According to IAEA PRIS, there is no record of dismantling commercial heavy water reactors among 57 heavy water reactors around the world. In Canada, which has the largest number of heavy water reactors, three of the 22 commercial heavy water reactors with more than 500 MW are permanently suspended, Gentilly unit 2 (2012), Pickering unit 2 (2007), and Pickering unit 3 (2008), all of which chose a delayed decommissioning strategy. On the other hand, Wolsong unit 1, which will be the world’s first heavy water reactor to be dismantled commercially, will be immediately carried out as a decommissioning strategy. KHNP has established various cooperation systems with advanced companies and international organizations related to overseas NPP decommission and is actively exchanging technologies. Among them, the most important focus is on research cooperation related to COG (CANDU owners Group). The first case is a joint study on Conceptual Calandria Segmentation. Four areas of process, waste management, ALARA, and cost for decommissioning reactors to be submitted to Canadian regulators for approval of Pickering and Gentilly-2’s preliminary decommissioning plan have been evaluated, and research on Wolsong unit 1 is currently underway. The second case is Decommissioning and long-term waste management R&D. Although the technical maturity is low, it studies the common interests of member companies in the decommissioning of heavy water reactor power generation companies and long-term waste management. Robotics for dismantling high-radiation structures, C- 14, H-3 measurement and removal methods, and concrete decontamination technology, which are characterized by heavy water, are being actively studied. KHNP is strengthening international cooperation with COG to prepare for the successful decommissioning of Wolsong unit 1. Based on previous studies by Pickering and Gentilly-2, an evaluation of the decommissioning of Wolsong unit 1 reactor is being conducted. In addition, it is preparing for decommissioning through experience analysis of the pressure tube replacement project.

KHNP is carrying out international technical cooperation and joint research projects to decommission Wolsong unit 1 reactor. Construction data of the reactor structures, experience data on the pressure tube replacement projects, and the operation history were reviewed, and the amount of dismantled waste was calculated and waste was classified through activation analysis. By reviewing COG (CANDU owners Group) technical cooperation and experience in refurbishment projects, KHNP’s unique Wolsong unit 1 reactor decommissioning process was established, and basic design of a number of decommissioning equipment was carried out. Based on this, a study is being conducted to estimate the worker dose of dismantling workers. In order to evaluate the dose of external exposure of dismantling workers, detailed preparation and dismantling processes and radiation field evaluation of activated structures are required. The preparation process can be divided into dismantlement of existing facilities that interfere with the reactor dismantling work and construction of various facilities for the dismantlement process. Through process details, the work time, manpower, and location required for each process will be calculated. Radiation field evaluation takes into account changes in the shape of structures by process and calculates millions of areas by process, so integrated scripts are developed and utilized to integrate input text data. If the radiation field evaluation confirms that the radiation risk of workers is high, mutual feedback will be exchanged so that the process can be improved, such as the installation of temporary shields. The results of this study will be used as basic data for the final decommissioning plan for Wolsong unit 1. By reasonably estimating the dose of workers through computer analysis, safety will be the top priority when decommissioning.

철강 산업에서 발생하는 COG 부생가스에는 수소가 메탄, 질소, 황화수소, 분진 등과 함께 100만 톤 정도가 다성분의 혼합가스로 포함되어 있으나 경제적인 수소 분리기술이 부족하여 주로 저부가가치의 발전용으로 사용되고 있다. 본 연구에서는 COG 부생가스내 수소를 회수할 수 있는 비대칭 구조의 폴리이미드 중공사막의 제조를 연구하였다. 이를 위해 지환족 다이안하이드를 사용한 유기용매에 대한 용해성이 높은 폴리이미드 소재를 합성하여 수소, 메탄, 질소, 산소 등의 기체투과특성을 확인하였고 그 중 가장 수소 선택성이 높은 DOCDA-ODA를 이용하여 용해성 폴리이미드를 합성하였다. 확보된 폴리이미드를 이용해 건습식 방사법에 의한 중공사막을 제조하였다.

수소는 고부가가치의 신재생 수송원료이자 탄소자원화 화학제품 제조의 기초 원료로 사용할 수 있으며 이를 위해 경제성 있는 분리소재 및 분리공정기술이 중요하다. 본 연구에서는 철강부생가스 COG내 수소를 회수할 수 있는 건습식 방사법에 의한 비대칭 구조의 폴리이미드 중공사막의 제조를 연구하였다. 이를 위해 지환족 다이안하이드를 사용한 유기용매에 대한 용해성이 높은 폴리이미드 소재를 합성하여 수소, 메탄, 질소, 산소 등의 기체투과특성을 확인하였고 그 중 가장 수소 선택성이 높은 DOCDA-ODA를 이용하여 용해성 폴리이미드를 합 성하였다. 합성된 폴리이미드는 H-NMR, FT-IR을 통하여 합성이 성공적으로 이루어진 것을 확인하였으며 확보된 폴리이미드를 이용해 건습식 방사법에 의한 중공사막을 제조하였다.

실제 사용시 신뢰성을 보장하기 위하여, 고온에서 장시간 동안의 시효로 인한 ACA COG(Anisotropic Conductive Chip On Glass) 접합 특성의 변화가 연구되었다. 모든 접합 시편들은 160˚C에서 156시간 동안 유지되었고 시효하는 동안의 접촉저항의 변화는 감소하였다. 특히, 156시간이후, 4000개 /mm2의 입자밀도를 가진 ACA에서는 접촉저항의 벼노하가 나타나지 않았다. 입자크기의 경우 작은 입자를 가진 ACA는 160˚C에서 시효후에도 접촉저항의 변화를 보이지 않았다. 또한 4000개/mm2 및 5μm 입자를 가진 ACA를 사용한 시편은 접합상태가 안정하였기 때문에 160˚C에서도 경화수지의 팽창 및 리플로우(reflow)에 의한 영향을 받지 않았다. 따라서 이 ACA에서는 160˚C에서 156시간 동안 시효한 후에도 오픈(open)이 나타나지 않았다.

구동 IC를 유리기판 위의 Al패드 전극에 연결하는 LCD(Liquid Crystal Display) 모듈을 실장하는 Chip On Glass (COG) 기술을 개발하기 위하여 기존에 잘 알려진 기술 가운데 실제로 적용 가능성이 가장 유망한 이방성 도전 접착제 (ACA, Anisotropic Conductive Adhesives)를 사용한 공정에 대하여 조사하였다. ACA 공정은 본딩 부분에 ACA 수지를 균일하게 분포시키는 공정과 자외선을 조사하여 수지를 경화하여 칩을 실장하는 공정의 2단계로 진행하였다. 칩에 가해준 하중은 2-15kg이었고 칩의 예열 온도는 120˚C이었다. 이방성 도전체는 Au 또는 Ni이 표면 피막 재료로 사용된 것을 사웅하였으며 전도성 입자의 갯수가 500, 1000, 2000, 4000개/mm2이며 크기가 5, 7, 12μm이었다. ACA 처리의 결과 입자 크기가 5μm이고 입자 밀도는 4000개/mm2일 경우가 대단히 낮은 접촉 저항 및 가장 안정된 본딩 특성을 나타냈었다.

LCD 모듈을 위한 실장 기술인 Chip on Glass 공정 기술을 개발함에 있어 구동 IC와 기판d의 Al 전극을 연결하기 위하여 기존의 기술과의 연관성 및 공정의 연속성, 제조단가등을 고려하여 Pb-Sn 범프를 사용하고자 하였으며 이를 위해 Al 금속 박막위에 니켈 무전해 도금하는 방법을 연구 하였다. Al 전극에 무전해 니켈 도금하기 위해서는 광레지스트 차폐막을 손상하지 않는 전처리 방법이 필요하기 때문에 전처리 방법으로서 알칼리 아연산염 처리법과 불화물을 이용한 아연산염 처리법을 선택하여 실시하였다. 이 가운데 산성불화암모늄(NH4HF)을 1.5 g/ℓ 함유하고 황산아연(ZnSO4)을 100 g/ℓ 함유한 산성 아연산염 용액에서는 광레지스트 차폐막이 손상되지 않았으며 처리시간을 적절히 조절함으로써 알루미늄 박막상에 선택적으로 니켈 무전해 도금을 할 수 있었다. 아연산염 응액중의 첨가제와 무전해 도금액 중의 억제제인 Thiourea는 도금층의 평활도를 높이는 역할을 하였다. 또한 아연산염 처리를 하기 전에 산세 처리를 함으로써 도금층의 균일성을 향상시킬 수 있었다.