본 연구는 우라늄 변환시설 운전 중에 발생된 우라늄 함유 슬러지를 가열 처리하여 분말 형태로 저장 중인 우라늄 함유 슬러지의 열분해 고체폐기물 (Thermal Decomposed Solid Waste of uranium-bearing sludge : TDSW)을 대상으로 TDSW의 용해, TDSW 질산 용해액의 알카리화에 의한 불순물 제거 및 탄산염 알카리화 용액의 산성화에 의한 U 선택적 제거/회수 특성 등을 규명하였다. TDSW의 용해는 질산용해가 탄산염 산화용해 보다 효과적이었다. 1M 질산에서 TDSW의 약 30wt%가 고체 잔류물로 불용해되었고, TDSW 내 함유 U은 99% 이상이 용해되었다. TDSW의 질산 용해액의 알카리화는 탄산염에 의한 알카리화가 불순물 제거 측면에서 보다 효과적이며, 탄산염 알카리화 (pH 약 9)에서 U과 공용해된 Ca, Al, Zn 및 Fe 등의 $98{\pm}1%$가 제거되었다. 그리고 불순물이 거의 제거된 알카리화 용액 (0.5 M $H_2O_2$ 첨가)의 산성화 (pH 약 3) 에서 U의 99% 이상을 회수할 수 있어 TDSW로부터 U을 선택적으로 제거/회수할 수 있었다.
방사성폐기물처리는 기술혁신의 시대를 맞이하고 있다. 역침투막기술등 날로 발전하고 있는 처리기술이 방사성폐기물처리분야에 응용되어 결실되어가고 있다. 이와같은 처리기술이 순조롭게 궤도에 오른다면, 장차 고체폐기물의 량은 현재의 10분의 1로 감소될 가능성도 있다. 이렇게 되면, 경우에 따라서는 내용년수 30년동안에 발생되는 폐기물은 모두 부지내에 저장하였다가 폐로시에 일괄하여 처리하는 것도 기술적으로 가능하여 진다고 하겠다. 여기서는 일본의 동경전력(주)을 예로 폐기물처리기술개발의 현상을 알아 본다.
폐기물 소각로는 주입 폐기물의 성상이 균일하지 못하므로 폐기물의 불완전 연소에 의한 유해중간 생성물들이 생성되므로 논란이 되어왔다. 이를 제어하기 위해서는 공기량, 공기 주입방법, 공기 예열온도등에 운전조건들의 선정이 매우 중요하다. 이를 위해 진행되어온 연구는 크게 실험적 방법과 수치 해석적 방법의 두 범주로 나뉘어진다. 이에 본 연구에서는 수치해석적 방법으로 광주 상무신도심에 설치 가동중인 200톤/일 용량의 소각로내의 열유동 현상을 해석하기 위하여 고체 폐기물이 매우 빠르게 탈휘(devolatilization)되는 것으로 가정, 메탄가스로 단순화(Chen et al, 1999)하였다. (중략)
한국원자력연구소에서 발생하는 액체폐기물은 환경으로의 무방출 원칙에 따라 탱크에 임시저장하면서 증발농축의 감용처리를 거쳐 고체화하거나 자연증발시설을 통해 최종 증발 처리를 한다. 폐기물의 효율적 관리를 위한 체계적인 이력관리와 문서관리 및 각종 통계자료를 도출할 수 있는 데이터베이스 시스템의 구축의 일환으로 현재 연구소에서 실시하는 액체와 고체 방사성폐기물의 처리공정상에서의 데이터 확보가 필요하다. 이를 위해 폐기물 발생현황과 처리공정별 데이터를 분석하고 공정의 흐름과정에서 확보하는 데이터를 데이터베이스에 입출력하는 응용프로그램 설계를 완료하였다. 본 연구는 연구소에서 발생하는 방사성폐기물의 발생현황과 이를 수집하여 부피축소와 감용 처리 공정을 거치는 일련의 공정과정을 분석하여 도식화한 결과와 이를 토대로 폐기물처리 업무에 맞는 데이터 입출력 프로그램을 설계 내용을 소개한다. 제한된 환경에서의 실험이 아닌 실제 처리공정상의 데이터는 서류와 인적, 물적 자원의 절약을 도모하고 방사성폐기물에 대한 추적관리 및 처리의 효율성을 향상시키며 정확하고 신속한 정보를 제공하여 방사성폐기물의 물질수지연구에 이바지 할 수 있다.
조사재시험시설(IMEF : Irradiated Materials Examination Facility)은 원자력연구소 부지 내에 위치하고 있는 핫셀 시험시설로써, 하나로 연구용 원자로 및 상용 원자력발전소에서 중성자에 조사한 사용후핵연료 및 구조재료 등의 조사특성에 대한 시험 및 평가를 수행하고 있다. 따라서 핫셀 내부에서 시험을 완료한 고준위 고체폐기물들은 시설의 고유기능을 지속적으로 수행하기 위해서 정기적으로 핫셀 외부로 반출 및 원자력연구소 부지내의 저장시설에 옮겨 처리해야 한다. 시설준공(1993년 말) 후 현재까지 고준위폐기시설인 모노리스(monolith)로 반출 및 처리한 물량은 50리터용 폐기물처리용 통(bin)으로 약 30개이며, 해마다 그 양이 늘어나고 있는 추세이다. 본 논문에서는 조사재시험시설의 핫셀에서 고준위폐기시설인 모노리스(monolith)까지의 일련의 반출 및 처리에 대한 절차 및 작업내용을 간략하게 기술하고자 한다.
고체연료의 연료특성을 완전히 파악하기는 어렵다. 하지만 기존의 알고있는 자료를 이용해서 고체연료의 연소특성을 예측할 수 있을 것이다. 그래서, 이미 어느 정도 알려져 있는 미분탄의 연소특성을 이용하여 폐기물의 연소특성을 예측하기 위해서 새로운 열중량 분석장치를 개발하게 되었으며, 여기에서는 그 개발절차 및 기초실험 결과를 실었다. 기초실험 결과 미소질량일 경우와 약간의 차이가 발견되었다. 그러나 그 개형은 기존의 자료들과 큰 차이가 없는 것으로 보여진다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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