초록 ▼

가. 원전에 적용되는 이온교환수지 현황 및 방사성 폐액 특성
국내 원전의 고리 1, 2호기와 월성 1, 2호기 및 울진 1, 2호기에서 실제 사용하고 있는 이온교환수지를 광범위하고 오랜 기간의 조사를 통해 자료를 수집${\cdot}$분석하였다.
또한 국내 원자력발전소에서 발생하는 방사성 폐액에 대한 물리${\cdot}$화학적 특성은 아직까지 잘 알려져 있지 않아서 지금까지 대부분의 경우, 외국의 것에 의존하는 사례가 많았다. 그러나 외국의 경우를 보아도 각 발전소마다, 또한 주기별

가. 원전에 적용되는 이온교환수지 현황 및 방사성 폐액 특성
국내 원전의 고리 1, 2호기와 월성 1, 2호기 및 울진 1, 2호기에서 실제 사용하고 있는 이온교환수지를 광범위하고 오랜 기간의 조사를 통해 자료를 수집${\cdot}$분석하였다.
또한 국내 원자력발전소에서 발생하는 방사성 폐액에 대한 물리${\cdot}$화학적 특성은 아직까지 잘 알려져 있지 않아서 지금까지 대부분의 경우, 외국의 것에 의존하는 사례가 많았다. 그러나 외국의 경우를 보아도 각 발전소마다, 또한 주기별로도 많은 차이가 있고 폐액의 물리${\cdot}$화학적 특성 및 방사화학적 특성이 국내와 다르므로 국내의 정보를 확보하는 것이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 미국의 가압경수로 원전 폐액의 물리${\cdot}$화학적 또한 방사화학적인 특성을 알아보았고, 국내 고리 3, 4호기를 비롯한 붕산이 다량 함유된 폐액의 특성을 분석하였다.
나. Diphosil 물성 검토
Diphosil은 원자력 발전소의 방사성 폐액 처리에 적용하고자 만들어진 새로운 수지이기 때문에 성능을 평가할 수 있는 자료는 적은 편이다. 가장 간단하게 이온교환수지의 물성을 평가하기 위해 수지의 입도 검사를 수행하였다. 수지의 입자 크기를 알아보기 위해 순수 Diphosil과 Co 이온으로 포화된 Diphosil의 입도 분석을 실시하였고 기준 문헌을 참고하여 Diphosil 수지의 특성을 나타내었다.
다. 비방사성 금속이온 및 방사성 핵종 적용실험
액체 방사성 폐기물의 주요 방사선원인 Cs, Co와 기타 금속이온의 비방사성 모의폐액 및 방사성 폐액을 대상으로 산성 pH부터 실제 방사성 폐액의 pH인 중성에 가까운 조건까지 이온교환 평형 실험과 반응속도 실험, 컬럼실험 등을 수행하였다 또한, Diphosil 수지의 성능을 평가하기 위하여 Diphonix, Amberlite IRN 77 수지의 평형 실험도 수행하여 이온교환능을 비교하였다.
라. 악티나이드 적용실험
기존의 문헌에 Diphosil 수지는 강산성 분위기하에서 악티나이드 핵종에 높은 친화력을 보인다고 알려져 있기 때문에 Diphosil을 적용하고자 U을 대상으로 산성 pH부터 실제 방사성 폐액의 pH인 중성에 가까운 조건까지 회분조와 고정층에서 이온교환 평형 실험과 반응속도 실험, 컬럼실험 등을 수행하였고, Diphosil 수지의 성능을 평가하기 위하여 Diphonix, Amberlite IRN 77 수지의 평형 실험도 수행하여 이온교환능을 비교하였다.

Abstract ▼

A. Characteristics of Liquid Radwaste and Status of ion Exchange used In NPPs
The chemical, physical and radiochemical properties of liquid radioactive waste in the Korean NPPs have not been known until recently. The information on properties of liquid radioactive wastes, obtained from foreign co

A. Characteristics of Liquid Radwaste and Status of ion Exchange used In NPPs
The chemical, physical and radiochemical properties of liquid radioactive waste in the Korean NPPs have not been known until recently. The information on properties of liquid radioactive wastes, obtained from foreign countries, has been used to study and develop the treatment process. Because these properties of liquid radioactive wastes are depending on NPPs operating conditions and these properties in foreign NPPs are different from those in domestic, the chemical, physical and radiochemical properties of liquid radioactive waste in the Korean NPPs such as Kori unit 3 & 4, etc were analyzed to obtain basic data for this study.
B. Review of properties of Dipshosil resin
Because Diphosil resin that is used for experimental materials in this research is made new to apply in treatment of liquid radioactive waste from nuclear power plants, data that can estimate its capability are less.
There are various kinds method such as surface photographing by SEM, water content and density measurement to evaluate properties of ion exchange resin. Among them, simple method is measuring the particle size of resin.
The particle size of virgin Diphosil resin and Diphosil resin saturated by Co ion were measured and the properties of this resin were reviewed through the reference of existing literatures.
C. Experiment of nonradioactive metal ions and a radionuclides
The experiments of ion exchange equilibrium, kinetics and column were peformed for simulated liquid waste and real liquid waste using batch reactor and fixed reactor under the yahoos pH conditions. To estimate removal capacity of Diphosil resin for these wastes, an equilibrium experiment using both Diphonix and Amberlite IRN 77 resin was performed and ion exchange capability of these resin was compared.
D. Experiment of Actinides
It is known that Diphosil resin has high affinity of actinides under the strong acidic conditions. So, the experiments of ion exchange equilibrium, kinetics and column were performed for uranium solution using both batch and fixed reactor under the various pH conditions. To estimate the removal property of Diphosil resin for uranium, an equilibrium experiment of a Diphonix resin and Amberlite IRN 77 resin was performed and ion exchange capability of these resin was compared.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...38
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...42
• 제 1 절 이온교환 기술개발 동향...42
• 1. 이온교환 기술 개발 동향...42
• 2. 이온교환 기술의 원전 방사성 폐액 활용...44
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과...54
• 제 1 절 원전에 적용되는 이온교환 기술...54
• 1. 이온교환 공정...54
• 2. 원전 운전 경험 사례 요약...67
• 제 2 절 원전 방사성 폐액 특성 및 이온교환수지 사용 현황...70
• 1. 원전 방사성 폐액 특성...70
• 2. 이온교환수지 사용현황...85
• 3. Diphosil 수지 의 특성...89
• 4. Diphosil 수지의 적용 현황...99
• 제 3 절 주요 연구 내용...103
• 1. 이온교환수지 물성 검토...103
• 2. 비방사성 금속이온 적용실험...105
• 3. 방사성 핵종 적용 실험...136
• 4. Actinide 적용 실험...174
• 제 4 절 결론...187
• 제 4 장 연구개발 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도...192
• 제 1 절 연구목표 및 연구 목표 달성도...192
• 1. 연도별 연구 목표...192
• 2. 연구 목표 달성도...193
• 제 5 장 연구개발결과의 활용 계획...196
• 제 1 절 Diphosil 수지의 원전 적용 가능성 검토...196
• 제 2 절 추가 연구의 필요성...198
• 제 3 절 타 연구에의 응용...198
• 제 6 장 해외 과학 기술 정보...200