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  1. 2011.12.08 후쿠시마 방사능 오염 토양을 정제하는 기술 상용화

□ 한국원자력연구원이 독자 개발한 세슘, 코발트, 우라늄 등 토양에 포함된 방사성 물질을 1개월 안에 최대 98%까지 제거할 수 있는 '복합 동전기 제염장치 설계기술'이 한국전력기술주식회사에 기술 이전돼 상용화 됩니다.

원자력연 제염해체연구부 김계남 박사팀이 개발한 '복합 동전기 제염장치 설계기술'은 방사능에 오염된 토양이나 콘크리트에서 방사성 물질을 효율적으로 제거하면서도, 폐액을 전혀 발생시키지 않아 2차 오염의 우려가 없는 최신 기술 입니다.

오염 토양 제염 공정도


이 기술은 원전 사고 등으로 인해 발생한 대규모 방사능 오염 지역 토양에 포함된 방사성 물질을 제거하는데 활용 가능한 신기술로, 한국전력기술은 이전 받은 기술을 이용해 국내외 방사능 오염 제거 시장에 본격 진출할 계획입니다.

원자력연은 관련 국내외 특허 3건과 설계도면 및 운전절차서 등 관련 문서 4건을 한국전력기술에 이전하고, 정액기술료 14억 4000만 원과 매출액의 1.0~1.5%를 경상기술료로 받게 됩니다.

□ 이 기술 장치는 1개월 내에 세슘은 96%, 코발트와 우라늄은 98%까지 제거해 미국 등이 운용하고 있는 기존 장치가 '6개월 소요에 80%를 제거'하는 수준 보다 월등히 뛰어납니다.

연구팀은 방사성 물질에 오염된 토양 및 콘크리트에 다량의 질산을 넣어 오염을 제거하는 '세척법'과 토양의 양쪽에 전극을 넣고 전압을 가해 전기 이동과 전기 삼투원리에 의해 (+)극을 띠는 방사성 물질을 음극으로 이동시켜 분리해내는 '동전기(electrokinetic) 제염법'을 복합했습니다.

이 장치는 오염된 토양이나 콘크리트를 1.0 몰(mole) 농도의 질산으로 세척하는 전처리 과정을 거친 뒤, 백금을 티타늄으로 코팅한 전극을 넣어 단위 면적당 20 ㎃, 14 V의 직류 전압을 가한 채로 1개월이 경과하면 세슘은 96%, 우라늄과 코발트는 98%가 제거됩니다.

복합 동전기 제염장치 및 폐액처리장치 구조도


이 장치로 처리한 토양이나 콘크리트는 세슘과 코발트의 함유량이 0.1 Bq/g 이하, 우라늄 함유량은 0.4 Bq/g 이하로 낮아져 일반 폐기물로 처리가 가능할 만큼 깨끗해집니다.

또한 오염 물질을 슬러지화해서 걸러낸 뒤 질산 액을 100% 재활용함으로써 폐액이 전혀 발생하지 않도록 했습니다.

처리 능력은 가로, 세로, 높이가 1.5×1.8×1.6 m의 1기로 연간 200 리터 용량 드럼 50개를 처리할 수 있습니다.

520L 복합 동전기 제염장치 구조도


 용  어  설  명

전기이동(electro migration) :
오염된 토양과 콘크리트의 입자 사이 틈에는 (+)전하를 가진 방사성 오염 물질이 포함되어 있는데, 전기를 가했을 때 (-)전극 쪽으로 방사성 오염 물질이 이동하는 현상

전기삼투(electro osmosis) :
방사성 오염 토양 표면은 (-)전하를 띄고, 방사성 오염 콘크리트 표면은 (+)전하를 띄는데, 전기를 가했을 때 표면에 붙은 방사성 오염 물질과 금속 이온이 주변의 질산 용액과 함께 반대 되는 전극으로 이동하는 현상 

동전기 제염 장치

여과기

폐액 처리장치

침전조

 

posted by 글쓴이 과학이야기

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