EXAFS 기반 싱크로트론 방사선에 의한 모의 고준위 방사성 폐기물 유리 내 백금족 원소의 산화환원 상태 분석

전문가 제언

○ 고준위 방사성 액체폐기물(HLLW, high-level radioactive liquid waste)의 유동을 막기 위하여 붕규산염(borosilicate) 유리를 사용하는 유리화 기술이 원자력폐기물 관리를 위해 사용되고 있다. 즉, 사용후핵연료의 재처리로부터 발생되는 고준위 폐기물은 주로 핵분열생성물(FP, fission product)들로 이루어지며, HLLW이 PUREX 공정에서 우라늄과 플루토늄을 회수한 후의 잔여용액으로서, HLLW는 유리 용융장치 내에서 산화환원을 형성하는 붕규산염 유리와 혼합된다.

 

○ 유리화된 방사성폐기물의 물리적·화학적 안정성은 콜드 캡(cold cap) 내 HLLW 성분들의 분포와 화학적 상태에 의해 상당한 영향을 받는데, 이는 그 중 일부가 유리화 공정 중에 불용성으로서 유리의 내구성에 부정적 영향을 주기 때문이다.

 

○ 본 연구에서는 고준위 폐기물 유리 고화체의 안전성을 확립하기 위해, 상이한 온도와 기체 분위기 하에서 준비된 모의 고준위 원자력폐기물 유리 시료 내 백금족 원소들의 산화환원 상태를 평가하기 위해 싱크로트론 방사선 기반 광역 X-선 흡수 미세구조(EXAFS, extended X-ray absorption fine structure) 분석이 수행되었으며, 표준 EXAFS 함수의 선형결합 맞춤분석으로 모의 유리 내의 금속/산화물 비율들이 성공적으로 측정되었다.

 

○ 우리나라는 1983년부터 사용후핵연료 처분에 소요될 각종 비용을 적립하고 있으며 부지선정이 2025년에 예정대로 진행된다면 중간저장시설은 2035년, 영구처분시설은 2053년에 가동되기로 의결되었다.

 

○ 본문에 제시된 ‘싱크로트론 방사선 기반 EXAFS에 의한 모의 고준위 방사성폐기물 유리 내 백금족 원소의 산화환원 상태 분석’에 대한 연구 결과는 국내 사용후핵연료 등 고준위폐기물 유리 고화체의 물리·화학적 안전성 향상을 위한 기술자립에서 필수적으로 고려될 기술 자료가 될 것이다.

저자

Yoshihiro Okamoto, Hideaki Shiwaku, Masami Nakada, Satoshi Komamine, Eiji Ochi, Mitsuo Akabori

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

471()

잡지명

Journal of Nuclear Materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

110~115

분석자

성*웅

분석물

• EXAFS 기반 싱크로트론 방사선에 의한 모의 고준위 방사성 폐기물 유리 내 백금족 원소의 산화환원 상태 분석.pdf [502,390 byte]

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