Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT) (방사성폐기물학회지)

Korean Radioactive Waste Society (한국방사성폐기물학회)
권호 표지

Ion Adsorption Characteristics of IRN-150 Mixed Resin and Removal Behavior of $^{14}C$ Radionuclide from Spent Resin by Stripping Solutions

IRN-150 혼상수지의 이온 흡착특성 및 폐수지로부터 탈착용액을 이용한 $^{14}C$ 핵종의 제거 특성

  • 양호연 (한국수력원자력(주) 원자력발전기술원) ;
  • 원장식 (한국수력원자력(주) 원자력발전기술원) ;
  • 최영구 (한국수력원자력(주) 원자력발전기술원) ;
  • 박근일 (한국원자력연구소) ;
  • 김인태 (한국원자력연구소) ;
  • 김광욱 (한국원자력연구소) ;
  • 송기찬 (한국원자력연구소) ;
  • 박환서 (한국원자력연구소)
  • Published : 2006.12.30
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Abstract

Spent ion-exchanged resin generated from various purification systems in CANDU reactor was contaminated with high activity of $^{14}C$ radionuclide. This paper describes the results of fundamental study to develop the applicable technology for the treatment of this spent resin. Based on the adsorption capacity of inactive $HCO_3$ ion and other anions on IRN-150 mixed resin, the removal characteristics of $HCO_3$ ion adsorbed on to IRN-150 by various stripping solutions were evaluated. Maximum adsorption amount of the $HCO_3$ ion onto IRN-150 raw resin was about 11 mg-C/g-resin which agrees with the theoretical adsorption amount of this resin. Adsorption affinity of various anions such as $CS,\;CO,\;Na\;NH_4$ was analyzed in single and multi-component systems. From the results of removal characteristics of the $HCO_3$ ion adsorbed on IRN-150 by various stripping solutions, $NH_4H_2PO_4$ stripping solution is more effective than $NaNO_3,\;Na_3PO_3$ solutions for the complete removal of $^{14}C$ radionuclide from the IRN-150 spent resin.

중수로 원전내 여러 계통으로 부터 발생된 폐수지내에는 $^{14}C$ 핵종이 다량 함유되어 있으며, Class A 및 C 폐기물로 분류되는 폐수지의 적정 처리 기술 개발을 위한 기초연구를 수행하였다. IRN-150 혼상 이온교환수지를 이용하여 비방사성 $HCO_3$ 이온과 양이온의 흡착 특성 및 탈차용액을 이용한 $HCO_3$ 이온의 제거 특성을 고찰하였다. IRN-150 수지의 $HCO_3$ 이온의 흡착능은 이론값에 근접한 11 mg-C/g-IRN-150을 나타내었고, $CS^+,\;CO_2^+,\;Na^+,\;NH_4^+$ 양이온의 흡착 친화도를 단일성분 및 복합성분 시스템을 이용하여 분석하였다. 여러 가지 탈착용액을 이용한 폐수지로부터 $HCO_3$ 이온의 제거 특성을 평가한 결과, $^{14}C$ 핵종을 전량 효과적으로 제거하기 위해서는 $NaNO_3,\;Na_3PO_3$ 보다도 $NH_4H_2PO_4$ 용액이 유리한 것으로 나타났다.

Keywords