KR100532774B1 - Tritium handling system - Google Patents
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Abstract
밀폐되어 있는 글로브 박스와, 상기한 글로브 박스내를 순환하는 대기로서 아르곤을 공급하기 위한 아르곤 공급장치와, 상기한 글로브 박스의 내부 및 외부로 물품 반출입시 내부 대기의 조건을 유지하기 위한 안티챔버와, 삼중수소의 외부로의 누설을 최소화하기 위해 상기한 글로브 박스내의 압력을 대기압 내지 대기압보다 약간 낮은 압력으로 설정하기 위한 차압계와, 상기한 글로브 박스로 순환되는 대기 중의 삼중수소 농도가 충분히 낮은지 감시하기 위한 삼중수소 감시기와, 상기한 글로브 박스로 순환되는 대기에 포함된 수분과 유기물을 제거하고 삼중수소를 회수하기 위한 삼중수소 회수장치와, 상기한 글로브 박스의 대기의 산소 및 습기를 제거하기 위한 산소/습기 정화장치와, 상기한 글로브 박스의 대기에 포함되어 있는 산소를 감지하기 위한 산소센서를 포함하여 이루어지며,An airtight glove box, an argon supply device for supplying argon as the air circulating in the glove box, an antichamber for maintaining the conditions of the internal atmosphere when goods are brought in and out of the glove box; A differential pressure gauge to set the pressure in the glove box to atmospheric or slightly less than atmospheric pressure to minimize leakage to the outside of the tritium, and to monitor whether the concentration of tritium in the atmosphere circulated to the glove box is sufficiently low. A tritium monitor, a tritium recovery device for removing moisture and organic matter contained in the atmosphere circulated to the glove box and recovering tritium, and for removing oxygen and moisture from the atmosphere of the glove box. Oxygen / Moisture Purifier and Detecting Oxygen in the Atmosphere of the Glove Box Including an oxygen sensor for
간단한 구조를 가지면서 삼중수소의 제거효과를 극대화시킴은 물론, 고순도의 삼중수소를 회수하여 재사용할 수 있으며, 방사선 위해도가 아주 낮은 원소형 삼중수소만 취급함으로써 설비운영시 방사선 안전성을 높여 주며, 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있는, 삼중수소 처리 시스템을 제공한다.It has a simple structure, maximizes the tritium removal effect, recovers and reuses high-purity tritium, and handles only elemental tritium with very low radiation risks, improving radiation safety when operating facilities. Provide a tritium treatment system that can reduce the amount of radioactive waste.
Description
이 발명은 삼중수소 처리 시스템 분야에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 간단한 구조를 가지면서 삼중수소의 제거효과를 극대화시킴은 물론, 고순도의 삼중수소를 회수하여 재사용할 수 있으며, 방사선 위해도가 아주 낮은 원소형 삼중수소만 취급함으로써 설비운영시 방사선 안전성을 높여 주며, 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있는, 삼중수소 처리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to the field of tritium treatment system, more specifically, to maximize the removal effect of tritium while having a simple structure, as well as to recover and reuse high-purity tritium, and has a very low radiation hazard. The present invention relates to a tritium treatment system that can increase the radiological safety and reduce the amount of radioactive waste by operating only elemental tritium.
삼중수소는 매우 낮은 에너지의 베타선을 방출하는 방사성 동위원소이다.Tritium is a radioisotope that emits very low energy beta rays.
상기한 삼중수소는 적은 양을 취급하는 경우에는 인체에 별다른 영향을 주지 않으므로 특별한 관리를 하지 않는 상태에서 일반 산업용으로서 많이 이용되고 있다.Since the tritium does not affect the human body in the case of handling a small amount, it is widely used as a general industry without special management.
그러나, 수천 혹은 수만 큐리(Curi, 1 Ci=3.7×1010 Bq)의 다량의 삼중수소를 취급하는 경우에는 인체에 영향을 줄 수가 있어서, 글로브 박스와 같은 밀폐된 공간에서 취급해야 하며, 사용 후 대기로 방출하기 전에 반드시 회수해야 하고, 원소형(elemental form) 삼중수소가 산화물형(oxide form) 삼중수소로 전환되는 것을 방지하여야 하며, 대기로 방출되는 양을 항상 감시해야 하는 등의 특별한 관리를 필요로 한다.However, handling a large amount of tritium of thousands or tens of thousands of Curies (Curi, 1 Ci = 3.7 × 10 10 Bq) may affect the human body and should be handled in a confined space such as a glove box. Special care should be taken before release to the atmosphere, prevention of the conversion of elemental form tritium to oxide form tritium, and the monitoring of the amount released to the atmosphere at all times. in need.
비상구 표시등, 소총의 조준경 등과 같은 삼중수소 제품생산을 위해 수천 혹은 수만 큐리 이상의 고농도의 삼중수소 기체를 취급할 때 위에서 열거한 바와 같은 특별한 관리를 해주어야 한다.Special care should be taken as listed above when handling high concentrations of tritium gas for thousands or tens of thousands of curries for the production of tritium products such as emergency exit lights and rifle sights.
종래에는, 고농도의 삼중수소를 정화시키기 위한 장치로서 촉매식 재결합기(recombiner)를 사용하여 왔다.Conventionally, a catalytic recombiner has been used as an apparatus for purifying high concentration of tritium.
그러나, 이와 같이 촉매식 재결합기를 사용하여 삼중수소를 정화시키는 종래의 방법은, 산소공급 장치, 냉각수 공급/회수장치, 흡착탑 등의 설비를 필요로 하는 문제점이 있다.However, the conventional method of purifying tritium using a catalytic recombiner as described above has a problem of requiring equipment such as an oxygen supply device, a cooling water supply / recovery device, and an adsorption tower.
또한, 삼중수소의 정화속도가 느리고, 정화율이 낮으며, 운전조건도 까다로운 문제점이 있다. In addition, tritium has a slow purification rate, low purification rate, and difficult operating conditions.
더욱이, 삼중수소가 방사선 위해도가 상대적으로 훨씬 높은 산화물형으로 회수됨으로써 이를 재사용할 수 없을 뿐만 아니라, 방사선 안전성이 낮아서 이의 취급 및 관리에도 큰 어려움을 야기시키는 문제점이 있다. In addition, tritium is not only reused because it is recovered as an oxide type having a relatively high radiation risk, but also has a problem in that the radiation safety is low, which causes a great difficulty in its handling and management.
이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 구조를 가지면서 삼중수소의 제거효과를 극대화시킴은 물론, 고순도의 삼중수소를 회수하여 재사용할 수 있으며, 방사선 위해도가 아주 낮은 원소형 삼중수소만 취급함으로써 설비운영시 방사선 안전성을 높여 주며, 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있는, 삼중수소 처리 시스템을 제공하는 데 있다.The object of the present invention is to solve such a conventional problem, to maximize the removal effect of tritium while having a simple structure, as well as to recover and reuse the tritium of high purity, the radioactivity is very low It is to provide a tritium treatment system that can improve the radiological safety and reduce the amount of radioactive waste by operating only elemental tritium.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 밀폐되어 있는 글로브 박스(Glove Box, GB)와, 상기한 글로브 박스내를 순환하는 대기로서 아르곤을 공급하기 위한 아르곤 공급장치와, 상기한 글로브 박스의 내부 및 외부로 물품 반출입시 내부 대기의 조건을 유지하기 위한 안티챔버(Antechamber)와, 삼중수소의 외부로의 누설을 최소화하기 위해 상기한 글로브 박스내의 압력을 대기압 내지 대기압보다 약간 낮은 압력으로 설정하기 위한 차압계(Differential Pressure Switch, DPS)와, 상기한 글로브 박스로 순환되는 대기 중의 삼중수소 농도가 충분히 낮은지 감시하기 위한 삼중수소 감시기(Tritium Monitor, TM)와, 상기한 글로브 박스로 순환되는 대기에 포함된 수분과 유기물을 제거하고 삼중수소를 회수하기 위한 삼중수소 회수장치(Tritium Recovery System, TRS)와, 상기한 글로브 박스의 대기의 산소 및 습기를 제거하기 위한 산소/습기 정화장치와, 상기한 글로브 박스의 대기에 포함되어 있는 산소를 감지하기 위한 산소센서를 포함하여 이루어진다.As a means for achieving the above object, the constitution of the present invention includes an airtight glove box (GB), an argon supply device for supplying argon as an atmosphere circulating in the glove box, and The pressure inside the glove box is controlled from an atmospheric pressure to a pressure slightly lower than atmospheric pressure in order to minimize the leakage of tritium to the outside of the anti-chamber (Antechamber) to maintain the condition of the internal atmosphere when goods are brought in and out of the glove box. Differential pressure switch (DPS) for setting the temperature, tritium monitor (TM) for monitoring whether the concentration of tritium in the atmosphere circulated to the glove box is sufficiently low, and circulation to the glove box Tritium Recovery System (TRS) to remove water and organic matter contained in the atmosphere and recover tritium; An oxygen / humidity purifier for removing oxygen and moisture from the atmosphere of the glove box, and an oxygen sensor for sensing oxygen contained in the atmosphere of the glove box.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to describe in detail enough to enable those skilled in the art to easily carry out the present invention. . Other objects, features, and operational advantages, including the object, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiment.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.For reference, the embodiments disclosed herein are only presented by selecting the most preferred embodiment in order to help those skilled in the art from the various possible examples, the technical spirit of the present invention is not necessarily limited or limited only by this embodiment Rather, various changes, additions, and changes are possible within the scope without departing from the spirit of the present invention, as well as other equivalent embodiments.
이 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 처리 시스템의 구성은, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 밀폐되어 있는 글로브 박스(1)와, 상기한 글로브 박스(1)내를 순환하는 대기로서 아르곤을 공급하기 위한 아르곤 공급장치(2)와, 상기한 글로브 박스(1)의 내부 및 외부로 물품 반출입시 내부 대기의 조건을 유지하기 위한 안티챔버(3)와, 삼중수소의 외부로의 누설을 최소화하기 위해 상기한 글로브 박스(1)내의 압력을 대기압 내지 대기압보다 약간 낮은 압력으로 설정하기 위한 차압계(4)와, 상기한 글로브 박스(1)로 순환되는 대기 중의 삼중수소 농도가 충분히 낮은지 감시하기 위한 삼중수소 감시기(5)와, 상기한 글로브 박스(1)로 순환되는 대기에 포함된 수분과 유기물을 제거하고 삼중수소를 회수하기 위한 삼중수소 회수장치(6)와, 상기한 글로브 박스(1)의 대기의 산소 및 습기를 제거하기 위한 산소/습기 정화장치(8)와, 상기한 글로브 박스(1)의 대기에 포함되어 있는 산소를 감지하기 위한 산소센서(9)를 포함하여 이루어진다.In the tritium treatment system according to one embodiment of the present invention, as illustrated in FIGS. 1 and 2, the sealed glove box 1 and the atmosphere circulating in the glove box 1 are described. Argon supply device (2) for supplying argon, anti-chamber (3) for maintaining the conditions of the internal atmosphere when carrying goods in and out of the glove box (1), and out of tritium Differential pressure gauge 4 for setting the pressure in the glove box 1 to a pressure slightly lower than atmospheric pressure to minimize leakage, and the tritium concentration in the atmosphere circulated to the glove box 1 is sufficiently low. A tritium monitor 5 for monitoring the ground, a tritium recovery device 6 for removing water and organic matter contained in the atmosphere circulated to the glove box 1, and recovering tritium; box And an oxygen / humidity purifier 8 for removing oxygen and moisture from the atmosphere of (1), and an oxygen sensor 9 for sensing oxygen contained in the atmosphere of the glove box 1 described above. .
상기한 삼중수소 회수장치(6)는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 삼중수소를 회수하기 위한 금속 게터(62)와, 유기물을 제거하기 위한 니켈 촉매(63)와, 수분을 제거하기 위한 흡착탑(64)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 3, the tritium recovery device 6 includes a metal getter 62 for recovering tritium, a nickel catalyst 63 for removing organic matter, and a water for removing water. It comprises a adsorption tower (64).
상기한 글로브 박스(1)와 삼중수소 회수장치(6)의 사이에는, 누설시험장치(11)와 공정 루프(Process Loop) (12)로부터 삼중수소 회수장치(6)로 순환되는 대기중의 삼중수소를 회수하기 위한 별도의 금속게터(20)를 설치하면 더욱 바람직하다.Between the glove box 1 and the tritium recovery device 6, triple in the air circulated from the leak test device 11 and the process loop 12 to the tritium recovery device 6 It is more preferable to install a separate metal getter 20 for recovering hydrogen.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 처리 시스템의 작용은 다음과 같다.By the above configuration, the action of the tritium treatment system according to an embodiment of the present invention is as follows.
이 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 처리 시스템은, 글로브박스(1), 아르곤 공급장치(2), 안티챔버(3), 차압계(4), 산소/습기 정화장치(8), 산소센서(9) 등으로 이루어지는 주계통과, 삼중수소 감시기(5), 삼중수소 회수장치(6) 등으로 이루어지는 회수계통으로 외관상 크게 둘로 나뉘어진다.The tritium treatment system according to an embodiment of the present invention, the glove box (1), argon supply device (2), anti-chamber (3), differential pressure gauge (4), oxygen / moisture purifier (8), oxygen sensor ( 9) A recovery system composed of a main system composed of a back light, a tritium monitor 5, a tritium recovery apparatus 6, and the like, which are largely divided into two.
상기한 주계통은, 밀페되어 있는 글로브 박스(1)의 내부에 누설시험장치(11)와 공정 루프(12)가 설치되며, 상기한 글로브 박스(1)의 측면에 안티챔버(antechamber) (3)가 설치되며, 상기한 글로브 박스(1)의 외부에는 아르곤 공급장치(2), 차압계(4), 산소/습기 정화장치(8), 산소센서(9), 수분압 해제장치(10) 등이 설치되는 구조로 이루어진다.In the main system, a leak test apparatus 11 and a process loop 12 are provided inside the sealed glove box 1, and an anti-chamber (3) is provided on the side of the glove box 1 above. ) Is installed outside the glove box (1), argon supply device (2), differential pressure gauge (4), oxygen / moisture purifier (8), oxygen sensor (9), water pressure release device (10), etc. It is made of a structure that is installed.
상기한 글로브 박스(1) 내의 압력이 차압계(4)의 설정치보다 낮아지면 아르곤 공급장치(2)에 의해서 글로브 박스(1) 내로 아르곤이 공급되는 반면에, 상기한 글로브 박스(1) 내의 압력이 차압계(4)의 설정치 이상으로 과압이 되면 자동적으로 글로브 박스(1)의 대기가 삼중수소 회수장치(6)를 통과하여 굴뚝으로 배기되도록 하여 글로브 박스(1)내의 압력이 항상 대기압 내지 대기압보다 약간 낮은 압력으로 유지되도록 함으로써 삼중수소의 외부로의 누설이 최소화된다.When the pressure in the glove box 1 is lower than the set value of the differential pressure gauge 4, argon is supplied into the glove box 1 by the argon supply device 2, while the pressure in the glove box 1 is increased. When the overpressure exceeds the set value of the differential pressure gauge 4, the air in the glove box 1 automatically passes through the tritium recovery device 6 and is exhausted to the chimney so that the pressure in the glove box 1 is always slightly lower than atmospheric pressure to atmospheric pressure. Maintaining a low pressure minimizes tritium leakage to the outside.
상기한 산소/습기 정화장치(8)는 삼중수소와 산소-수소 반응에 의한 연소/폭발 가능성이 높은 산소를 걸러내고, 습기를 걸러내기 위한 장치로서, 글로브 박스(1)의 가동시 연속적으로 가동된다. The oxygen / moisture purifier 8 is a device for filtering out oxygen having a high possibility of combustion / explosion due to tritium and oxygen-hydrogen reaction and filtering moisture, which is continuously operated during operation of the glove box 1. do.
상기한 글로브 박스(1)의 공정 루프(12)에서는, 삼중수소 회수를 위해서 공정 루프(12)에서 삼중수소를 배출할 필요가 있을 경우에는 진공펌프(19)를 가동하여 공정 루프(12) 내의 대기를 별도로 설치된 금속 게터(20)를 통해서 삼중수소 회수장치(6)로 보낸다. In the process loop 12 of the glove box 1, when it is necessary to discharge tritium from the process loop 12 for tritium recovery, the vacuum pump 19 is operated to operate in the process loop 12. The atmosphere is sent to the tritium recovery device 6 through a separately installed metal getter 20.
또한, 상기한 글로브 박스(1)의 누설시험 장치(11)의 배기도 별도의 금속 게터(20)로 연결되도록 하며, 상기한 금속 게터(20)는 삼중수소 회수장치(6)에 연결되어 있다. In addition, the exhaust of the leak test device 11 of the glove box 1 is also connected to a separate metal getter 20, and the metal getter 20 is connected to the tritium recovery device 6. .
상기한 삼중수소 회수장치(6)는 글로브 박스(1)의 내부 대기와 연결되어 있는데, 도 3에 나타낸 바와 같이, 삼중수소를 회수하기 위한 금속 게터(62)와, 유기물을 제거하기 위한 니켈 촉매(63)와, 수분을 제거하기 위한 흡착탑(64)이 순차적으로 설치되며, 그 후단에는 글로브 박스(1)의 대기의 순환을 위해 펌프(7)가 설치되며, 그 후단에는 글로브 박스(1)로 순환되는 대기 중의 삼중수소 농도가 충분히 낮은지 감시하기 위한 삼중수소 감시기(5)가 설치된다. The tritium recovery device 6 is connected to the internal atmosphere of the glove box 1, and as shown in FIG. 3, a metal getter 62 for recovering tritium and a nickel catalyst for removing organic matter. 63 and the adsorption tower 64 for removing water are sequentially installed, and a pump 7 is installed at a rear end thereof for circulation of the atmosphere of the glove box 1, and a glove box 1 at the rear end thereof. A tritium monitor 5 is installed to monitor whether the concentration of tritium in the atmosphere circulated to the furnace is sufficiently low.
실험실내 온도 변화 등 여러 가지 원인에 의하여 글로브 박스(1) 내의 압력이 올라가서 글로브 박스(1) 내의 아르곤 대기를 방출할 필요가 생겼을 경우에는 삼중수소의 농도가 허용치 이하인 것을 상기한 삼중수소 감시기(5)를 이용하여 확인한 후에 밸브를 열어서 방출하게 된다. When the pressure in the glove box 1 rises due to various reasons such as a temperature change in a laboratory, and it is necessary to release the argon atmosphere in the glove box 1, the tritium monitor (5) mentioned above indicates that the concentration of tritium is below an allowable value. After checking with), open the valve and release it.
상기한 삼중수소 회수장치(6)는 글로브 박스(1)의 운전 중에는 항상 가동해야 한다. The tritium recovery apparatus 6 described above should always be operated during operation of the glove box 1.
상기한 삼중수소 회수장치(6)에서 사용한 흡착탑(64)과 니켈 촉매탑(63)은 아르곤 혹은 수소 기체를 가하면서 흡착탑(64)과 니켈 촉매탑(63)을 가열함에 의해 재생할 수 있으며, 금속 게터(62)는 게터(getter)를 직접 가열하여 우라늄(uranium) 세정용기(15)에 회수할 수 있다. The adsorption tower 64 and the nickel catalyst tower 63 used in the tritium recovery device 6 can be regenerated by heating the adsorption tower 64 and the nickel catalyst tower 63 while applying argon or hydrogen gas. The getter 62 may recover the uranium cleaning container 15 by directly heating the getter.
이와 같이 동작하는 본 발명은 수천 혹은 수만 큐리의 삼중수소를 취급하는 시설의 제작시 삼중수소 누설방지, 누설된 삼중수소의 산소와의 혼합방지, 누설된 삼중수소의 최대한 회수, 누출되는 삼중수소양의 감시에 특별히 중점을 두었는데, 이러한 점을 강조하기 위하여 보충적으로 다시한번 설명하면 다음과 같다. The present invention operating in this way is to prevent the tritium leakage, the prevention of mixing of the leaked tritium with oxygen, the maximum recovery of the leaked tritium, the amount of tritium leaked in the production of a facility handling thousands or tens of thousands of tritium of tritium Particular emphasis was placed on the monitoring of the problem.
첫째, 삼중수소의 누설방지에 관한 고려이다. 방사성 물질의 환경이나 작업자에게로의 누설, 누출을 방지하는 방사성 물질의 격납(containment) 개념이 보편적으로 적용된다. 따라서 삼중수소를 직접 포함하는 배관, 튜브, 밸브, 용기 및 펌프 등은 삼중수소의 1차 격납용기로서 기밀(leak-tight)하게 설계하며, 삼중수소가 누설되는 경우를 대비하여 본 장치는 2차 격납용기인 글로브 박스(1)내에 설치한다. 글로브 박스(1) 내의 대기는 글로브 박스(1) 외부로의 누설을 최소화하기 위해 대기압 내지 대기압보다 약간 낮은 압력으로 유지한다.First, consideration is given to the prevention of tritium leakage. The concept of containment of radioactive material to prevent leakage or leakage of radioactive material to the environment or workers is universally applied. Therefore, pipes, tubes, valves, vessels, and pumps containing tritium directly are designed to be leak-tight as the primary containment container for tritium. It is installed in the glove box 1 which is a container. The atmosphere in the glove box 1 is maintained at atmospheric pressure to a pressure slightly lower than atmospheric pressure to minimize leakage to the outside of the glove box 1.
둘째, 누설된 삼중수소와 산소의 혼합 가능성에 대한 고려이다. 삼중수소를 사용하는 공정 루프(12)와 누설시험장치(11)에서 글로브 박스(1) 내로 삼중수소가 누출될 가능성은 있으며, 이 경우 삼중수소는 수소 동위원소이므로 글로브 박스(1)의 대기 중의 산소농도가 높을수록 산소-수소 반응에 의한 연소/폭발 가능성이 높아진다. 따라서 글로브 박스(1)의 대기는 공기대신에 아르곤으로 충전한다. Second, the possibility of mixing leaked tritium and oxygen is considered. There is a possibility of tritium leaking into the glove box 1 in the process loop 12 and the leak test apparatus 11 using tritium. In this case, since tritium is a hydrogen isotope, The higher the oxygen concentration, the higher the probability of combustion / explosion by the oxygen-hydrogen reaction. Therefore, the atmosphere of the glove box 1 is filled with argon instead of air.
셋째, 누설된 삼중수소의 최대한 회수에 관한 고려이다. 글로브 박스(1)내로 누설된 삼중수소를 이송하고 기체 내에 포함된 삼중수소를 최대한 효율적으로 회수하는 장치가 필요하다. 이를 위해 송풍기(blower)를 포함하여 수분을 제거하기 위한 molecular sieve 흡착탑(64), 유기물을 제거하기 위한 니켈 촉매탑(63) 및 삼중수소를 회수하는 금속 게터(62)로 삼중수소 회수장치(6)가 구성된다. 삼중수소를 직접 포함하는 배관, 튜브, 밸브, 용기 및 송풍기도 삼중수소의 1차 격납용기로서 기밀 (leak-tight)하게 설계한다.Third, consideration is given to the maximum recovery of leaked tritium. There is a need for an apparatus for transporting the tritium leaked into the glove box 1 and recovering the tritium contained in the gas as efficiently as possible. To this end, tritium recovery apparatus 6 includes a molecular sieve adsorption tower 64 for removing water, a blower, a nickel catalyst tower 63 for removing organic matter, and a metal getter 62 for recovering tritium. ) Is configured. Pipes, tubes, valves, vessels and blowers containing tritium directly are also designed to be leak-tight as the primary containment of tritium.
넷째, 삼중수소 유출 제한기준 및 누출되는 삼중수소 양의 감시에 관한 고려이다. 본 발명에서 건물배기로 유출되는 방사성 물질은 거의 원소형 삼중수소 기체에 국한된다. 위에서 언급한 글로브 박스(1) 내로 누출된 삼중수소 양의 감시를 위해서 글로브 박스(1)에는 삼중수소 감시기(5)가 설치된다. 특히 모든 배기중의 삼중수소를 연속적으로 감시하면서 배기해야 하고, 배기중의 삼중수소 농도가 설정치 이상이면 배기를 중단해야 하므로 최종 배기관에는 필수적으로 삼중수소 감시기(5)가 설치된다. 글로브 박스(1)로부터의 배기중의 삼중수소 농도가 설정치 이상이면 삼중수소 감시기(5)의 신호에 의해 연동되는 밸브에 의해서 그 배기는 삼중수소 회수장치(6)로 재순환하게 된다. Fourth, consideration is given to the tritium release limit criteria and monitoring of tritium leakage. In the present invention, the radioactive material flowing into the building exhaust is almost limited to elemental tritium gas. A tritium monitor 5 is installed in the glove box 1 for monitoring the amount of tritium leaked into the above-mentioned glove box 1. In particular, the exhaust gas must be exhausted while continuously monitoring all the tritium in the exhaust gas, and the exhaust gas must be stopped if the concentration of the tritium gas in the exhaust gas is higher than or equal to the set value. If the tritium concentration in the exhaust gas from the glove box 1 is equal to or larger than a set value, the exhaust gas is recycled to the tritium recovery device 6 by a valve interlocked by a signal of the tritium monitor 5.
따라서 본 발명은 수천 혹은 수만 큐리의 삼중수소를 사용하는 실험실 혹은 산업현장 등에서 발생되는 삼중수소로부터 작업자를 보호할 수 있으며, 대기환경으로 누출을 최소화하여 삼중수소의 확산을 방지하고, 제거한 삼중수소를 회수하고 molecular sieve 흡착탑, 니켈 촉매탑, 금속 게터의 재사용이 가능하므로 방사성 폐기물의 양을 줄임과 동시에, 우라늄 세정용기와 금속게터에 포집한 삼중수소를 단지 용기를 가열함에 의해 고순도의 삼중수소를 회수, 재사용할 수 있게 하며, 방사선 위해도가 아주 낮은 원소형 삼중수소만 취급함으로써 설비운영시 방사선 안전성을 높여 준다. 즉, 본 발명의삼중수소 처리 시스템은 작업자의 보호, 대기환경의 보호 및 삼중수소의 회수에 크게 기여하게 된다.Therefore, the present invention can protect the worker from the tritium generated in the laboratory or industrial site using the tritium of thousands or tens of thousands of curies, and minimize the leakage to the atmosphere to prevent the diffusion of tritium, remove the tritium It is possible to recover and reuse molecular sieve adsorption tower, nickel catalyst tower, and metal getter, reducing the amount of radioactive waste, and recovering high purity tritium by heating the container with tritium collected in uranium scrubber and metal getter. In addition, it can be reused and handles only elemental tritium with very low radiation risks, thus increasing the radiation safety of the facility. That is, the tritium treatment system of the present invention greatly contributes to the protection of the worker, the protection of the atmospheric environment, and the recovery of tritium.
우리나라의 경우에 2005년부터 월성 원자력발전소에서 삼중수소가 생산됨에 따라 삼중수소를 활용하는 연구는 활발히 진행될 예정이므로 이와 같은 삼중수소 처리기술의 필요성은 점점 높아질 것으로 기대된다. In Korea, since tritium is produced at Wolseong nuclear power plant since 2005, the study of utilizing tritium will be actively conducted. Therefore, the necessity of such tritium treatment technology is expected to increase.
이상의 실시예에서 살펴 본 바와 같이 이 발명은, 간단한 구조를 가지면서 삼중수소의 제거효과를 극대화시킴은 물론, 고순도의 삼중수소를 회수하여 재사용할 수 있으며, 방사선 위해도가 아주 낮은 원소형 삼중수소만 취급함으로써 설비운영시 방사선 안전성을 높여 주며, 방사성 폐기물의 양을 줄일 수 있는 효과를 갖는다. As described in the above embodiment, the present invention, while having a simple structure, maximizes the removal effect of tritium, as well as recovers and reuses high-purity tritium, and has very low radiation hazard. By only handling, it increases the safety of radiation during the operation of the facility and has the effect of reducing the amount of radioactive waste.
도 1은 이 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 처리 시스템의 개념 구성도이다.1 is a conceptual diagram of a tritium treatment system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 이 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 처리 시스템의 세부 구성도이다.Figure 2 is a detailed configuration of the tritium treatment system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 삼중수소 처리 시스템의 삼중수소 회수장치의 구성도이다.3 is a block diagram of a tritium recovery apparatus of the tritium treatment system according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 글로브 박스 2 : 아르곤 공급장치1: glove box 2: argon supply device
3 : 안티 챔버 4 : 차압계3: anti chamber 4: differential pressure gauge
5 : 삼중수소 감시기 6 : 삼중수소 회수장치5: tritium monitoring unit 6: tritium recovery system
7 : 펌프 11 : 누설 시험장치7: pump 11: leak tester
12 : 공정 루프 20, 62 : 금속게터12: process loop 20, 62: metal getter
63 : 니켈 촉매탑 64 : 흡착탑63: nickel catalyst tower 64: adsorption tower
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