방사성폐기물 고정화용 유리의 전기전도도 및 유리 전이온도 측정

전문가 제언

○ 붕규산유리(BSG), 알루미늄 붕규산유리AlBSG), 바륨 붕규산유리(BaBSG) 및 납 붕규산유리(PbBSG)를 공기 분위기에서 각 조성의 화학약품과 유리를 용융하여 만들었다. 이들 유리를 분말 X-선 회절계(XRD, X-ray diffractometer)로 확인하고, 임피던스 측정으로 전기전도도를 측정하였다. 전기전도도는 유리 망구조에 있는 Na+ 이온 이동 때문이고, 범위는 400∼900K에서 9.92 x 10-9 ∼ 1.74 x 10-3 Ω-1 cm-1이었다. 전기전도도 활성에너지는 각각 BSG에 대해 0.92 ± 0.01 eV, AlBSG에 대해 1.19 ± 0.01 eV, BaBSG에 대해 1.19 ± 0.01 eV 및 PbBSG에 대해 1.24 ± 0.01 eV이었다.

 

○ 이온 전도로 인한 Na+ 이온의 확산계수를 Nernst-Einstein식으로 계산하였다. 확산계수 값은 5.28 ± 0.03×10-13 ～ 1.78 ± 0.01×10？8 cm2s？1 범위이었다. 유리 전이온도는 시차주사열량측정과 팽창기법으로 측정하였다. DSC로 측정된 Tg 값은 BSG가 813 ± 4 K, AlBSG가 820 ± 4 K, BaBSG가 785 ± 4 K 및 PbBSG가 749 ± 4 K 이고, 팽창기법으로 측정한 것이 BSG가 799 ± 5 K, AlBSG가 818 ± 5K, BaBSG가 781 ± 5K 및 PbBSG가 742 ± 4 K 이었다.

 

○ 한국수력원자력(주)에서는 저준위 방사성폐기물의 유리화 공정에 대한 연구개발 및 실증실험을 거쳐 울진원전에 유리화설비를 건설하여 2009년부터 운영하고 있다. 중저준위 폐기물은 종류와 성상 및 성분들이 매우 다양하다. 이 유리화설비는 방사성폐기물 감용 기술의 하나로 원전해체 폐기물 및 고준위 폐기물 처리에도 사용될 것으로 판단된다.

 

○ 유리화 공정설계에서 주요 변수중의 하나가 유리 전이온도와 전기전도도이다. 중저준위뿐만 아니라 앞으로 예상될 원전해체 폐기물 및 고준위 폐기물을 처리할 유리화 공정은 대량의 방사성폐기물 부피감용을 할 수 있는 기술로 관심의 대상이다. 유리조성 변화와 방사성 폐기물 특성의 혼합에 따른 유리의 물리적 특성을 측정하는 기술의 개발은 유리에 의한 부피감용 시설의 설계에 필수적인 기술로 판단된다.

저자

Binoy Kumar Maji,Hrudananda Jena,R.Asuvathraman

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

434()

잡지명

Journal of non-crystalline solids

과학기술
표준분류

재료

페이지

102~107

분석자

박*화

분석물

• 방사성 폐기물 고정화용 유리의 전기전도도 및 유리 전이온도 측정.pdf [480,853 byte]

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