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PFC제염폐액 내의 미립자 제거를 위한 여과막의 특성 연구

Membrane Characteristics for Removing Particulates in PFC Wastes

방사성폐기물학회지 = Journal of the Korean Radioactive Waste Society, v.3 no.2, 2005년, pp.149 - 157  

김계남 (한국원자력연구소) ,  이성열 (한국원자력연구소) ,  원휘준 (한국원자력연구소) ,  정종헌 (한국원자력연구소) ,  오원진 (한국원자력연구소) ,  박진호 (한국원자력연구소)

초록
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원자력연구시설의 핫셀 내 바닥이나 장치표면에 부착된 고방사능분진의 제거를 위해서 PFC제염기술을 적용한다. 고가인 PFC 용액의 재사용을 위해서는 여과장치의 개발이 필요하고 제염종료 후 이차폐기물의 양을 최소화할 필요가 있다. PFC 제염폐액 내 방사성 입자를 제거하기 위해 핫셀 내의 고방사능분진의 오염 특성을 조사했다. 여과 막을 이용한 입자의 제거효율 측면에서 보면 세라믹 , PVDF, PP 막 모두가 95$\%$ 이상의 높은 여과 성능을 보였다. 기공 크기가 같은 동일 여과 막에서는 입자가 크거나 가하는 압력이 높을수록 좀더 높은 제거효율을 나타내었고, 3psi이하에서는 PVDF의 제거효율이 다른 막에 비해 작게 나타났다. 플럭스 성능은 PVDF 막이 가장 높은 수준을 나타냈고 세라믹과 PP 막에서는 다소 낮은 성능을 보였다. PVDF 막은 낮은 압력과 짧은 여과시간으로 최대(한계)플럭스에 도달함을 확인하였다. 세라믹 막은 모의입자의 제거 효율은 높지만 다소 낮은 Flux 성능을 나타냈다. 또한, 막 자체의 비싼 가격과 쉽게 부서지는 성질의 단점을 지니고 있지만 무기화합물의 재질로 되어있기 때문에 알파방사능 환경에서 H, 가스를 발생하는 고분자 막인 PVDF, PP 막과 비교하여 훨씬 안정적이었다. 그리고 이들 소수성 여과막들의 특성 비교를 바탕으로 세라믹 막을 적용한 PFC 실증 여과장치의 공정도를 살펴보았다.

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PFC(Perfluorocarbon) decontamination process is one of best methods to remove hot particulate adhered at inside surface of hot cell and surface of equipment in hot cell. It was necessary to develop a particulate filtration equipment to reuse PFC solution used on PFC decontamination due to its high c...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • PVDF 막을 이용하여 모의 입자의 크기 및 압력에 대한 제거 효율의 영향을 알아보고자 하였다. 공급압 력을 5psi로 일정하게 하고 모의 입자의 크기에 따른 제거효율을 산정한 결과 여과실험에 사용된 모든 입자에서 97% 이상의 제거 효율을 보였고 입자의 크기가 l.
  • Soantol 공정에서 PFC 제염 공정 후 오염입자의 여과를 위해서 사용한 바 있는 세라믹 막을 이용하여 제거 효율을 알아보고자 하였다. Fig.
  • 무기물로 된 세라믹 막은 일반적으로 사용되고 있는 유기화합물로 된 고분자 막보다 알파방사능 환경에서 안정함을 보이기 때문이다. 따라서 본 여과 실험은 세라믹 막을 이용하여 플럭스와 입자 크기와의 관계를 파악하여 여과실험의 최적 조건을 찾고자 하였다.
  • PFC 제염 과정에서 제거된 오염입자가 PFC 매질 내에 존재하여 재오염의 원인이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 PFC 제염 폐액 내 방사성입자를 제거하기 위해 핫셀 내 오염된 입자의 크기를 조사한 후 실험실 규모의 여과장치를 이용하여 여러 소수성 여과막에 대한 입자의 제거 효율 및 플럭스 등의 성능 실험과 각각의 여과막에 있어 방사능에 대한 안정성 및 온도, 경제성둥을 비교 분석함으로써 이를 통한 PFC 여과장치의 공정도를 살펴보고자 하였다.
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