흑연에 주입된 중수소의 열적 이동

전문가 제언

○ 조사된 흑연은 잠재적으로 존재하는 3H, 36Cl, 14C 같은 방사성 동위원소를 상당량 포함하고 있다. 이 중에서 삼중수소는 초기 선량을 결정짓는 주요 핵종이므로 이에 대한 관심사가 크다. 따라서 현재 해체중인 가스냉각 원자로에 사용한 천연 핵급의 흑연이 쟁점이 되고 있다. 일부 4세대 원자로인 고온 가스로(VHTR, very high temperature reactor)와 페블베드 모듈형 원자로(PBMR, pebble bed modular reactor)에서도 흑연을 사용하도록 설계되고 있기에 강력한 처분방법이 찾아져야 한다.

 

○ 본 논문은 발전소 해체과정에서 생성된 흑연폐기물의 처리공정 개선과 삼중수소 거동 예측을 위해 수행한 T의 열적 방출거동에 관한 내용이다. 이 모사를 위하여 D 이온을 주입하고, 핵반응분석법(NRA, nuclear reaction analysis)으로 D의 프로파일을 구하였으며, Raman 미세분광법에 의해 D의 방출거동에 흑연의 풀림온도와 구조가 미치는 영향을 분석하였다. 이를 토대로 D의 방출거동을 T의 방출거동으로 외삽해서 조사된 흑연의 효과적 처리·관리방안을 구축하는 방법을 소개하고 있다.

 

○ 핵폐기물의 처리·처분연구는 영국, 프랑스 등에서 지난 40년 동안 활발히 수행되어 왔다. 영국에서는 기본적으로 심지층 처분하며 장기간 저장 후 역학적 해체를 한다. 그러나 관련연구는 현재 저조한 편이며, 프랑스는 2016년까지 법적으로 흑연 폐기물 처분 해법을 찾고 승인해야 할 형편이기에 이 분야 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 유럽은 30여개의 협력단을 구성하여 처리 및 처분 운용사례를 개발하는 목표를 두고 프로젝트를 수행한 바 있다. 또한 IAEA도 현존하는 가능한 처리기술의 실제 증명을 위한 국제 공동연구프로그램을 수행하였다.

 

○ 우리나라도 연구로 1, 2호기의 해체가 1997년부터 진행되고 있으며, 약 13톤의 조사된 방사성 흑연폐기물이 존재하고 있다. 이에 한국 원자력연구원의 주도하에 해체 폐기물의 감용 및 처분 또는 재활용 연구 등이 활발히 진행되어 왔다. 또한 한국수력원자력(주)에서도 중·저준위 방사성폐기물의 영구처분 기술을 개발하고 있다. 특히 삼중수소 처리기술은 핵융합원자로의 안전성과도 직결되는 기술이므로 필수적으로 확보해야 하며 이 분야의 기술개선 노력을 강화해야 할 것이다.

저자

M. Le Guillou, N. Moncoffre, N. Toulhoat, Y. Pipon, M.R. Ammard, J.N. Rouzaud, D. Deldicque

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2016

권(호)

371()

잡지명

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B

과학기술
표준분류

에너지

페이지

307~311

분석자

강*환

분석물

• 흑연에 주입된 중수소의 열적 이동.pdf [536,378 byte]

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