KCI등재
감마선 조사에 의한 이온교환수지의 열화 및 방사성 핵종 침출 특성
저자
발행기관
학술지명
대한환경공학회지(Journal of Korean Society of Environmental Engineers)
권호사항
발행연도
2022
작성언어
Korean
주제어
KDC
539
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
366-374(9쪽)
제공처
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.
Objectives : The objectives of this study were to investigate gamma radiation induced degradation and leaching behavior of nuclide and/or organic complexing agent adsorbed ion exchange resin.
Methods : Cation exchange resin (IRN 77) and anion exchange resin (IRN 78) widely used in nuclear power plants were purchased. Cobalt ion and EDTA were used to represent nuclide and organic complexing agent adsorbed to ion exchange resins. Cation and anion exchange resin adsorbed cobalt ion and/or EDTA were radiated by 60Co nuclide. The radiation dose rate was 10 kGy/hr and total doses were 0, 300, 500, and 700 kGy.
Results and Discussion : The sulfone and quaternary ammonium functional groups of gamma radiated ion exchange resin were degraded, indicating nuclide/organic complexing agent would be leached from ion exchange resin. It was shown that degradation of anion exchange resin was worse than that of cation exchange resin. While the high concentrations of cobalt ion and organic matter were observed in leachate from anion exchange resin, those in leachate from cation exchange resin were very low. For mixed cation and anion exchange resin, the leaching behavior of mixed resin was improved. This shows that disposal in the form of a mixed ion exchange resin was evaluated as a safer method than that of a cation or anion exchange resin alone.
Conclusion : The adsorbed nuclide and organic complexing agent were leached from ion exchange resin by gamma irradiation. The leaching behavior of cation and anion exchange resin was improved by using mixed ion exchange resin.
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