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유리, 유리 복합소재 및 세라믹스를 이용한 방사성 폐기물의 고정화

전문가 제언: ○ 표면상으로 완전한 유리로부터 완전한 결정체까지 각종 변환된 폐기물들이 고준위 폐기물을 고정화하는데 이용되고 있다. 고준위 폐기물은 현재 유리 내에서 고정화되거나 세라믹 사용 후 연료로 남겨진다. 그러나 유리, 결정 세라믹스 및 유리 복합소재 등 세라믹스들은 향후 및 어려운 고준위 폐기물을 처리하기 위하여 개발 중에 있다.

○ 이 모든 방사성 핵종 포획(capture)은 다음과 같은 각종 에너지 준위 (level) 또는 분류체계(hierarchies)보다 우선이다. 원자 준위, 미세구조 준위, 금속통에 폐기물 매트릭스를 넣기 또는 packaging 하기, 저장 시스템에서 장(field) 효과 가까이에서 전위 그리고 지구와의 장거리 field의 상호관계.

○ 우리나라의 방사성 폐기물 실태와 이를 안정화하기 위한 연구현황은 다음과 같다.

– 우리나라에서 발생하는 방사성 핵폐기물은 재처리하지 않은 중-저준위 폐기물이므로 고정화할 필요성은 없다.

– 이 중-저준위 폐기물은 약 1,000℃에서 소각된다. 소각재를 고정화하기 위해, 유리질화 하는 연구가 한국수력원자력(주) 산하 원자력환경기술원과 프랑스 공동으로 파일롯 규모로 성공적으로 수행되었다. 그러나 유리질화 공정은 다른 방법에 비해 비용이 가장 많이 든다고 알려져 있다.

– 방사성 폐기물을 세라믹스를 이용하여 고정화하는 연구는 한국지질자원연구원 광물합성 팀에서 과학기술부 국제공동과제로 러시아 연구소와 수행하고 있다. 그 동안 주로 pyrochlore계와 garnet계 구조 세라믹스가 개발되었다. 이 세라믹스 소재는 확실한 결정 구조를 가지므로 앞에서 소개한 유리질화용 유리(비정질) 소재와는 구별된다.

저자: W. E. Lee, M. I. Ojovan, M. C. Stennett, N. C. Hyatt
자료유형: 학술정보