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인산계 유리를 이용한 방사성폐기물의 고형화기술

전문가 제언: ○ 원자력발전을 하거나 방사선 동위원소를 취급하고 나면 부산물로 폐기물이 생기게 된다. 방사선 폐기물은 방사선 종류의 반감기나 방사선 준위와 이때 나오는 열에 따라 저준위, 중준위 및 고준위로 분류되며 그 특성에 따라 처리 및 처분방법이 다르다. 폐기물을 효과적으로 처리하기 위하여 고체덩어리로 만드는 고형화 작업이 필요하며 이때 세라믹 재료가 이용된다.

○ 재처리과정에서 두 가지 폐기물이 나오는데 고준위 폐기물(HLW)은 공정에서 나오는 핵분열 생성물과 악티니드 계열의 액체용액 형태로 나타나는 폐기물이고, 중전위 폐기물은 핵연료 구조물의 용해잔재와 봉단마개 등으로 구성된 폐기물이다.

○ 중준위 폐기물은 시멘트를 사용하여 고형화 하였으며, 고준위 폐기물은 붕규산유리(borosilicate glass)와 인공암석이 고화제로 사용된다. 붕규산 유리는 약 20~35%의 폐기물을 함유할 수 있고, 융점이 약 1,150℃이며, 화학적 내구성이 우수하다.

○ 이러한 고준위의 생성물은 그간에 붕규산유리가 사용되었으나, 이 문헌에서는 인산계 유리 중에서도 철-인산유리에 대하여 실험을 하였으며 그 결과 유리 고화제 재료로서 충분한 성능이 있는 것으로 판단하였다.

○ 국내에서도 최근에 유리화 기술을 개발을 발표하였다. 이 방식은 유도가열식 저온 용융로를 이용하며, 미국에서 사용 중인 세라믹 용융로 방식과 달리 금속전극과 내벽에 세라믹재료를 사용하지 않아 용융로의 수명을 연장시킬 수 있는 기술로 알려졌다.

○ 사용 후 핵연료의 재처리를 방식은 주어진 여건과 재처리에 대한 경제성 등 여러 요인에 따라 결정되어야 한다. 사용 후 핵연료의 장기 관리에 관련된 문제를 해결할 수 있는 새로운 사업모델이 정립되길 기대한다.

저자: Ippei AMAMOTO, Munetaka MYOCHIN, Toshiki FUKUI
자료유형: 학술정보