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- 저자 : 조용준(Yong-zun Cho) (검색결과 4 건)
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안수나,박환서,조인학,김인태,조용준,Ahn, Soo-Na,Park, Hwan-Seo,Cho, In-Hak,Kim, In-Tae,Cho, Yong-Zun 한국방사성폐기물학회 2012 방사성폐기물학회지 Vol.10 No.1
금속염화물계 방사성 폐기물은 전해공정으로 이루어진 파이로프로세싱공정의 주요한 방사성 폐기물이다. 이와 같은 폐기물은 탄산염이나 질산염과 달리 고온에서 분해되지 않고 바로 휘발되며, 기존의 규산계 유리와 상용성이 낮아 처리가 쉽지 않다. 본 연구팀은 금속염화물계 폐기물을 고화처리하는 방법으로 탈염화처리법을 채택하였다. 본 연구에서는 그 후속적인 연구로서, 탈염화물질로 제안된 SAP ($SiO_2-Al_2O_3-P_2O_5$)의 조성을 변화시켜 LiCl-KCl과의 반응성을 향상시키고 고화공정을 단순화시키고자 하였다. 기본물질계에 $Fe_2O_3$를 첨가할 경우 무게반응비 SAP/Salt를 3에서 2.25로 낮출수 있으며, Fe가 Al을 치환하는 몰분율이 0.1이상이 될 경우에는 오히려 반응성이 점진적으로 감소하는 것으로 확인되었다. 또한 M-SAP에 $B_2O_3$를 첨가할 경우에는 유리매질을 사용하지 않고 monolithic form을 제조할 수 있었다. 침출 시험결과 U-SAP 1071이 가장 높은 내구성을 보여주었으며, 1 g의 금속폐기물을 처리시 약 3~4 g의 고화체가 발생되며, 이는 기존의 고화처리법보다 약 $\frac{1}{3}{\sim}\frac{1}{4}$배정도 최종처분부피가 감소되는 효과를 얻을 수 있다. 이상의 실험결과로부터, 기존의 유리고화공정으로 처리가 어려운 휘발성 금속염화물계 폐기물을 단 하나의 물질을 이용하여 처리할 수 있음을 확인하였으며, 이러한 처리방법은 고화처리시 발생되는 부피를 최소화활 수 있는 대안적인 고화처리방법이 될 것으로 판단된다. Metal chloride waste is generated as a main waste streams in a series of electrolytic processes of a pyrochemical process. Different from carbonate or nitrate salt, metal chloride is not decomposed into oxide and chlorine but it is just vaporized. Also, it has low compatibility with conventional silicate glasses. Our research group adapted the dechlorination approach for the immobilization of waste salt. In this study, the composition of SAP ($SiO_2-Al_2O_3-P_2O_5$) was adjusted to enhance the reactivity and to simplify the solidification process as a subsequent research. The addition of $Fe_2O_3$ into the basic SAP decreased the SAP/Salt ratio in weight from 3 for SAP 1071 to 2.25 for M-SAP( Fe=0.1). The experimental results indicated that the addition of $Fe_2O_3$ increased the reactivity of M-SAP with LiCl-KCl but the reactivity gradually decreased above Fe=0.1. Also, introducing $B_2O_3$ into M-SAP requires no glass binder for the consolidation of reaction products. U-SAP ($SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O_3-P_2O_5-B_2O_3$) could effectively dechlorinate the LiCl-KCl waste and its reaction product could be consolidated as a monolithic form without a glass binder. The leaching test result indicated that U-SAP 1071 was more durable than other SAPs wasteform. By using U-SAP, 1 g of waste salt could generated 3~4 g of wasteform for final disposal. The final volume would be about 3~4 times lower than the glass-bonded sodalite. From these results, it could be concluded that the dechlorination approach using U-SAP would be one of prospective methods to manage the volatile waste salt.
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조인학,박환서,안수나,김인태,조용준,Cho, In-Hak,Park, Hwan-Seo,Ahn, Soo-Na,Kim, In-Tae,Cho, Yong-Zun 한국방사성폐기물학회 2012 방사성폐기물학회지 Vol.10 No.1
The metal chloride wastes from a pyrochemical process to recover uranium and transuranic elements has been considered as a problematic waste difficult to apply to a conventional solidification method due to the high volatility and low compatibility with silicate glass. In this study, a dechlorination approach to treat LiCl-KCl waste for final disposal was adapted. In this study, a $SiO_2-Al_2O_3-P_2O_5$ (SAP) inorganic composite as a dechlorination agent was prepared by a conventional sol-gel process. By using a series of SAPs, the dechlorination behavior and consolidation of reaction products were investigated. Different from LiCl waste, the dechlorination reaction occurred mainly at two temperature ranges. The thermogravimetric test indicated that the first reaction range was about $400^{\circ}C$ for LiCl and the second was about $700^{\circ}C$ for KCl. The SAP 1071 (Si/Al/P=1/0.75/1 in molar) was found to be the most favorable SAP as a dechlorination agent under given conditions. The consolidation test revealed that the bulk shape and the densification of consolidated forms depended on the SAP/Salt ratios. The leaching test by PCT-A method was performed to evaluate the durability of consolidated forms. This study provided the basic information on the dechlorination approach. Based on the experimental results, the dechlorination method using a $SiO_2-Al_2O_3-P_2O_5$ (SAP) could be considered as one of alternatives for the immobilization of waste salt. 사용후 핵연료내 우라늄 및 초우란원소를 회수하는 파이로프로세싱 공정에서 배출되는 금속염화물계 방사성 폐기물은 높은 휘발특성과 붕규산계 유리와의 낮은 상용성으로 인해 고화처리가 쉽지 않은 폐기물이다. 이를 위해, 본 연구에서는 고화처리의 한 방법으로 탈염화 반응을 통한 고화체제조 개념을 채택하였다. 솔젤법을 이용하여 탈염화물질, $SiO_2-Al_2O_3-P_2O_5$ (SAP)을 합성하였으며 이를 이용하여 탈염화 반응거동 반응생성물의 고형화 특성을 조사하였다. LiCl계 폐기물과 달리, LiCl-KCl폐기물의 반응은 두 개의 온도범위에서 반응이 진행되며, $400^{\circ}C$의 경우에는 LiCl이, 약 $700^{\circ}C$에서는 KCl이 주로 반응하는 것으로 확인되었다. 여러 가지 반응실험을 통하여 LiCl-KCl의 탈염화 반응에 가장 적합한 물질은 SAP 1071 (Si/Al/P=1/0.75/1 in molar)인 것으로 확인되었다. 4가지 종류의 고형화 실험을 통하여 고화체의 bulk shape과 densification은 SAP/Salt의 비에 영향 받는 것을 확인하였다. 제조된 고형화 시료는 Product Consistency Test-A법을 이용하여 기본적인 내구성을 평가하였다. 본 연구는 $SiO_2$, $Al_2O_3$, $P_2O_5$로 이루어진 탈염화 물질을 이용하여 반응특성과 고형화 특성에 대한 기본적인 정보를 제공하였으며, 이와 같은 실험을 통하여, 본 연구에서 제안된 탈염화 고화처리방법이 휘발특성이 높고 기존 유리매질과 상용성이 낮은 금속염화물계 폐기물에 적용이 가능함을 확인하였다.
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