감마선 조사에 의한 이온교환수지의 열화 및 방사성 핵종 침출 특성

최왕규; 임승주

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최왕규 (한국원자력연구원) 임승주 (한국원자력연구원)

저널정보: 대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제44권 제10호

발행연도: 2022.10

수록면: 366 - 374 (9page)

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목적 : 원자력발전소에서 사용되고 있는 이온교환수지에 대하여 감마선 노출에 의한 방사성 핵종 및 유기착화제의 침출 가능성에 대하여 연구하였다.
방법 : 원자력발전소에서 가장 널리 사용되고 있는 양이온교환수지(IRN 77) 및 음이온교환수지(IRN78)를 구입하고 흡착 핵종 및 유기착화제를 모사하기 위해 감마선 핵종인 코발트 이온 및 EDTA를 흡착시켰다. 이온교환수지에 흡착된 코발트 핵종의 영향을 알아보기 위해 코발트 선원을 이용하여 감마선 조사선량 0, 300, 500, 700 kGy에 대한 이온교환수지의 열적 특성 변화와 이온교환수지에 흡착된 코발트 및 유기착화제의 침출 여부를 실험하였다.
결과 및 토의 : 이온교환수지에 감마선을 조사하는 경우 흡착기인 술폰기 및 4차 암모늄기가 분해되어 이온교환수지 흡착기에 흡착된 핵종 및 유기착화제의 침출 가능성이 있음을 알 수 있었다. 이온교환수지의 감마선 손상은 양이온교환수지에 비해 음이온교환수지에서 더 심각하게 발생하였다. 양이온교환수지의 경우 침출된 코발트 이온 및 유기물의 농도가 미미하였으나, 음이온교환수지의 경우 감마선 손상에 의해 고농도의 코발트 이온 및 유기물 농도가 검출되었다. 한편 양이온교환수지와 음이온교환수지가 혼합된 혼성이온교환수지를 사용한 경우, 양이온교환수지 및 음이온교환수지를 각각 사용한 경우에 비해 코발트 이온 및 유기물의 침출 농도가 저감되었다. 따라서 방사성 폐기물 처리시설에 양이온교환수지와 음이온교환수지를 혼합하여 보관하게 되면 핵종의 침출 가능성을 낮추어 보다 안전한 처분 방안이 될 수 있음을 알 수 있었다.
결론 : 이온교환수지에 감마선이 조사되면 이온교환수지가 열화되어 방사성 핵종 및 유기착화제가 침출될 가능성이 있으나, 양이온교환수지 및 음이온교환수지를 혼합하여 사용하여는 경우 침출 농도가 저감되어 이온교환수지의 처분 안정성이 향상되었다.

#Gamma irradiation #Ion exchange resin #Degradation #Nuclide #Leaching behavior #감마선 조사 #이온교환수지 #분해 #핵종 #침출 특성

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