KR102254812B1 - 고온연소로를 이용한 폐활성탄 중 삼중수소와 방사성 탄소의 정량방법 - Google Patents

고온연소로를 이용한 폐활성탄 중 삼중수소와 방사성 탄소의 정량방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원자력 발전소에 발생되는 폐활성탄에 존재하는 방사성 물질의 정량방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 폐활성탄의 고온연소시 발생되는 연소생성물에 포함되는 삼중수소와 방사성 탄소를 액체섬광계수기를 이용하여 정량하는 방법에 관한 것이다.

Description

고온연소로를 이용한 폐활성탄 중 삼중수소와 방사성 탄소의 정량방법 { A quantitative analysis of tritium and radiocarbon in activated charcoal using a high temperature furnace }
본 발명은 원자력 발전소 등에서 발생되는 폐활성탄에 존재하는 방사성 물질의 정량방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 액체섬광계수기를 이용하여 원자력 발전소 등에서 사용후 폐기되는 폐활성탄의 고온연소시 발생되는 연소생성물에 포함된 삼중수소와 방사성 탄소를 정량하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 원자력 시설의 공기정화계통에 사용되는 활성탄은 방출되는 방사성 기체 중에 포함된 방사성 물질을 포집하여 환경으로 방출을 저감하기 위한 목적으로 사용되고 있다. 상기와 같이 활성탄에 흡착되는 방사성 물질 중 반감기가 짧은 요오드(반감기 : 8일)와 제논(반감기 : 9시간)은 사용 후 장기간 보관 중에 대부분 감쇄되어 방사능이 소멸 되지만, 반감기가 긴 방사성 탄소와 삼중수소는 오랫동안 남아 있게 된다.
국내의 원자력 시설에서 발생되는 폐활성탄의 상당량은 원자력안전위원회고시 제2017-65호에서 제시하는 자체처분허용 농도값인 1 Bq/g과 100 Bq/g을 각각 초과하는 방사성 탄소와 삼중수소가 검출됨에 따라 원자력 발전소에서 자체 처분을 하지 못하고 방사성 폐기물로 분류하여 원자력 발전소 내에 저장하면서 관리하고 있다.
더욱이, 원자력 발전소의 운전과정에서 매년 다량의 폐활성탄이 지속적으로 발생되고 있어, 이를 방사성 폐기물로 분류하여 관리함으로써, 관리비용이 해마다 급증하고 있다. 따라서 폐활성탄 중에 함유된 방사성 탄소와 삼중수소를 제거하여 폐활성탄을 원자력발전소에서 자체적으로 처분하기 위한 연구개발이 진행되고 있다.
이러한 원자력 발전소 등에서 발생되는 폐활성탄으로부터 방사성 탄소(14C) 또는 삼중수소(3H)를 저감하기 위한 종래기술을 살펴보면, 대한민국 등록특허공보 제10-1624453호(2016. 05. 25.)에는, 폐이온교환수지 및/또는 활성탄에 강산성 용액을 통과시켜 방사성 물질을 용출시킨 후 이를 전기분해하여 음극망에 방사성 물질이 석출되도록 하여 방사성 물질을 회수하고 폐이온교환수지 및/또는 폐활성탄을 재사용하거나 일반 산업폐기물로 처리하는 폐이온교환수지 및 활성탄의 처리 장치 및 처리방법이 개시되어 있고, 대한민국 등록특허공보 제10-1580271(2015. 12. 24.)에는 (a) 연속적인 열처리가 가능한 방사형 다단 탄화로 내부의 고온상태에서 폐활성탄을 탄화하여 유기물질을 연소하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 생성된 고온의 활성탄소로부터 입자상의 활성탄소만 고온상태에서 분리하여 방사형 다단 냉각로의 고상 유동공간을 통과시켜 급냉하여 배출 저장하는 단계, (c) 상기 단계 (a)에서 생성된 활성탄 분진을 포함하는 고온의 배출가스를 방사형 다단 냉각로의 기상 유동공간을 통과시켜 상온으로 급랭하는 단계, (d) 상기 단계(c)에서 상온의 기체상에 포함된 방사성 물질이 함께 유동하는 활성탄 분진에 재흡착되면서 집진기로 유입하는 단계를 포함하는 방사성 폐활성탄의 처리방법이 개시되어 있다.
그러나 상기와 같이 폐활성탄으로부터 방사성 탄소와 삼중수소를 제거하는 방법은 다수 알려져 있으나, 상기 폐활성탄 등에 포함된 방사성 탄소와 삼중수소의 방사능 농도를 정확하고 효과적으로 측정할 수 있는 방법은 제시되어 있지 않다. 따라서 폐활성탄에 포함된 방사성 탄소와 삼중수소를 보다 정확하게 정량분석함으로써, 방사능 농도가 기준치 이하인 폐활성탄을 자체처분 폐기물로 분류하여 원자력 발전소에서 자체적으로 처리함으로써 관리비용을 절감할 수 있는 측정방법이 요구된다.
본 발명은 액체섬광계수법(liquid scintillation counting method)을 이용하여 폐활성탄 시료로부터 방사성 탄소와 삼중수소를 분리검출하여 신속하고 정확하게 방사능 농도를 측정할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 폐활성탄으로부터 삼중수소 및 방사성 탄소의 정량방법은, 폐활성탄 시료를 고온연소로(210)의 샘플존(212)에서 연소하여 연소 생성물을 생성하는 제 1 단계(S100); 상기 제 1 단계(S100)에서 생성된 연소 생성물이 촉매존(214)을 통과하는 제 2 단계(S200); 상기 연소 생성물에 포함된 삼중수소를 제 1 버블러(220)에 충진된 제 1 버블러 용액에 의해 포집하는 제 3 단계(S300); 상기 연소 생성물에 포함된 방사성 탄소를 제 2 버블러(222)에 충진된 제 2 버블러 용액에 의해 포집하는 제 4 단계(S400); 상기 제 3 단계에서 삼중수소를 포집한 제 1 버블러 용액과 제 1 섬광용액을 혼합하여 제 1 혼합용액을 제조하는 제 5 단계(S500); 상기 제 4 단계에서 방사성 탄소를 포집한 제 2 버블러 용액과 제 2 섬광용액을 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조하는 제 6 단계(S600); 삼중수소를 포집하지 않은 제 1 버블러 용액과 제 1 섬광용액을 혼합하여 제 1 블랭크 용액을 제조하는 제 7 단계(S700); 방사성 탄소를 포집하지 않은 제 2 버블러 용액과 제 2 섬광용액을 혼합하여 제 2 블랭크 용액을 제조하는 제 8 단계(S800); 상기 제 1 혼합용액과 제 1 블랭크 용액을 이용하여 삼중수소를 정량하는 제 9 단계(S900); 및 상기 제 2 혼합용액과 제 2 블랭크 용액을 이용하여 방사성 탄소를 정량하는 제 10 단계(S1000);를 포함하는 것이 바람직하며, 상기 제 1 버블러 용액은 0.1 M HNO3이고, 제 2 버블러 용액은 3-메톡시프로필아민이며, 상기 제 1 섬광용액은 Di-isopropylnaphthalene isomer와 4-Nonyl phenol ethoxylated 및 2-(2-butoxyethoxy)ethanol을 포함하고, 상기 제 2 섬광용액은 1, 2, 4-trimethylbenzene과 1-methoxypropan-2-ol을 포함하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 9 단계와 제 10 단계는 액체섬광계수기를 이용하고, 상기 삼중수소는 삼중수소수(tritiated water, HTO)이며, 상기 방사성 탄소는 14CO2이며, 상기 폐활성탄 시료는 1.2 g 이하가 바람직하며, 상기 고온연소로(210)는 샘플존(212)과 촉매존(214)으로 구성되고, 상기 샘플존(212)은 상온에서 900 ℃까지 승온되고, 상기 촉매존(214)은 700 ~ 900 ℃를 유지하는 것이 바람직하고, 상기 촉매는 0.5 중량% 백금-알루미나 촉매인 것이 바람직하다.
또한, 상기 폐활성탄 시료의 발화점까지는 샘플존(212)에 압축공기를 투입하고, 발화점 이후에는 산소를 투입하며, 이때 상기 압축공기와 산소의 투입양은 0.2 L/min 미만이 바람직하며, 상기 제 9 단계와 제 10 단계는 하기의 식 (1-1), 식 (1-2), 식 (2-1) 및 식 (2-2)에 의해 계산될 수 있다.
본 발명에 따르면, 원자력 발전소에서 발생되는 폐활성탄에 함유된 방사성 탄소(14C)와 삼중수소(3H)를 액체섬광계수측정법에 의해 신속하고 정확하게 정량분석할 수 있고, 이에 따라 폐활성탄을 자체처분이 가능한 일반산업 폐기물로 구분할 수 있어, 원자력 발전소의 공기정화계통에서 발생되는 폐활성탄의 처리비용 및 관리비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 고온연소로(210)를 이용한 삼중수소와 방사성 탄소의 정량방법에 대한 공정도이고,
도 2는 본 발명에 따른 고온연소로(210)를 이용하여 삼중수소와 방사성 탄소를 정량분석하기 위한 분석장치의 주요구성을 나타내는 모식도이고,
도 3은 본 발명에 따른 버블러의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 고온연소로(210)를 이용한 삼중수소와 방사성 탄소의 정량방법에 대하여 첨부된 도면에 의거하여 구체적으로 설명하기로 한다. 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 고온연소로(210)를 이용한 삼중수소와 방사성 탄소의 정량방법에 대한 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 고온연소로(210)를 이용하여 삼중수소와 방사성 탄소를 정량분석하기 위한 분석장치의 주요구성을 나타내는 모식도이고, 도 3은 본 발명에 따른 버블러의 단면도이다.
본 발명에 따른 고온연소로(210)를 이용한 삼중수소와 방사성 탄소의 정량방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 폐활성탄 시료를 고온연소로(210)의 샘플존(212)에서 연소하여 연소 생성물을 생성하는 제 1 단계(S100); 상기 제 1 단계(S100)에서 생성된 연소 생성물이 촉매존(214)을 통과하는 제 2 단계(S200); 상기 연소 생성물에 포함된 삼중수소수를 제 1 버블러(220)에 충진된 제 1 버블러 용액에 의해 포집하는 제 3 단계(S300); 상기 연소 생성물에 포함된 방사성 이산화탄소를 제 2 버블러(222)에 충진된 제 2 버블러 용액에 의해 포집하는 제 4 단계(S400); 상기 제 3 단계에서 삼중수소수를 포집한 제 1 버블러 용액과 제 1 섬광용액을 혼합하여 제 1 혼합용액을 제조하는 제 5 단계(S500); 상기 제 4 단계에서 방사성 이산화탄소를 포집한 제 2 버블러 용액과 제 2 섬광용액을 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조하는 제 6 단계(S600); 삼중수소수를 포집하지 않은 제 1 버블러 용액과 제 1 섬광용액을 혼합하여 제 1 블랭크 용액을 제조하는 제 7 단계(S700); 방사성 이산화탄소를 포집하지 않은 제 2 버블러 용액과 제 2 섬광용액을 혼합하여 제 2 블랭크 용액을 제조하는 제 8 단계(S800); 상기 제 1 혼합용액과 제 1 블랭크 용액을 이용하여 삼중수소를 정량하는 제 9 단계(S900); 및 상기 제 2 혼합용액과 제 2 블랭크 용액을 이용하여 방사성 탄소를 정량하는 제 10 단계(S1000);를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기와 같이 고온연소로(210)를 이용하여 폐활성탄 시료에 포함된 삼중수소와 방사성 탄소를 정량분석하기 위해서는 도 2와 같은 분석장치(200)가 요구된다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 고온연소로(210)를 이용하여 삼중수소와 방사성 탄소를 정량분석하기 위한 분석장치(200)는 크게 고온연소로(210)와, 제 1 버블러(220) 및 제 2 버블러(222) 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 고온연소로(210)는 그 내부에 샘플존(212)과 촉매존(214)으로 구성될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 단계(S100)에서 폐활성탄 시료의 고온연소시 사용되는 고온연소로(210)는 샘플존(212)과 촉매존(214)으로 구성되고, 상기 샘플존(212)은 폐활성탄 시료를 고온연소를 통해 완전히 연소함으로써 연소 생성물을 생성하는 영역을 가리킨다.
또한, 촉매존(214)은 일측에 촉매를 구비하여 상기 샘플존(212)에서 발생된 연소생성물이 상기 촉매존(214)을 통과하면서 일측에 구비되는 촉매와 접촉하는 영역을 가리킨다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 단계(S100)에서 폐활성탄 시료에 포함된 방사성 탄소(14C)는 산화되어 방사성 이산화탄소(14CO2)로 전환된다.
또한, 폐활성탄 시료에 존재하는 삼중수소 핵종은 대부분 삼중수소(Tritium, HT)와 삼중수소수(Tritiated water, HTO)이다. 따라서 상기 제 1 단계(S100)에서 폐활성탄 시료에 포함된 삼중수소수는 기화되고, 삼중수소는 산화되어 삼중수소수가 된 이후에 기화되어 연소생성물에 포함되게 된다.
따라서 제 1 단계(S100)에서 고온연소된 폐활성탄 시료는 연소생성물을 생성하고, 상기 연소생성물에는 방사성 이산화탄소(14CO2)와 삼중수소수(HTO)가 존재하게 된다.
본 발명은 상기 방사성 이산화탄소(14CO2)와 삼중수소수(HTO)를 측정함으로써, 폐활성탄 시료에 포함된 방사성 탄소와 삼중수소의 방사능 농도를 측정하게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 단계(S100)에서 사용되는 폐활성탄 시료는 1.2 g 이하 인 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 연소생성물이 이후에 통과하게 되는 제 2 버블러(222)에 충진된 제 2 버블러 용액의 방사성 이산화탄소의 포집능이 제한되므로, 상기 폐활성탄 시료는 1.2 g 이하로 측정하는 것이 바람직하다.
특히, 상기 제 2 버블러 용액은 이산화탄소를 포집하게 되면, 점도가 증가하면서 이산화탄소의 포화도가 초과하게 되므로 방사성 탄소의 포집능이 급격하게 저하된다.
따라서 상기 제 2 버블러 용액의 점도를 적절하게 제어하여 방사성 이산화탄소의 포집능을 최대로 하기 위하여 측정대상이 폐활성탄 시료의 양은 1.2 g 이하인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 제 1 단계(S100)에서 상기 고온연소로(210)의 샘플존(212)에서 폐활성탄 시료의 연소가 이루어지고, 이에 따라 폐활성탄은 완전연소되어 기체상의 연소생성물로 전환된다. 상기 연소생성물은 이후에 제 2 단계(S200)로서 촉매존(214)을 통과한 후에, 제 1 버블러(220)와 제 2 버블러(222)를 통과하면서 상기 삼중수소수와 방사성 이산화탄소가 포집된다.
상기 제 2 단계(S200)에서 연소생성물에 잔류하고 있는 방사성 탄소(14C)와 삼중수소는 촉매에 의해 방사성 이산화탄소(14CO2)와 삼중수소수(HTO)로 모두 전환된다.
이에 따라, 상기 제 1 버블러(220)와 제 2 버블러(222)의 내부에 충진된 버블러 용액에 의해 제 3 단계(S300) 및 제 4 단계(S400)를 통해 상기 연소생성물에 포함된 방사성 이산화탄소(14CO2)와 삼중수소수(HTO)를 포집하게 된다.
이때 폐활성탄 시료로부터 생성되는 연소생성물에 포함된 삼중수소수와 방사성 이산화탄소는 매우 미량이므로, 외부 누출 없이 샘플존(212)에서부터 제 1 버블러(220) 및 제 2 버블러(222)까지 이동되어야 한다. 따라서 이를 위해 도 2에 도시된 바와 같이 분석장치의 일측 말단에 공기주입구(22)와 O2주입구(20) 및 유량계(230)를 구비할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 공기주입구(22) 및 O2주입구(20)는 상기 분석장치(200)의 일측 말단에 연결되어, 유량계(230)를 통해 상기 고온연소로(210) 내부로 각각 압축공기 또는 산소(O2)를 주입하여 줌으로써 연소생성물을 제 1 버블러(220) 및 제 2 버블러(222) 방향으로 이동시키게 된다.
이때, 상기 공기주입구(22) 및 O2주입구(20)에는 각각 압축공기의 유입을 제어하는 제 1 밸브(24)와 산소의 유입을 제어하는 제 2 밸브(25)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 밸브(24)와 제 2 밸브(25)는 각각 압축공기와 산소의 유입량을 조절하게 된다.
본 발명에 따르면, 연소생성물에 포함되는 방사성 탄소는 금속과의 반응성이 있으므로, 상기 고온연소로(210)는 초자류와 같은 비금속 소재로 제조되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 버블러(220)와 제 2 버블러(222)의 내부에 충진되는 버블러 용액은 방사성 이산화탄소 또는 삼중수소수를 포집할 수 있는 것이라면 모두 사용 가능하며, 구체적으로 이에 제한되는 것은 아니다.
즉, 상기 버블러 용액은 방사성 이산화탄소 또는 삼중수소수를 흡착하여 포집할 수 있는 물질이면 어느 것이나 가능하나, 특히 알카리 용액 또는 아민류 화합물 등이 바람직하다.
보다 구체적으로는 본 발명에 따르면, 상기 삼중수소수를 포집하기 위하여 제 1 버블러(220)의 내부에 충진되는 제 1 버블러 용액은 0.1 M HNO3 인 것이 바람직하고, 5 내지 100 ml를 사용할 수 있다.
또한 상기 방사성 이산화탄소를 포집하기 위하여 제 2 버블러(220)의 내부에 충진되는 제 2 버블러 용액은 3-메톡시프로필아민(3-methoxypropylamine)인 것이 바람직하고, 5 내지 100 ml를 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 버블러(100)에 대한 모식도이다. 도 3을 살펴보면, 상기 제 1 버블러(220) 또는 제 2 버블러(222)를 포함하는 버블러(100)는 버블러 용액이 충진되는 본체(102)와, 상기 본체(102)에 충진되는 버블러 용액(50)과, 상기 본체(102)의 내부에 충진된 버블러 용액(50)의 수면 하부까지 연장되는 연소생성물 공급관(40) 및 상기 버블러 용액(50)을 거쳐 상기 연소생성물이 외부로 배출되는 연소생성물 배출관(30)으로 구성될 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제 1 버블러(220) 또는 제 2 버블러(222)를 포함하는 버블러(100)는 유입된 연소생성물과 버블러 용액과의 반응단면적을 크게 하기 위하여 연소생성물 공급관(40)의 말단이 상기 버블러 용액(50)의 수면 하부에 위치하도록 연장되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 샘플존(212)에서 페활성탄 시료가 연소되면서 발생된 기체상의 연소생성물은 공기주입구(20)와 O2주입구(22)를 통해 주입되는 압축공기와 산소에 의해 제 1 버블러(220) 또는 제 2 버블러(222)의 내부로 이동하게 되고, 상기 제 1 버블러(220)에 충진되는 제 1 버블러 용액을 거쳐 제 2 버블러(222)에 충진된 제 2 버블러 용액을 통과하여 외부로 배출되게 된다.
즉, 연소생성물은 먼저 제 1 버블러(220)에서 삼중수소수가 포집된 후 배출되어 제 2 버블러(222)로 이송된다. 상기 제 2 버블러(222)에서 연소생성물에 포함된 방사성 이산화탄소가 포집되게 된다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 단계(S100)에서 폐활성탄 시료의 고온연소시 사용되는 고온연소로(210)는 샘플존(212)과 촉매존(214)으로 구성되고, 상기 샘플존(212)은 20 ~ 900 ℃의 온도범위로 제어될 수 있고, 상기 촉매존(214)은 700 ~ 900 ℃로 제어될 수 있다.
또한, 상기 샘플존(212)과 촉매존(214)은 도 2에 도시된 바와 같이 서로 연통되고, 특히 상기 샘플존(212)과 촉매존(214)은 석영 튜브(217)로 서로 연통되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 샘플존(212)의 일측에는 압축공기 또는 O2를 내부로 주입하기 위한 공기주입구(22) 및 O2주입구(20)가 구비되고, 상기 압축공기의 유입을 제어하는 제 1 밸브(24)와 산소의 유입을 제어하는 제 2 밸브(25)를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 단계(S100)에서 샘플존(212)에 투입된 폐활성탄 시료의 고온연소시 상기 폐활성탄 시료의 발화점까지는 샘플존(212)에 압축공기를 투입하고, 발화점 이후에는 산소를 투입하는 것이 바람직하다.
이때 상기 샘플존(212)에 각각 투입되는 압축공기와 산소의 공급양은 0.2 L/min 미만인 것이 바람직하다. 이는 샘플존(212)에 공급되는 압축공기와 산소의 공급양이 0.2 L/min 이상으로 증가하게 되면, 제 1 버블러(220)와 제 2 버블러(222)에서 연소생성물에 의한 버블의 상승속도가 증가하게 된다. 상기와 같이, 제 1 버블러에서 버블의 상승속도가 증가하게 되면, 연소생성물에 포함된 삼중수소수가 제 1 버블러 용액에 완전히 용해되지 못하고 외부로 배출될 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 압축공기와 산소의 공급양은 0.2 L/min 미만으로 공급하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 고온연소로(210)의 샘플존(212)에는 분석하기 위한 폐활성탄 시료가 위치하고, 고온 즉, 900 ℃로 가열함으로써, 폐활성탄 시료가 완전연소되어 연소생성물을 생성하게 된다. 이‹š 연소생성물을 900 ℃로 가열함으로써, 연소생성물 중에 포함된 삼중수소 핵종을 삼중수소수로 전환하고, 방사성 탄소를 방사성 이산화탄소로 전환하게 된다.
상기와 같이 고온연소로(210)에서 폐활성탄의 고온연소시 생성되는 연소생성물은 샘플존(212)에서 이동하여 촉매존(214)으로 이송된다.
본 발명에 따르면, 상기 연소생성물은 촉매존(214)을 통과하면서 상기 촉매존(214)에 구비되는 촉매 펠릿(pellet)과 접촉하는 제 2 단계(S200)를 거치게 된다.
특히, 본 발명에 따르면, 상기 촉매존(214)에 구비되는 촉매는 0.5 중량% 백금-알루미나 촉매인 것이 바람직하다. 상기 0.5 중량% 백금-알루미나 촉매는 메조세공체 알루미나를 담체로 하여 백금을 담지한 촉매를 가리킨다. 이때 상기 메조세공체 알루미나에 담지되는 백금의 양은 0.5 중량%인 것이 바람직하다.
즉, 본 발명에 따르면, 상기 0.5 중량% 백금-알루미나 촉매는 촉매 활성도 및 안정성이 우수하고, 촉매의 수명도 길기 때문에 특히 바람직하다.
상기와 같이 제 1 단계(S100)에서 생성되는 방사성 이산화탄소(14C)와 삼중수소수(HTO)를 포함하는 연소 생성물은 이후에 제 2 단계(S200)에서 촉매와의 접촉을 통해 완전히 방사성 이산화탄소와 삼중수소수로 전환되게 된다. 즉, 고온연소로(210)에서 연소되어 발생되는 연소 생성물은 촉매존(214)에서 상기 0.5 중량% 백금-알루미나 촉매와 접촉하게 되고, 이때 연소 생성물에 잔존하고 있는 방사성 탄소(14C)와 삼중수소(HT)는 모두 방사성 이산화탄소와 삼중수소수(HTO)로 전환된다.
본 발명에 따라 페활성탄 시료를 고온연소하여 방사능 농도를 측정하기 위해 먼저 버블러 용액이 충진되지 않은 버블러 본체(102)의 무게(g)를 측정하여 기록하고, 이를 고온연소로(210)의 말단부에 실리콘 튜브로 연결한다. 그리고, 5 ~ 100 ml의 제 1 버블러 용액과 동일한 부피의 제 2 버블러 용액을 각각의 복수개의 버블러에 충진하고, 그 무게(g)를 측정한다.
상기 버블러들을 실리콘 튜브를 이용하여 각각 연소생성물이 배출되는 고온연소로(2100의 일측에 연결하게 된다. 이후에는 측정하고자 하는 폐활성탄 시료를 시료 보트(boat)에 넣고, 그 무게(g)를 측정한 후, 고온연소로(210)의 샘플존(212)에 투입하게 된다.
이때, 삼중수소와 방사성 탄소의 정량분석을 위하여 폐활성탄 시료는 앞에서 언급한 바와 같이 1.2 g 이하인 것이 바람직하다.
상기와 같이 무게(g)를 측정한 폐활성탄 시료는 시료 보트에 넣어 고온연소로(210)의 샘플존(212)에 투입하고, 상기 샘플존(212)으로 압축공기를 0.2 L/min 미만으로 공급하면서 가열을 시작한다.
상기 샘플존(212)의 온도가 시료의 발화점 이상으로 상승하면 상기 샘플존(212)으로 산소를 0.2 L/min 미만으로 공급하면서 완전 연소를 진행한다.
상기 폐활성탄 시료가 연소가 완전히 된 후에 산소 공급을 중단하고, 압축공기를 0.2 L/min 미만으로 다시 공급하게 된다.
상기와 같은 고온연소과정을 통해 발생된 연소생성물은 제 2 단계로서 촉매존으로 이동하여 촉매와 접촉하게 된다. 촉매와 접촉한 연소생성물에 포함된 방사성 탄소와 삼중수소는 방사성 이산화탄소와 삼중수소수로 전환하게 된다.
상기와 같이 제 2 단계(S200)를 통해 촉매와 접촉한 연소생성물은 상기 촉매존(214)을 통과하여 상기 삼중수소수와 방사성 이산화탄소를 포집하기 위한 제 1 버블러(220) 및 제 2 버블러(222)에 도달하게 된다.
본 발명에 따르면 제 3 단계(S300)에서 상기 연소생성물에 포함된 삼중수소수는 상기 제 1 버블러(220)에 충진된 제 1 버블러 용액 즉, 0.1 M HNO3에 의해 포집된다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 버블러(200)에 충진되는 제 1 버블러 용액인 0.1 M HNO3 는 상기 제 1 버블러(200) 내부에 5 ~ 100 ml를 충진하는 것이 바람직하다.
즉, 고온연소로(210)에서 연소되어 생성되는 연소생성물에 포함된 삼중수소는 대부분 산화되어 삼중수소수로 방출된다. 상기와 같이 산화되어 방출되는 삼중수소수는 제 1 버블러(220)에 충진된 제 1 버블러 용액인 0.1 M HNO3에 포집되게 된다.
또한 상기 연소생성물에 포함된 방사성 이산화탄소는 제 4 단계(S400)로서 상기 제 2 버블러(222)에 충진된 제 2 버블러 용액에 의해 포집된다. 본 발명에 따르면, 상기 제 2 버블러(222)에 충진되어 연소생성물로부터 방사성 이산화탄소를 포집하기 위한 제 2 버블러 용액은 3-메톡시프로필아민(3-methoxypropylamine)이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 상기 제 2 버블러(222)에 충진되는 제 2 버블러 용액인 3-메톡시프로필아민은 상기 제 2 버블러(222)의 내부에 5 ~ 100 ml를 충진하는 것이 바람직하다.
이후에 삼중수소수(HTO)와 방사성 이산화탄소를 포집한 모든 버블러를 제거하여 그 최종 무게(g)를 측정하고, 샘플존(212)으로부터 완전연소된 폐활성탄 시료를 제거한다.
상기와 같이 제 1 버블러 용액과 제 2 버블러 용액에 각각 포집된 삼중수소수와 방사성 이산화탄소는 이후에 섬광용액과 각각 혼합하여 혼합용액을 제조한 후, 액체섬광계수기를 이용하여 방사능 농도 측정 과정을 수행하게 된다.
상기와 같이 액체섬광계수기를 이용하여 삼중수소수의 방사능 농도를 측정하기 위하여 제 5 단계(S500)에서는 삼중수소수를 포집한 제 1 버블러 용액과 제 1 섬광용액을 혼합하여 제 1 혼합용액을 제조한다. 즉, 상기와 같이 삼중수소수를 포집한 제 1 버블러로부터 피펫을 이용하여 제 1 버블러 용액 8 ml를 채취하여 그 무게(g)를 측정한 후 제 1 섬광용액과 혼합한다
또한 제 6 단계(S600)로서 방사성 이산화탄소를 포집한 제 2 버블러 용액과 제 2 섬광용액을 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조한다. 즉, 상기와 같이 방사성 이산화탄소를 포집한 제 2 버블러로부터 피펫을 이용하여 제 2 버블러 용액 8 ml를 채취하여 그 무게(g)를 측정한 후 제 2 섬광용액과 혼합한다
본 발명에 따르면, 상기 제 1 버블러 용액 및 제 2 버블러 용액과 혼합되는 섬광용액은 방사선 에너지를 흡수하여 형광을 방출할 수 있는 용액으로써, 본 발명에 따르면 상기 섬광용액은 제 1 버블러 용액과 혼합되는 제 1 섬광용액과, 제 2 버블러 용액과 혼합되는 제 2 섬광용액으로 구성된다.
본 발명에 따르면, 상기 제 1 섬광용액은 Di-isopropylnaphthalene isomer와 4-Nonyl phenol ethoxylated 및 2-(2-butoxyethoxy)ethanol을 포함하고, 상기 제 2 섬광용액은 1, 2, 4-trimethylbenzene과 1-methoxypropan-2-ol을 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 삼중수소수를 포집한 제 1 버블러(220)로부터 제 1 버블러 용액 8 ml를 취한 후 무게(g)를 측정하고, 이후에 상기 제 1 섬광용액 12 ml와 충분히 혼합하여 제 1 혼합용액을 제조한다(제 5 단계, S500).
또한, 상기 방사성 이산화탄소를 포집한 제 2 버블러(222)로부터 제 2 버블러 용액 8 ml를 취한 후 무게(g)를 측정하고, 이후에 제 2 섬광용액 12 ml와 충분히 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조한다(제 6 단계, S600).
그리고, 블랭크 시료로서 삼중수소수를 포집하지 아니한 0.1 M HNO3와, 방사성 이산화탄소를 포집하지 아니한 3-메톡시프로필아민을 각각 8 ml씩 취하여 각각 상기 제 1 섬광용액 및 제 2 섬광용액 12 ml와 충분히 혼합하여 제 1 블랭크 용액과 제 2 블랭크 용액을 제조한다(제 7 단계 및 제 8 단계).
본 발명에 따르면, 액체섬광계수기의 삼중수소수와 방사성 이산화탄소의 검출하한값을 설정하기 위하여 제 1 블랭크 용액과 제 2 블랭크 용액을 제조하는 제 7 단계 및 제 8 단계를 거치게 된다.
즉, 본 발명에 따른 제 7 단계(S700)는 제 1 블랭크 용액을 제조하는 단계로서, 삼중수소수를 포집하지 않은 제 1 버블러 용액인 0.1 M HNO3 8 ml와 상기 제 1 섬광용액 12 ml를 혼합하는 단계이다. 또한 제 8 단계(S800)는 제 2 블랭크 용액을 제조하는 단계로서, 방사성 이산화탄소를 포집하지 않은 제 2 버블러 용액인 3-메톡시프로필아민 8 ml와 상기 제 2 섬광용액 12 ml를 혼합하는 단계를 가리킨다.
상기와 같이 준비된 제 1 혼합용액과 제 1 블랭크 용액을 액체섬광계수기를 이용하여 제 9 단계(S900)로서 삼중수소의 농도를 측정하게 된다.
또한, 제 10 단계(S1000)로서 상기와 같이 준비된 제 2 혼합용액과 제 2 블랭크 용액을 액체섬광계수기를 이용하여 방사성 이산화탄소의 농도를 측정하게 된다. 이때 상기 액체섬광계수기를 이용하여 삼중수소와 방사성 이산화탄소의 농도는 Bq/g으로 측정될 수 있다.
일반적으로 삼중수소와 방사성 탄소 등의 방사성 핵종이 방출하는 β-선은 그 에너지가 매우 낮고 공기중 비정이 수 mm 이하이기 때문에 시험관 벽이나 결정 형광체 보호막을 통과하지 못한다. 그러므로 이들 핵종의 β-선을 측정하기 위해서는 액체상태의 발광체에 시료를 녹여서 간접적으로 측정하여야 만 한다
액체섬광계수기(Liquid Scintillation Counter, LSC))는 시료에 포함되어 있는 저에너지 β-선을 방출하는 삼중수소 및 방사성 탄소 등과 같은 방사성 동위원소의 방사능을 측정하는 기기로서, 시료를 섬광용액에 용해하여 측정할 수 있으므로 고효율을 얻을 수 있고, 저에너지인 β-선 시료 등의 방사능 측정에 사용된다.
본 발명에 따르면, 상기 제 9 단계(S900) 및 제 10 단계(S1000)는 액체섬광계수기를 이용하는 것이 바람직하다.
즉, 제 9 단계(S900)로서, 상기 제 1 블랭크 용액을 이용하여 액체섬광계수기의 삼중수소수에 대한 검출하한값을 설정하고, 이후에 제 1 혼합용액을 이용하여 제 1 버블러 용액에 포집된 삼중수소수의 β-선을 측정한다.
상기 제 9 단계(S900)에서 채취한 제 1 버블러 용액 중의 삼중수소수의 방사능 농도는 아래의 식 (1-1)로부터 측정될 수 있다.
Figure 112020126614589-pat00001
여기서, A CS 는 채취한 제 1 버블러 용액 중의 삼중수소의 방사능 농도(Bq/g)이고, C는 제 1 혼합용액의 계수율(Counts per minute, CPM)이며, B는 제 1 블랭크 용액의 계수율(Counts per minute, CPM)이고, E는 액체섬광계수기의 삼중수소 계측효율(%)이고, m1은 채취한 제 1 버블러 용액의 무게(g)를 가리킨다.
이때 상기 제 1 혼합용액의 계수율인 C와 제 1 블랭크 용액의 계수율인B 및 액체섬광계수기의 삼중수소 계측효율인 E(%)는 아래와 같이 구할 수 있다.
폐활성탄 시료에 대한 삼중수소수의 방사능 농도를 측정하기 위하여 제 1 혼합용액과 제 1 블랭크 용액을 각각 t 분 간격으로 n 회 측정하고, 각각의 측정치는 아래식 (1-3)과 (1-4)와 같이 주어진다.
제 1 혼합용액의 측정치 : c 1 , c 2 , c 3 …… c n ······ (1-3)
제 1 블랭크 용액의 측정치 : b 1 , b 2 , b 3 …… b n ······ (1-4)
이때 상기 제 1 혼합용액의 계수율인 C(cpm)와, 제 1 블랭크 용액의 계수율인 B(cpm)는 아래식 (1-5) 및 (1-6)과 같이 주어질 수 있다.
Figure 112020126614589-pat00002
Figure 112020126614589-pat00003
또한, 액체섬광계수기의 삼중수소의 계측효율인 E(%)는 삼중수소수의 표준용액을 이용하여 아래 식 (1-7)으로부터 구할 수 있다.
Figure 112020126614589-pat00004
이때 STDcpm은 표준용액의 계수율이고, BLKcpm은 제 1 블랭크 용액의 계수율이며, STDdpm은 표준용액의 방사능 농도(Disintegration Per Minute)를 나타낸다.
본 발명에 따르면, 전체 폐활성탄 시료에 대한 삼중수소수의 방사능 농도는 아래의 식 (1-2)로부터 계산할 수 있다.
Figure 112020126614589-pat00005
여기서, A CP 는 전체 폐활성탄 시료 중의 삼중수소의 방사능 농도(Bq/g)이고, A CS 는 식 (1-1)에서 계산된 채취한 제 1 버블러 용액 중의 삼중수소의 방사능 농도(Bq/g)이고, mf 는 삼중수소를 포집한 최종 제 1 버블러의 무게(g)이고, mt는 제 1 버블러에서 본체(102)의 무게(g)이며, ms는 분석에 사용된 폐활성탄 시료의 무게(g)이며, R은 고온연소로(210)의 회수율(%)을 가리킨다.
또한, 제 10 단계(S1000)로서, 상기 제 2 블랭크 용액을 이용하여 방사성 이산화탄소에 대한 액체섬광계수기의 검출하한값을 설정하고, 이후에 제 2 혼합용액을 이용하여 제 2 버블러 용액에 포집된 방사성 이산화탄소의 β-선을 액체섬광계수기를 이용하여 측정하게 된다.
즉, 본 발명에 따른 채취한 제 2 버블러 용액중의 방사성 이산화탄소의 방사능 농도는 아래의 식 (2-1)로부터 측정될 수 있다.
Figure 112020126614589-pat00006
여기서, A TS 는 채취한 제 2 버블러 용액 중의 방사성 이산화탄소의 방사능 농도(Bq/g)이고, C는 제 2 혼합용액의 계수율(CPM)이며, B는 제 2 블랭크 용액의 계수율(CPM)이고, E( % )는 액체섬광계수기의 방사성 탄소의 계측효율(%)이고, m2은 채취한 제 2 버블러 용액의 무게(g)를 가리킨다.
이때 상기 제 2 혼합용액의 계수율인 C(cpm)와, 제 2 블랭크 용액의 계수율인 B(cpm) 및 액체섬광계수기의 방사성 탄소의 계측효율인 E(%)는 상기 식 (1-5), (1-6) 및 (1-7)을 통해 동일하게 구할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 전체 폐활성탄 시료로부터 방사성 이산화탄소의 방사능 농도는 아래의 식 (2-2)로부터 계산될 수 있다.
Figure 112020126614589-pat00007
여기서, A TP 는 전체 폐활성탄 시료 중의 방사성 이산화탄소의 방사능 농도(Bq/g)이고, A TS 는 식 (2-1)에서 계산된 채취한 제 2 버블러 용액중의 방사성 이산화탄소의 농도(Bq/g)이고, mc 는 방사성 이산화탄소를 포집한 최종 제 2 버블러의 무게(g)이고, mu는 제 2 버블러에서 본체(102)의 무게(g)이며, ms는 분석에 사용된 폐활성탄 시료의 무게(g)이며, R은 고온연소로(210)의 회수율(%)을 가리킨다.
위에서 살핀 바와 같이, 본 발명에 따르면, 원자력 발전소에서 발생되는 폐활성탄에 함유된 방사성 탄소와 삼중수소를 액체섬광계수측정법에 의해 신속하고 정확하게 정량분석이 가능하고, 이로부터 폐활성탄을 자체처분이 가능한 폐기물로 구분할 수 있어, 원자력 발전소의 공기정화계통에서 발생되는 폐활성탄의 처리비용 및 관리비용을 절감할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 폐활성탄 시료를 대상으로 하였으나, 원자력 시설에서 발생되는 기타 잡고체 등에도 적용이 가능한 특징을 갖는다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
210 : 고온연소로
212 : 샘플존
214 : 촉매존
220 : 제 1 버블러
222 : 제 2 버블러
102 : 본체
40 : 연소생성물 공급관

Claims (6)

  1. 폐활성탄 시료를 고온연소로(210)의 샘플존(212)에서 연소하여 연소 생성물을 생성하는 제 1 단계(S100);
    상기 제 1 단계(S100)에서 생성된 연소 생성물이 촉매존(214)을 통과하는 제 2 단계(S200);
    상기 연소 생성물에 포함된 삼중수소수를 제 1 버블러(220)에 충진된 제 1 버블러 용액에 의해 포집하는 제 3 단계(S300);
    상기 연소 생성물에 포함된 방사성 이산화탄소를 제 2 버블러(222)에 충진된 제 2 버블러 용액에 의해 포집하는 제 4 단계(S400);
    상기 제 3 단계에서 삼중수소수를 포집한 제 1 버블러 용액과 제 1 섬광용액을 혼합하여 제 1 혼합용액을 제조하는 제 5 단계(S500);
    상기 제 4 단계에서 방사성 이산화탄소를 포집한 제 2 버블러 용액과 제 2 섬광용액을 혼합하여 제 2 혼합용액을 제조하는 제 6 단계(S600);
    삼중수소수를 포집하지 않은 제 1 버블러 용액과 제 1 섬광용액을 혼합하여 제 1 블랭크 용액을 제조하는 제 7 단계(S700);
    방사성 이산화탄소를 포집하지 않은 제 2 버블러 용액과 제 2 섬광용액을 혼합하여 제 2 블랭크 용액을 제조하는 제 8 단계(S800);
    상기 제 1 혼합용액과 제 1 블랭크 용액을 이용하여 삼중수소를 정량하는 제 9 단계(S900); 및
    상기 제 2 혼합용액과 제 2 블랭크 용액을 이용하여 방사성 탄소를 정량하는 제 10 단계(S1000);를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐활성탄으로부터 삼중수소 및 방사성 탄소의 정량방법.
  2. 청구항 1 에 있어서,
    상기 제 1 버블러 용액은 0.1 M HNO3이고, 제 2 버블러 용액은 3-메톡시프로필아민인 것을 특징으로 하는 폐활성탄으로부터 삼중수소 및 방사성 탄소의 정량방법.
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 제 9 단계와 제 10 단계는 액체섬광계수기를 이용하는 것을 특징으로 하는 폐활성탄으로부터 삼중수소 및 방사성 탄소의 정량방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 폐활성탄 시료는 1.2 g 이하인 것을 특징으로 하는 폐활성탄으로부터 삼중수소 및 방사성 탄소의 정량방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 촉매는 0.5 중량% 백금-알루미나 촉매인 것을 특징으로 하는 폐활성탄으로부터 삼중수소 및 방사성 탄소의 정량방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 단계에서 상기 폐활성탄 시료의 발화점까지는 샘플존(212)에 압축공기를 투입하고, 발화점 이후에는 산소를 투입하는 것을 특징으로 하는 폐활성탄으로부터 삼중수소 및 방사성 탄소의 정량방법.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117555008A (zh) * 2023-09-28 2024-02-13 华能核能技术研究院有限公司 一种便携式远程辐射检测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100047725A (ko) * 2008-10-29 2010-05-10 한국전력공사 원자로 공정수중에 함유된 방사성 탄소의 농도 측정 방법 및 장치
KR101305241B1 (ko) * 2012-09-27 2013-09-06 김진길 폐활성탄 중 삼중수소와 방사성탄소 분석을 위한 전처리 장치
KR20190004396A (ko) * 2017-07-03 2019-01-14 한국원자력연구원 폐활성탄 내 방사성물질의 제거 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100047725A (ko) * 2008-10-29 2010-05-10 한국전력공사 원자로 공정수중에 함유된 방사성 탄소의 농도 측정 방법 및 장치
KR101305241B1 (ko) * 2012-09-27 2013-09-06 김진길 폐활성탄 중 삼중수소와 방사성탄소 분석을 위한 전처리 장치
KR20190004396A (ko) * 2017-07-03 2019-01-14 한국원자력연구원 폐활성탄 내 방사성물질의 제거 방법 및 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117555008A (zh) * 2023-09-28 2024-02-13 华能核能技术研究院有限公司 一种便携式远程辐射检测装置
CN117555008B (zh) * 2023-09-28 2024-06-04 华能核能技术研究院有限公司 一种便携式远程辐射检测装置

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