[논문]방사성 오염 토양의 Cs 탈착 방안 설정에 관한 연구

이근우; 박찬우; 양희만; 서범경

방사성 오염 토양의 Cs 탈착 방안 설정에 관한 연구 원문보기

이근우 (한국원자력연구원) , 박찬우 (한국원자력연구원) , 양희만 (한국원자력연구원) , 서범경 (한국원자력연구원)

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 연구에서는 점토 광물에 오염된 Cs의 탈착기술을 개발하기 위해서 점토 광물의 층간을 확장 및 변형시켜 Cs 제거가 용이한 점토처리 방안 설정을 위한 연구를 수행하였다. 점토의 층간 확장(intercalation)을 위해서 계면활성제와 유기고분자에 의한 층간 확장 특성을 비교하였고, NH₄⁺, K⁺ 및 Cs⁺ 이온에 의한 비방사성 및 방사성 Cs 이온의 탈착 성능을 분석 평가하였다.

제안 방법

DTAB의 삽입에 의한 층상구조의 변화에 따른 Cs의 탈착 효과를 분석하였다. 암모늄이온을 이용한 양이온교환법은 38%의 Cs제거율을 나타냈다.
벤토나이트(simga)와 Ca-몬모릴로나이트를 Cs수용액에 분산시킨 후 1주일 동안 교반시키고, 원심분리를 통해 고/액 분리하였다. 분리된 벤토나이트는 상온에서 건조하였고, 액체 내 Cs의 농도를 ICP-MS로 분석하여 점토에 흡착된 Cs의 양을 계산하였다.
벤토나이트(simga)와 Ca-몬모릴로나이트를 Cs수용액에 분산시킨 후 1주일 동안 교반시키고, 원심분리를 통해 고/액 분리하였다. 분리된 벤토나이트는 상온에서 건조하였고, 액체 내 Cs의 농도를 ICP-MS로 분석하여 점토에 흡착된 Cs의 양을 계산하였다.
μCi Cs-137을 오염시켜 시료을 제조한 후 계면활성제 및 유기고분자 용액에 분산시켜 점토 층간을 확장시켰다. 암모늄이온과 세슘이온을 이용하여 Cs-137의 탈착 효율을 분석하였다. 이중 유기고분자에 의한 점토층 확장과 비방사능 세슘이온에 의한 탈착 실험결과 약 80-90%의 세슘 핵종을 제거할 수 있음을 확인하였다.
양이온성 계면활성제 DTAB의 처리 후, DTAB의 벤토나이트 층간 삽입을 FT-IR과 XRD로 분석하였다(Fig. 1). FT-IR 분석 결과, DTAB의 처리 후 점토에서 DTAB의 알킬그룹에 의한 특성 피크(ν(C-H))가 2800~300 cm^-1에서 나타났고, 이는 점토에 DTAB이 흡착되어 있음을 보여준다.
분산액을 상온으로 식힌 후 양이온(NH₄⁺ 또는 K⁺)을 넣고 상온에서 교반하였다. 원심분리를 통해 고/액 분리 후 증류수로 2회 세척하였고, ICP-MS 분석을 통해 탈착된 Cs의 양을 분석하였다.
점토내 Cs-137의 제거 성능을 평가하기 위해서 점토(몬모릴로나이트)에 3x10-4 μCi Cs-137을 오염시켜 시료을 제조한 후 계면활성제 및 유기고분자 용액에 분산시켜 점토 층간을 확장시켰다.
본 연구에서는 점토 광물에 오염된 Cs의 탈착기술을 개발하기 위해서 점토 광물의 층간을 확장 및 변형시켜 Cs 제거가 용이한 점토처리 방안 설정을 위한 연구를 수행하였다. 점토의 층간 확장(intercalation)을 위해서 계면활성제와 유기고분자에 의한 층간 확장 특성을 비교하였고, NH₄⁺, K⁺ 및 Cs⁺ 이온에 의한 비방사성 및 방사성 Cs 이온의 탈착 성능을 분석 평가하였다.
방사성 토양 폐기물에는 여러 종류의 점토로 구성되어 있으며, 점토의 층간 내부 및 가장자리에 Cs이 선택적으로 흡착되게 된다. 층간 내부의 Cs을 탈착시키기 위한 방안으로, 계면활성제 또는 유기 고분자를 층간 내부에 끼워넣어 층간 거리를 확장시켰고, 첨가된 암모늄 또는 비방사성 Cs에 의한 방사성 Cs의 탈착에 관한 영향을 평가하였다.

성능/효과

FT-IR 분석 결과, DTAB의 처리 후 점토에서 DTAB의 알킬그룹에 의한 특성 피크(ν(C-H))가 2800~300 cm-1에서 나타났고, 이는 점토에 DTAB이 흡착되어 있음을 보여준다.
암모늄이온과 세슘이온을 이용하여 Cs-137의 탈착 효율을 분석하였다. 이중 유기고분자에 의한 점토층 확장과 비방사능 세슘이온에 의한 탈착 실험결과 약 80-90%의 세슘 핵종을 제거할 수 있음을 확인하였다.
흡착된 DTAB이 벤토나이트의 층간거리에 영향을 주었는지 확인하기 위하여 XRD분석을 통해 건조된 벤토나이트의 층간거리를 측정하였다, 양이온 계면활성제 처리 후, 12.5 nm의 층간거리가 16.0 nm로 확장되는 것을 확인하였고 (Fig. 1b), 이는 DTAB이 점토 층간 내부로 삽입되었음을 보여준다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

방사성 오염 토양의 Cs 탈착 방안 설정에 관한 연구 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

방사성 오염 토양의 Cs 탈착 방안 설정에 관한 연구 원문보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

AI 본문요약
AI-Helper