PUREX시스템에서의 루테늄과 테크네튬 화학에 대한 보고(Research Committee on Ruthenium and Technetium Chemistry in PUREX system, organized by the Atomic Energy Society of Japan)

전문가 제언

□ 43번 원소인 테크네튬(망간, 레늄과 비슷한 화학적 성질)은 지구상에 존재하지 않고 인공적으로 합성한 방사성원소로서 현재 14종류의 동위원소가 알려져 있다. 이 중에서 가장 중요한 방사성동위원소는 99Tc로서 235U의 핵분열에 의해 생성되고 핵의학에서 널리 사용되고 있다. 반감기는 약 20만년 정도여서 10만년 후에도 방사능이 거의 감소되지 않기 때문에 방사성폐기물처분에서 중요하게 고려되는 핵종이다. 특히 이 핵종은 처분장 토양매질에 아주 조금밖에 흡착되지 않음으로 생태계로 유출될 위험이 크므로 테크네튬의 화학형, 흡착특성 등이 중요하게 된다. 최근 새로 개발되고 있는 소위 개량핵연료주기에서는 129I, 137Cs 및 99Tc등의 장반감기 핵종을 재처리할 때 별도로 분리하여 이들을 핵변환 시킴으로서 보다 안정되고 반감기가 짧은 원소로 바꾸는 것을 포함하고 있다. 99Tc는 활용성도 있으나 장반감기 핵종으로서 우리가 계속 관심을 가지고 주목해야 한다. 재처리할 때 효율적인 분리 및 제염, 핵변환 소멸처리가 일반화될 때는 이를 활용하여 관리하기 용이한 핵종으로 변환해야하고 폐기물처분 시에는 화학형에 따른 흡착성질 및 지하수에 의한 침출, 생태계로의 이동 등을 더욱 세밀하게 연구해야 한다.

□ 44번 루테늄은 자연계에 7종류의 안정동위원소와 10종류의 방사성동위원소가 존재하고 있다. 방사성도위원소 중 103Ru(반감기 39.35일)과 106Ru(반감기 368일) 두 핵종이 중요하고, 시간이 경과함에 따라 103Ru핵종은 빠르게 붕괴하기 때문에 이런 시점에서는 106Ru가 주요대상 핵종이다. 사용후 핵연료를 질산에 용해할 때 대부분의 핵종은 용해되어 산용액에 존재하나, 연소도가 30,000MWd/Mt(통상 35,000MWd/Md으로 연소)이상일 때는 Ru을 위시하여 Mo, Zr, Rh, Pd 및 Nb 등은 비교적 다량이 생성되어 용액중 용해도 범위를 초과하여 고체로 존재하게 되고, 재처리 시에는 이를 고려하여 운전조건을 조절해야 한다. 루테늄의 산화상태는 0~8까지 있을 수 있고, 4가는 용매 추출성을 변화시키는 여러 가지 RuⅣNO착물을 형성하고, 8가는 휘발성 4산화 루테늄을 형성한다. 용액의 산도가 증가하면 유기층에 지르코늄의 분배는 증가하나 루테늄은 감소한다. 이런 질산염 염석효과와 산화상태 등을 고려하여 용매 추출 전에 용해된 투입액의 조성을 조절해야 우라늄 및 플루토늄, 및 용매에 대한 106Ru의 오염을 방지할 수 있다.

저자

Matsumoto, S.; Uchiyama, G.; Ozawa, M.; Kobayashi, Y.; Shirato, K.

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2003

권(호)

45(3)

잡지명

Radiochemistry (Moscow

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

219~224

분석자

서*석

분석물

• PUREX시스템에서의 루테늄과 테크네튬 화학에 대한 보고.pdf [181,067 byte]

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