일반기술

원자로 일차냉각수에서 전기탈이온{Electrodeionization, EDI)공정에 의한 금속이온들의 제거방법과 붕소의 회수방법

본 기술은 원자로 일차냉각수에서 전기탈이온 공정에 의한 금속이온들의 제거방법과 반응도 제어재인 붕소의 회수방법에 관한 것이다. 기존의 경수로형 원자력 발전소에서는 일차계통 냉각수 정화를 위해 이온교환수지를 가장 많이 이용하고 있다. 이온교환수지법은 시설비가 낮고 제염효과가 우수하며 운전비용이 저렴하다는 장점이 있으나 이러한 방식은 냉각수의 정화시 방사성 부식생성물만(주로 금속이온들로 구성)을 제거하는 것이 아니라 비방사성 이온과 비이온성 물질도 함께 제거하기 때문에 수지의 수명이 빨리 단축되며 재생하지 않기 때문에 많은 폐이온교환수지가 발생된다. 또한 현재 사용된 이온교환수지의 처리는 감용처리기술이 확립되어 있지 않기 때문에 대부분 원자력 발전소 내에 장기간 저장하거나 시멘트로 고화시켜 처리해 오고 있다. 폐수지를 시멘트와 같은 고화재를 써서 고화하는 경우에 폐수지의 방사능이 방사선 피폭과 관련하여 작업에 어려움을 줄 수 있으며 폐수지의 방사능은 고화 자체의 기술적인 문제와 함께 고화된 폐기물의 취급과 저장공간의 확보에도 어려움이 있으며 팽윤성, 부피 감용의 한계 및 금속성분의 침출 가능성이 높다. 이에 본 기술은 전기투석 장치의 희석실에 이온교환물질(이온교환수지 또는 이온교환섬유 등)을 충진한 혼합공정으로 이온교환수지 공정의 장점인 높은 제염효과와 전기투석의 장점인 폐수의 농축으로 폐수처리에 대한 환경부담을 줄일 수 있다. 또한 전기탈이온 장치에 사용된 이온교환물질은 이온 전달매개체로만 작용하기 때문에 교체 없이 연속적으로 쓸 수 있어 폐이온교환수지의 발생문제를 근본적으로 해결할 수 있다 본 기술은 경제·산업적 측면에서 원자력발전소의 운영경비 절감 및 보수비용 절감, 그리고 작업자의 피폭량 절감 등으로 인해 경쟁력 확보에 도움을 줄 수 있다. 현재 국내에서의 기술개발 사례는 거의 없어 공정설비 모두를 전량 수입에 의존하고 있는 실정이며 원자로 일차 냉각수와 같이 금속이온들을 포함한 경우 전세계에서도 전기탈이온을 적용한 예가 전무한 실정이다. 국제무역에서 그린라운드를 통해 환경오염에 대한 규제를 강화하는 상황에서 청정기술인 전기탈이온 공정의 적용은 이온교환수지법이 응용되던 산업현장에서 경제적 이윤을 창출할 것으로 사료된다. 그리고 초순수 제조에만 국한되어온 전기탈이온 공정을 금속이온이 포함된 상수 및 하수, 폐수에 적용함으로써 보다 많은 응용분야를 창출하게 될 것이다