Activated corrosion products deposited on the reactor coolant system in a nuclear power plant should be removed to reduce the radiation exposure to workers. Chemical decontamination processes using organic acids have been widely applied to remove the activated corrosion products. However, they are highly corrosive to the base metal and generate a considerable amount of ion exchange resin waste, which is hard to be treated. In order to resolve this problem, KAERI has been developed a chemical decontamination process using chelate-free inorganic acid, HyBRID (Hydrazine Based Reductive metal Ion Decontamination) process. Especially, the Cyclic SP (Sulfuric acid/Permanganate)- HyBRID process was suggested as the decontamination process for applying to the remove the double oxide layer generated on the reactor coolant system in the pressurized water reactor (PWR). During the Cyclic SP-HyBRID process, the process is continuously applied without discharging or recharging of the decontamination process solution from the primary circuit. Thus, it is necessary to include the removal processes of the decontamination reagents middle of the Cyclic SP-HyBRID process, e.g., ‘Mn removal step’ for removing the permanganate ions and ‘hydrazine decomposition step’ for decomposition of the remaining hydrazine. During these removal processes, the metal ions can also be removed from the process solution. In this study, the behaviors of metals were investigated during the Cyclic SP-HyBRID process. The concentration changes of metal ions in the process solution were analyzed using atomic absorption (AA) spectroscopy. The metal precipitates generated during the process were characterized using X-ray diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared (FT-IR) spectroscopy. From the results of the analysis, it was observed that the metal ions dissolved in the process solution were converted into metal hydroxides and precipitated at the Mn removal process. It was confirmed by equilibrium calculation result that the OH− ions generated at the Mn removal can react with the metal ions and form the metal hydroxides. It is considered that this removal behaviors of the metals can contribute the decontamination performance.

국내 가동원전 중 2-루프 가압경수로인 고리1호기는 약 40년 운전한 후, 2017년 6월 18일 영구정지되었다. 영구정지된 고리 1호기는 주요 해체작업을 수행하기전에 계통내 선량률을 저감시켜 작업자피폭을 최소화하기 위한 계통제염을 수행할 예정이다. 일반적으로, 계통제염 범위는 원자로압력용기, 가압기, 증기발생기, 화학 및 체적제어계통, 잔열제거계통 및 원자로 냉각재계통 주요배관을 포함한다. 이러한 계통 및 기기 등을 효율적으로 제염하기 위해서는 제염과정에서 원자로냉각재계 통내 유동특성을 평가할 필요가 있다. 계통제염을 위해 순환유량을 제공하는 방법은 다양하나, 본 논문에서는 잔열제거펌프 운전에 따른 고리1호기 원자로냉각재계통내 유동특성을 평가하였다. 잔열제거펌프를 이용한 계통제염은 원자로냉각재 내 유량의 불균형을 초래하여 계통내 기기 및 배관 등에 불순물을 침적시켜 제염이 효율적이지 않다는 것으로 평가되었다.

본 논문은 국내에서 가동되고 있는 3개 로형의 원자로 냉각재로부터 유기 및 무기 14C의 특성을 평가하는데 초점을 맞추었다. 주 목적은 국내 원전 부지에서 환경으로 방출되는 14C에 대한 신뢰할만 한 특성을 평가하는데 있다. 14C는 방사성핵종 인벤토리 중 가장 중요한 핵종중의 하나로서 처분장에서의 방출 시나리오에서 가장 중요한 선량 기여 핵종중의 하나이다. 14C는 반감기가 5,730 년인 순수 베타방출체로써 환경으로의 이동성이 높을 뿐 아니라 생물학적인 유용성이 높다. 최근의 연구결과에 의하면, 유기화합물 형태의 14C는 환원환경 하에서 원자로 냉각재내에서 주종을 이루고 있는 것으로 밝혀졌으며 그 외의 유기화합물인 formaldehyde, formic acid 및 acetate도 함께 형성되는 것으로 알려졌다. 그러나 정지화학 처리 기간인 산성산화환경 하에서는 산화성 탄소형태로 바뀌면서 14CO2나 H14CO3-형으로 바뀌어 지는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 원자력발전소의 다양한 처리계통의 시료에 대해 유기 및 무기화학형의 14C 농도를 측정, 평가하였다. 원자로 계통 내에서의 14C 인벤토리는 약 3.1 GBq/kg로 나타났으며 냉각재 계통 내에서는 주로 유기화학형이 주종을 이루고 있었으며 무기화학형은 10% 이내인 것으로 나타났다. 용액중의 14C 측정은 기상과 액상으로 분리하여 분석하였다. 정상 운전 중에는 유기화학형의 14C가 주종을 이루고 있지만 발전소의 배기구를 통해 방출되는 14C의 화학형은 온도, pH, 체적제어탱크의 방출 및 정지화학 처리에 따라 화학형이 달라지고 있는 것으로 나타났다.