 선형 열팽창계수(9.23 ± 1.59·10-6/K) 이다. 385 m 지점의 열전도도는 2.21 W/mK로 평균보다 낮은 값을 보인다. 이는 해당 심도의 비중이 2.59로 평균 비중 2.73보다 낮으며 공극률 또한 평균 0.45%보다 큰 4.27%에 의한 것으로 판단된다. Fig. 5는 하동의 385 m 지점 암석(a)과 350 m 지점 암석(b)의 사진으로부터 육안 관찰하였을 때 (b)는 표면에 공극이 관찰되지 않으나 (a)는 공극이 관찰된다. 하동 시추공 384~397 m 구간 전기비저항은 215~1249 Ohm-m으로 전체 평균 3006.39 Ohm-m과 비교해 상대적으로 낮은 값을 보인다.
5. 토 의
5.1 편마암과 화강암의 열전도도 비교 분석
편마암과 화강암은 국내 암반을 구성하고 있는 주요한 암종 중 하나로서 결정질암인 공통점을 갖는다. 하지만 편마암에서 나타나는 엽리는 각도에 따라 열전도도 이방성이 확인되는 등 열물성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Kim et al., 2012). 따라서 편마암과 화강암의 열물성 비교를 위해 남원, 원주, 춘천 화강암의 열물성 및 국내외 문헌값을 Fig. 6에 나타내었다(Cheon et al., 2026; Cho et al., 2008; Kim et al., 2014; Kukkonen et al., 2011). Kim et al.(2014)은 그래프 이미지에서 데이터를 추출할 수 있는 Get Data Digitizer(2026)프로그램을 사용하여 추출하였다. 데이터는 이미지 형태의 그래프에 좌표계를 설정한 후, 각 데이터 지점의 좌표값을 확인하여 추출하였다. 좌표값의 수동 지정 과정에서 발생할 수 있는 오차를 고려하여, 추출된 데이터와 원 그래프 이미지를 비교함으로써 데이터의 일치 여부를 확인하였다.남원, 원주, 춘천 화강암의 열전도도는 각각 2.79 ± 0.17 W/mK, 2.79 ± 0.38 W/mK, 3.12 ± 0.82 W/mK로 남원, 원주는 하동, 홍천 편마암보다 낮은 열전도도를 보인다. Olkiluoto 지역 화강암의 열전도도는 3.2 ± 0.41 W/mK로 홍천(3.11 W/mk)보다 크고 하동(3.44 W/mK)보다 낮은 열전도도를 보인다(Fig. 6(a)). Olkiluoto 지역의 편마암 열전도도는 2.82 ± 0.51 W/mK로 동일 암종인 하동, 홍천보다 낮은 열전도도를 보인다(Fig. 6(b). Fig. 6(c)는 심도 범위에 따른 열전도도로 하동이 300~350 m 범위에서 3.98 W/mK의 가장 높은 값을 가지는 것으로 나타났다. Fig. 6(d)는 열전도도의 평균과 범위를 보여주는데 앞서 살펴본 바와 같이 하동이 제일 높은 평균 열전도도를 보인다. 열전도도 범위는 Olkiluoto 지역의 편마암이 1.19~4.40 W/mK로 제일 넓은 범위를 보이는데 이는 엽리가 코어 길이 방향과 수직일수록 열전도도가 감소하는 경향에 따른 것으로 판단된다. 이를 통해 결정질암 내에서 화강암과 편마암의 암종 차이는 암석의 열전도도를 특정할 수 있는 요인은 아닌 것으로 판단된다. 다만, 본 연구에서는 하동 및 홍천 편마암의 엽리 방향과 각도를 별도로 고려하지 않았으므로, 편마암의 엽리에 기인한 열물성 이방성은 평가 범위에 포함되지 않았다.또한 Olkiluoto 지역의 암석을 포화 상태의 암석을 측정해 건조 상태와 비교해 상대적으로 높은 열전도도를 보인 것으로 판단된다.
Fig. 7는 열전도도에 따른 열확산율을 나타낸 그래프로 Cha et al.(2007)은 Kim et al.(2014)와 동일한 방법으로 데이터를 획득하였다. Fig. 7(a)에서 하동, 홍천 전체 열확산율은 1.71±0.32 mm2/s, 문헌 열확산율 1.39 ± 0.28 mm2/s로 하동, 홍천이 더 높은 값을 보였다. 문헌 열전도도는 2.85 ± 0.56 W/mK이다. 모든 데이터를 포함한 추세선의 R2는 0.9로 나타났다. Fig. 7(b)에는 하동, 홍천 편마암과 국내외 화강암 문헌 데이터를 함께 표시하였다. 문헌 열전도도 3.09 ± 0.47 W/mK로 하동, 홍천보다 낮은 값을 보였다. 문헌 열확산율 또한 1.59 ± 0.26 mm2/s으로 하동, 홍천보다 낮게 나타났다. R는 0.76으로 Fig. 7(a)보다 낮게 나타났다. 본 연구를 통해 확인된 열전도도와 열확산율의 비례 관계는 여러 선행 연구에서도 동일하게 나타났다(Kim et al., 2014; Cha et al., 2007).
5.2 XRD 분석 기반 조암광물에 따른 열물성 특성
조암광물은 암석을 구성하고 있는 광물로, 각 조암광물은 고유의 열전도도를 가진다. 본 연구에서 사용한 홍천 편마암과 하동 편마암의 조암광물 종류와 함량비 확인하기 위해 XRD 분석을 실시하였으며(Table 3), 구성 조암광물의 열전도도는 Table 4에 정리하였다. 열전도도가 7.69 W/mK로 상대적으로 높은 석영(Quartz)은 모든 암석에 함유되어 있으며 하동 753.1 m 심도의 암석을 제외한 암석에서 가장 많은 함량을 차지한다. 열전도도가 2.14 W/mK로 상대적으로 낮은 광물인 조장석(Albite) 또한 모든 암석에서 관찰되며 17~29% 범위 내 구성되어 있다. 이외에도 녹니석(Chlorite), 흑운모(Biotite)가 각 1개 암석을 제외한 모든 암석에서 함유되어 있다. 이를 통해 홍천 편마암과 하동 편마암을 구성하는 조암광물의 유사성을 확인할 수 있다. 황철석(Pyrite)은 가장 높은 열전도도(19.21 W/mK)를 가지지만 함량이 8% 미만으로 암석 열전도도에 미치는 영향은 작을 것으로 판단된다.
Table 3.
Mineral content of Hongcheon gneiss summary
Table 4.
Thermal conductivity of Mineral (Horai et al., 1969)
| Mineral | Thermal conductivity (W/mK) |
| Pyrite | 19.21 |
| Quartz | 7.69 |
| Dolomite | 5.51 |
| Chlorite | 5.15 |
| Microcline | 2.49 |
| Orthoclase | 2.31 |
| Muscovite | 2.28 |
| Albite | 2.14 |
| Biotite | 2.02 |
Fig. 8에 조암광물 함량에 따른 열전도도를 분석한 그래프로 Cheon et al.(2026)에서 수행한 남원, 원주, 춘천 화강암 시험 데이터를 함께 수록하였다. Fig. 8(a)는 석영 함량에 따른 열전도도를 나타낸 그래프로, 석영 함량과 열전도도는 비례 관계를 맺는 것으로 나타났다. 이는 석영의 상대적으로 높은 열전도도에 의한 것으로 판단된다. 열전도도가 낮은 조장석(Albite)은 석영과 반대로 함량과 열전도도가 반비례 관계를 보인다(Fig. 8(b)).결정계수는 (a) 0.7265, (b) 0.4439로 나타났다. 따라서 석영 함량에 따른 열전도도 분석이 가장 높은 정확도를 가지며 추후 조암광물에 따른 열전도도 분석 시 석영 함량이 주요한 인자로 작용할 수 있을 것으로 사료된다.
6. 결 론
고준위방사성폐기물 저장용량 포화, 장기적으로 안전한 처분의 대안으로 추진되고 있는 심층 처분을 위해서는 처분 암반의 열물성 파악이 필수적이다. 국외에서는 심층 암반 열물성 측정 사례가 다수 존재하나 국내는 매우 부족하다. 따라서 본 연구의 목표를 국내 심부 암반 중 결정질암에 대한 열물성 파악으로 설정하였으며, 결론은 다음과 같다.
열전도도에 따른 열확산율은 편마암, 화강암 모두 비례 관계를 보였으나 두 암종을 함께 분석한 경우(Fig. 7(b)) 추세선의 R2값이 0.76으로 편마암만 비교한 Fig. 7(a)의 R2값 0.9보다 낮게 나타났다. 열전도도와 열확산율의 비례 관계는 선행연구에서 동일하게 나타나 신뢰성을 갖는 결과로 판단된다. 심도에 따른 열전도도는 하동 편마암이 300~350 m에서 제일 높은 값을 보였다(Fig. 6(c)). Fig. 6(d)에서는 Olkiluoto 지역의 편마암이 가장 낮은 평균 열전도도를 보였다. 4가지의 분석을 통해 암석의 열전도도는 결정질암 내 화강암과 편마암 암종에 따라 특징적으로 나타나지 않음을 알 수 있다.
암석을 구성하고 있는 조암광물의 영향을 파악하기 위해 XRD 분석으로 조암광물의 종류와 함량비를 확보하였다. 모든 암석에서 석영과 조장석이 확인되었으며 녹니석과 흑운모 또한 각 1개 암석을 제외한 모든 암석에서 확인되어 홍천 편마암과 하동 편마암의 조암광물 구성이 유사함을 알 수 있다. 그리고 이를 바탕으로 석영, 조장석 함량에 따른 열전도도를 분석한 결과 석영 함량과 열전도도는 비례 관계를, 조장석은 열전도도와 반비례 관계를 보였다(Fig. 8(a), (b)). 그래프의 추세선 R2값은 석영 함량과 열전도도를 분석한 Fig. 8(a)가 가장 높게 나타났다. 따라서 조암광물 함량에 따른 열전도도를 예측할 때 석영 함량이 주요한 인자로 작용할 것으로 사료된다.
본 연구 결과는 국내 심부 암반의 열적 특성을 파악한 사례 중 하나로, 추후 심층 처분 추진 과정에서 중요한 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다. 또한 심층처분시설의 장기 열-수리-역학적 성능평가에서 암반 열물성은 주요 입력인자이므로, 본 연구 결과는 중요한 가치를 지닌다. 하지만 심층 처분 시 발생할 수 있는 압력 조건, 지열과 고준위방사성폐기물에서 발생하는 열에 의한 열적 조건, 편마암의 엽리 방향과 각도에 따른 이방성을 적용하지 않은 한계도 존재해 추후 관련 연구가 필요하다.
