| 초록 |
수소의 방사성 동위원소인 삼중수소는 12.3년의 반감기를 가진 방사물질로 원전 핵폐기물 중 가장 제거하기 어려운 물질로 알려져 있다. 주로 핵연료 재처리공정에서 산소와 만나 삼중수 형태로 존재하는 삼중수소는 물 분자와 유사 거동을 보여 물리·화학적인 방법으로 분리가 어려운 반면, 물·수증기 형태로 인체 유입이 용이하여 내부피폭의 우려가 큰 물질로 취급된다. 전통적인 삼중수소 분리기술로 물증류, 전기분해 및 촉매교환공정 등이 있긴 하나 모두 에너지 소모가 크고 장치비가 고가이며 처리 용량이작다는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 에너지 효율이 높고 확장성이 좋은 전기화학 기반의 레독스 반응을 활용한 삼중수소 제거 시스템을 개발하였다. 시스템은 다중채널 형식으로 유입수채널에 이온교환수지를 충진하여 저항성을 낮추고, 반응채널에 레독스 물질을 순환시켜 낮은 전압에서도 모듈이 효율적으로 구동할 수 있도록 하였다. 또한 연속적인 레독스 반응을 통해 삼중수소의 효과적인 이온분리 및 제거를 유도하였고, 연구결과 대용량 처리 시스템으로 실증화 가능성이 있는 삼중수소 제거기술을 확보할 수 있었다. |
