초록 ▼

용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

원전 중대사고로 인한 고준위 방사성 유출수 처리 및 최근 원자력 발전소 운영에 따라 다량 발생하는 중저준위 방사성 폐액을 처리하기 위해 다양한 종류의 방사성 핵종 제거 흡착제가 개발되고 있다. 하지만 사용 후 흡착제 회수 및 2차 처리에 관한 문제의 해결방안이 필요하다. 이에 따라 세슘을 선택적으로 제거 할 수 있는 페로시안화 구리로 ...

원전 중대사고로 인한 고준위 방사성 유출수 처리 및 최근 원자력 발전소 운영에 따라 다량 발생하는 중저준위 방사성 폐액을 처리하기 위해 다양한 종류의 방사성 핵종 제거 흡착제가 개발되고 있다. 하지만 사용 후 흡착제 회수 및 2차 처리에 관한 문제의 해결방안이 필요하다. 이에 따라 세슘을 선택적으로 제거 할 수 있는 페로시안화 구리로 기능화 된 메조포러스 자성 흡착제를 합성하였다. 제조한 흡착제를 이용하여 방사성 핵종인 세슘을 선택적으로 흡착 제거할 뿐만 아니라 자기장을 이용하여 흡착제 회수를 용이하게 하는 방안에 관하여 연구하였다. 먼저, 자기장을 이용한 흡착제 회수를 위해, 높은 포화자화 값을 가지는 마그네타이트를 합성하고, 이를 진동형시료자력계(VSM)으로 측정한 결과 상업용 마그네타이트와 대등한 포화자화 능력을 가지는 것을 확인하였다(7262 emu/g). 합성한 마그네타이트 표면에 아민기를 가지는 실리카를 결합하고, 페로시안화 구리를 도입하여 선택적으로 세슘을 제거 할 뿐만 아니라 자성을 가지는 흡착제를 제조하였다. 제조한 흡착제의 비표면적 기공도 분석 결과 상업용에 비해 상대적으로 넓은 표면적(79 m2/g)과 기공이 고르게 분포되어있는 것으로 나타났다. 또한 SEM을 이용하여 흡착제 형태 및 입자 크기를 분석한 결과 지지체인 실리카가 마그네타이트의 겉면을 감싸고 있는 core-shell 형태로 존재하며, 흡착제의 크기는 100 nm - 1 ㎛ 인 것으로 나타났다. 페로시안화 구리가 고정된 자성 흡착제의 흡착등온선 평가 결과, Langmuir 모델로 예측된 세슘에 대한 최대 흡착량은 0.45 mmol/g으로 나타났다. 이는 방사성 폐수 내에서 방사성 이온(Cs, Sr)만을 선택적으로 제거하는 실리코티타네이트(silicotitanate) 흡착제의 최대 흡착량인 1.1 mmol/g 보다 낮은 흡착량이지만, 실질적으로 세슘이 흡착되는 곳은 페로시안화 구리가 고정된 실리카 표면이므로, 흡착제 내 마그네타이트의 질량비를 고려하면 우수한 흡착성능을 가지는 것을 확인하였다. 페로시안화 구리가 고정된 흡착제를 이용한 흡착동력을 평가한 결과 2 시간 이내에 세슘 농도가 40 % 이하로 낮아지는 것을 관찰하였으며, 이를 통해 짧은 시간 안에 세슘 이온이 흡착제와 이온 교환되는 것을 확인하였다. 흡착공정 후 자성 흡착제의 회수를 위해 네오듐 자석을 이용하였으며, 모의폐액의 성상(오일, SS 등 포함)에 의한 영향 및 전류의 세기에 따른 회수 효율을 평가하였다. 결론적으로, 본 연구를 통해 페로시안화 구리가 고정된 자성 흡착제는 원자력 시설의 중대사고 시 발생되는 방사성 폐액 처리를 위한 환경 복원용 흡착소재 및 원자력 시설 해체 시 방사성 세슘 제거를 위한 제염제로 활용 가능할 뿐만 아니라 2차 폐액 처리 문제를 해결하기 위한 흡착제로 적용될 수 있다.

주제어