핵연료 사이클 개발기구와 三菱매터리얼의 연구팀은 복합재료가 혼재한 방사성 금속 폐기물을 1600℃ 정도로 가열하여 용융시켜 금속재료 등에 부착한 우라늄 등의 방사성 물질을 슬러그로서 분리시켜 금속재료를 클리어랭스 레벨 이하로 제염하는데 성공했다.
이 연구팀은 “처리한 금속재료는 일반재료로 이용할 수 있지만 신뢰성의 문제 등이 있어 우선은 핵관리 시설 내에서 사용해 나가게 된다”고 한다.
핵개발시설이나 실험기구에는 스테인리스 등의 금속재료가 다량 사용되고 있고, 이들 시설이나 기기가 노후화되었을 경우의 처리가 문제시되고 있다.
지금까지 핵시설에서 사용했던 금속재료는 드럼통 등에 봉입하여 관리해 왔는데, 이 연구팀이 개발한 기술을 활용하면 클리어랭스 레벨 이하로 하여 구조물이나 기기 등으로 재이용이 가능하게 된다.
이 기술은 금속재료와 우라늄 등의 방사성 물질은 산화시키면 금속과 슬러그라는 형태로 완전히 분리된다는 원리를 베이스로 개발했다. 철이나 알루미늄, 구리, 플라스틱 등이 혼재한 재료는 1600℃ 정도로 가열하여 녹이면 금속 이외의 물질은 증발하거나 슬러그가 된다. 금속과 유리는 비중이나 고화하는 조건이 달라 굳어질 때 완전분리한다.
이 연구팀은 공학규모의 고주파 유도로를 사용하여 모터나 못 등의 모의금속, 실리콘, 산화알루미늄 등 슬러그 재료, 플라스틱과 우라늄으로 바꾸어 세륨을 혼입하여 가열하여 용융한 후 고화시켰다.
그 결과, 금속과 슬러그가 완전히 분리, 회수한 금속 속의 세륨은 검출 이하인 0.5ppm이하였다. 천연우라늄으로 환산하면 1그램당 0.01베크렐로 국제원자력기구(IAEA)에서 정한 1그램당 0.3베크렐 이하의 클리어 랭스 레벨 이하가 된다.
금속은 이대로 여러 가지로 이용할 수 있는데, 법이 정해져 있지 않다는 점에서 시설 내의 구조재나 기기, 보관고 등의 재료로 재이용해 나간다.
(NK)
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