원자력을 이용하는 시설 및 그와 관련한 연구개발실험실로부터 각종 화학폐수가 다량으로 발생되고 있으며 이들 폐수를 화학폐수 전용처리시설로 처리하고 있으나 최종 건조 케이크내에 함유된 우라늄의 농도가 규제면제농도인 10 Bq/g을 약간 초과하므로서 방사성폐기물로 분류하여 별도로 저장하고 있다. 화학폐수 처리후 침전된 슬러지내의 우라늄 농도를 분석한 결과 우라늄이 용액상이 아닌 침전물상에 존재함을 알았으며, 이들 우라늄을 침전물로부터 용액상으로 용해하기 위하여 강질산으로 용해시켰다. 그 결과 대부분의 우라늄이 슬러지의 침전물로부터 용액상으로 용출되었으며, 용해후 얻어진 슬러지 산용해액에 대해 IRN-77과 비드형으로 새로 제조한 다이포실 수지를 실 폐액처리에 적용하기 위한 흡착실험을 수행하였다. IRN-77과 다이포실 비드를 단독, 혼합 또는 단계적으로 사용한 결과, 80%이상의 우라늄 흡착효율을 얻기 위해서는 산용해액과 동등량 또는 그 이상의 다량의 수지가 소요되었다. 한편 침전 슬러지를 압착하여 부피가 더욱 축소된 탈수케이크를 산용해한 결과, 탈수케이크 대 질산의 비율이 3:2에서 우라늄의 함량을 최대 11 mg/L을 얻었으며 슬러지 용해시보다 적은 양으로 산용해가 가능하였다. 탈수 케이크 산용해액의 방사능 농도는 6.97E-01 Bq/ml 로서 기존의 자연증발처리시설에서 처리가 가능한 수준이었으며, 건조케이크의 비방사능은 11.2 Bq/g로서 최종 폐기물로 발생될 폐증발천의 비방사능이 4.3 Bq/g으로 평가되어 우라늄 동위원소의 규제면제치인 10 Bq/g 미만이므로 자체처분이 가능한 수준이었다. 결론적으로 화학폐수를 처리한 후 부피가 최소화된 탈수케이크에서 우라늄을 산용해시키고 최종 산용해액은 기존의 자연증발시설로 증발처리하면 방사성 건조케이크의 발생 없이 또한 자연증발천도 자체처분이 가능한 최적의 방안을 도출하였다.

Chemical wastes are generated from nuclear facilities and R&D laboratories, but the uranium concentration in the final dried cake is evaluated into 11.2 Bq/g, which exceeds the exemption level of 10 Bq/g for each U isotopes, so the cake is categorized into a radioactive waste. Acid dissolution was applied to extract uranium from the waste sludge, and uranium adsorption on the dissolved solution was experimented by using IRN-77 and Diphosil bead. A large amount of resin was required to get above 80% of uranium removal, which was found to be due to a large amount of metal ions simultaneously dissolved from the precipitates with uranium. As an alternative method, acid dissolution is applied to the dewatered wet cake of the sludge, and the natural evaporation method is adopted for the dissolved solution. The uranium concentration of the dissolved solution was estimated to be 6.97E-01 Bq/ml, and the specific activity of the final waste sheets is evaluated to be 4.3 Bq/g. These results lead to the suggestion that the application of acid dissolution to the wet cake and the natural evaporation for the dissolved solution is an effective treatment method for chemical wastes containing uranium.

Abstract   요약   I. 서론    가. 우라늄 함유 폐액의 처리기술 현황   II. 실험재료 및 방법    가. 실험재료    나. 실험방법   III. 결과 및 고찰    가. 화학폐수의 특성    나. 슬러지의 우라늄 용해 특성    다. 슬러지 산용해액의 우라늄 흡착 특성    라. 탈수 케이크(wet cake)의 산용해 특성     마. 방사능 평가 및 폐수처리 적용 방안   IV. 결론   참고문헌

• Kil-Jeong Kim(한국원자력연구소) | 김길정
• Jong Sik Shon(한국원자력연구소) | 손종식
• Kwon-Pyo Hong(한국원자력연구소) | 홍권표