초록
사용후핵연료 파이로프로세싱에서는 방사성 희토류 염화물($RECl_3$)을 함유한 LiCl-KCl 공융염폐기물이 발생되며, 핫셀시설에서 운영을 목적으로 단순한 형태의 공융염폐기물 처리공정을 개발하는 것이 필요하다. 본 연구에서는, LiCl-KCl 공융염폐기물 내 희토류 핵종 분리/고화공정의 단순화를 목적으로 $Li_2O-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3$계의 무기합성매질을 이용하여 LiCl-KCl 공융염 내 희토류 핵종(Nd)을 분리한 후 분리생성물을 바로 고화하는 시험을 실시하였다. 공융염 내 희토류 염화물($NdCl_3$) 대비 0.67의 무게비에 해당하는 무기합성매질의 양으로도 Nd 핵종을 98wt% 이상 분리할 수 있었고, 이 때 얻은 희토류 핵종 포집생성물은 약 50wt% 수준의 희토류 산화물 함량을 보유하고 있었으며, 이 포집생성물을 화학적 내구성이 우수한 단일상의 균질한 유리고화체로 제조할 수 있었다. 이 결과들은 LiCl-KCl 공융염폐기물 내 희토류 핵종의 분리/고화공정을 단순화하기 위한 방안수립에 활용될 수 있을 것이다.
The pyroprocessing of spent nuclear fuel generates LiCl-KCl eutectic waste salt containing radioactive rare earth nuclides. It is necessary to develop a simple process for the treatment of LiCl-KCl eutectic waste in a hot-cell facility. In this study, capture and solidification of a rare earth nuclide (Nd) in LiCl-KCl eutectic salt using an inorganic composite with a $Li_2O-Al_2O_3-SiO_2-B_2O_3$ system was conducted to simplify the existing separation and solidification process of rare earth nuclides in LiCl-KCl eutectic waste salt from the pyroprocessing of spent nuclear fuel. More than 98wt% of Nd in LiCl-KCl eutectic salt was captured when the mass ratio of the composite was 0.67 over $NdCl_3$ in the eutectic salt. The content of $Nd_2O_3$ in the Nd captured-composite reached about 50wt%, and this composite was directly fabricated into a homogeneous and chemical resistant glass waste in a monolithic form. These results will be utilized in designing a process to simplify the existing separation and solidification process.
