[논문]프러시안 블루-알지네이트 비드를 이용한 세슘 제거 연구

박소언; 민수정; 서범경; 노창현; 홍상범

doi:10.23042/radin.2024.18.1.89

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Accidents at nuclear facilities and nuclear power plants led to leaks of large amounts of radioactive substances. Of the various radioactive nuclides released, 137Cs are radioactive substances generated during the fission of uranium. Therefore, due to the high fission yield (6.09%), strong gamma ray...

Accidents at nuclear facilities and nuclear power plants led to leaks of large amounts of radioactive substances. Of the various radioactive nuclides released, 137Cs are radioactive substances generated during the fission of uranium. Therefore, due to the high fission yield (6.09%), strong gamma rays, and a relatively long half-life (30 years), a rapid and efficient removal method and a study of adsorbents are needed. Accordingly, an adsorbent was prepared using Prussian blue (PB), a material that selectively adsorbs radioactive cesium. As a result of evaluating the adsorption performance with the prepared adsorbent, it was confirmed that 82% of the removal efficiency was obtained, and most of the cesium was rapidly adsorbed within 10 to 15 minutes. The purpose of this study was to adsorb cesium using the Prussian blue alginate bead and to compare the change in detection efficiency according to the amount of adsorbent added for quantitative evaluation. However, in this case, it is difficult to determine the detection efficiency using a standard source with the same conditions as the measurement sample, so the efficiency change of the HPGe detector according to the different heights of Prussian blue was calculated through MCNP simulation using certified standard materials (1 L, Marinelli beaker) for radioactivity measurement. It is expected to derive a relational equation that can calculate detection efficiency through an efficiency curve according to the volume of Prussian blue, quantitatively evaluate the activity at the same time as the adsorption of radioactive nuclides in actual contaminated water and use it in the field of nuclear facility operation and dismantling in the future.

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그림 Fig. 1. MCNP simulation geometry for efficiency calculation of different height ((a)~(e))
그림 Fig. 2. Optical microscope of the surface of Prussian blue bead
그림 Fig. 3. Cesium absorption rate at 5 ppm
그림 Fig. 4. Cesium absorption rate at 50 ppm
그림 Fig. 5. Detection Efficiency according to Prussian blue volume
표 Table 1. Comparison between measured efficiency and calculated efficiency with 1 L Marinelli beaker

참고문헌 (8)

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Seo BK, Lee KY, Yoon YY, Jung KJ, Oh WJ, and Lee KW. 2005. Analytical Science & Technology 18(1):59-65.？
Kim HC, Kim MS, Lee WN, and Kim SH. 2018. Rapid removal of radioactive cesium by polyacrylonitrile nanofibers containing Prussian blue. Journal of Hazardous Materials 347:106-113. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2017.12.050？

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Ishizaki M, Akiba S, Ohtani A, Hoshi Y, Ono K, Matsuba M, Togashi T, Kananizuka K, Sakamoto M, Takahashi A, Kawamoto T, Tanaka H, Watanabe M, Arisaka M, Nankawa T, and Kurihara M. 2013. Proton-exchange mechanism of specific Cs + adsorption via lattice defect sites of prussian blue filled with coordination and crystallization water molecules. Dalton Trans. 42:16049-16055.？

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Yang Y, Brownell C, Sadrieh N, May J, Del Grosso A, Place D, Leutzinger E, Duffy E, He R, and Houn F. 2007. Quanti-tative measurement of cyanide released from Prussian blue. Clin. Toxicol. 45:776-781.？

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Lee JY. 1998. Preparation and Drug Release Profiles of Alginate Beads using Various Gelating Ions. 이화여자대학교 석사학위논문.？
Lee JH, Lee GB, Park TS, Lee JM, Lee SH, O PJ, Lee MG, and Kim EJ. 2012. Study of an Efficiency Calibration for a HPGe Detector with Internal Standards. Sae Mulli 62:43-46. https://doi.org/10.3938/NPSM.62.43

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