[논문]사용 후 산화물 핵연료의 전해환원공정에서 발생한 LiCl 염폐기물 재생기술

정진석; 조용준; 이한수; 김인태

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정진석 (한국원자력연구원) , 조용준 (한국원자력연구원) , 이한수 (한국원자력연구원) , 김인태 (한국원자력연구원)

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문제 정의

따라서 1, 2족 고방열성 핵종을 분리한 후 분리된 고방열성 핵종만을 고화처리하고 나머지 정제된 LiCl염은 전해환원 공정에 재사용하는 방법을 사용한다면 기존의 "throw-away" 방법에 비하여 폐기물의 양을 획기적으로 줄일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 경막형 용융결정화 방법을 이용하여 LiCl 염 폐기물 내 포함되어 있는 Sr, Cs 의 분리 효율을 최적화하기 위해 냉각공기의 유량, 초기용융염 온도, 그리고 결정생성율 등의 실험조건에 대한 연구를 수행하였다.

제안 방법

부식을 최소화하기 위하여 인코넬 600 재질을 이용하여 반응기를 제작하였다. 3개의 결정판을 사용하여 결정에 의한 회수율을 높이도록 결정판을 제작하였으며 결정판 내부는 최대한 균일한 온도분포를 나타내도록하기 위하여 10mm 간격으로 baffle을 설치하였다. 결정판에 주입되는 냉각 공기 온도와 배출되는 온도를.
측정하기 위하여 냉각공기 투입구와 3개의 결정판 출구에 각각 TC를 설치하여 온도측정이 가능토록 하였다. 결정화공정 중 온도변화는 온도신호를 data acquisition system을 이용하여 on-line으로 관찰할 수 있도록 하였다.
정 화로와 용융로는 3개의 결정판으로 결정생성 및 결정분리공정을 수행할 수 있으며 최대한의 dead zone을 줄여염분리 효율을 최대하기 위하여 직사각형 구조로 이루어져 있다. 부식을 최소화하기 위하여 인코넬 600 재질을 이용하여 반응기를 제작하였다. 3개의 결정판을 사용하여 결정에 의한 회수율을 높이도록 결정판을 제작하였으며 결정판 내부는 최대한 균일한 온도분포를 나타내도록하기 위하여 10mm 간격으로 baffle을 설치하였다.
형성되어 있는 결정을 용융/분리하였다. 용융/분리된 LiCle 이ove box 외부로 반출하여 냉각시킨 후 무게를 측정하고 약 2,000 ml의 증류수에 전체를용해시킨 후 AA분석기기를 이용하여 결정 대 포함되어 있는 Cs 및 Sr의 농도를 측정하였다. 이러한 조작을 수차례 반복하여 용융염층의 높이가 낮아 더이상 결정이 불가능할 때까지 결정화조작을 수행하였다.
용융/분리된 LiCle 이ove box 외부로 반출하여 냉각시킨 후 무게를 측정하고 약 2,000 ml의 증류수에 전체를용해시킨 후 AA분석기기를 이용하여 결정 대 포함되어 있는 Cs 및 Sr의 농도를 측정하였다. 이러한 조작을 수차례 반복하여 용융염층의 높이가 낮아 더이상 결정이 불가능할 때까지 결정화조작을 수행하였다.
결정판에 주입되는 냉각 공기 온도와 배출되는 온도를. 측정하기 위하여 냉각공기 투입구와 3개의 결정판 출구에 각각 TC를 설치하여 온도측정이 가능토록 하였다. 결정화공정 중 온도변화는 온도신호를 data acquisition system을 이용하여 on-line으로 관찰할 수 있도록 하였다.

성능/효과

낮은 결정 flux로 운전을 수행할 경우 높은핵종분리 효율을 얻을 수 있으나 1번의 결정화 조작으로 얻는 결정의 양이 작아 90% 정도의 결정화수율을 얻기 위해서는 여러 번 결정화 조작을 하여야 하기 때문에 운전 시간이 길어지는 단점이 발생하게 된다. 따라서 경막 결정화를 이용한 핵종분리공정에서 높은 핵종 분리 효율 및 가능한 짧은 운전소요시간을 동시에 얻기 위해선 용융염의 높이에 따라서 즉, 용융염 양의 양의 따라서 냉각공기 유량을 변화시키는 것이 필요하다는 것을 알 수 있다. 본 실험에서 총괄적으로 얻어진 결정수율 및 핵종분리효율을 그림 4에 나타내었는데 lab-scale I/II족 핵종분리 장치를 이용하여90% 정도의 결정화 수율이 가능하다는 것을 알 수 있었고 높은 핵종분리 효율이 가능하다는 것을 알 수 있다.
것을 알 수 있다. 모든 경우 90% 이상의 핵종 분리 효율은 80%의 결정화수율에서 얻을 수 있었다.
따라서 경막 결정화를 이용한 핵종분리공정에서 높은 핵종 분리 효율 및 가능한 짧은 운전소요시간을 동시에 얻기 위해선 용융염의 높이에 따라서 즉, 용융염 양의 양의 따라서 냉각공기 유량을 변화시키는 것이 필요하다는 것을 알 수 있다. 본 실험에서 총괄적으로 얻어진 결정수율 및 핵종분리효율을 그림 4에 나타내었는데 lab-scale I/II족 핵종분리 장치를 이용하여90% 정도의 결정화 수율이 가능하다는 것을 알 수 있었고 높은 핵종분리 효율이 가능하다는 것을 알 수 있다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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