KR102484490B1 - 방사성 핵종 혼성 폐액의 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 방사성 핵종이 혼성되어 있는 폐액에서, 상기 방사성 핵종을 흡착, 제거하여 상기 폐액을 처리하는 방법에 관한 것으로, 상세하게 본 발명은 세슘(Cs) 및 스트론튬(Sr) 중 적어도 하나; 및 코발트(Co)를 포함하는 방사성 폐액에 전위를 가하여 코발트를 흡착 제거하는 제1 전기흡착 단계를 포함하는, 방사성 핵종 혼성 폐액의 처리 방법을 제공한다.

Description

방사성 핵종 혼성 폐액의 처리 방법{Treatment method of radionuclide hybrid waste water}
본 발명은 방사성 폐액을 처리하는 방법에 관한 것으로, 상세하게는 다양한 방사성 핵종이 혼성되어 있는 폐액에서, 특정한 방사성 핵종을 선택적으로 제거하여 반감기가 서로 다른 핵종들이 보다 효율적으로 처리될 수 있도록 하는 폐액을 처리하는 방법에 관한 것이다.
코발트, 세슘, 스트론튬 등의 방사성 원소는 자연계에 존재하는 발생원을 통해 방사화 또는 핵분열이 된다. 이와 같은 방사성 원소는 자연계에서 고에너지의 방사선을 방출하는데, 이러한 방사능은 토양과 환경을 오염시키고 생물체의 유전자에 변이를 발생시킨다. 더욱이 이러한 방사선은 차폐가 어렵고, 반감기가 길어 필수적으로 제거되어야 한다. 이를 위해 한국 등록특허 제10-2026515호에서 방사성 원소를 분리 처리하는 방법에 대해 개시하고 있다.
그러나, 코발트, 세슘 및 스트론튬 등과 같은 반감기가 서로 다른 핵종(코발트-60의 반감기: 5.3년, 스트론튬-90의 반감기: 28.8년, 세슘-137의 반감기: 30년)이 혼합된 방사성 폐액은 코발트의 반감기는 5.3년에 불과하지만 각 핵종을 따로 분리하기 전까지는 반감기가 가장 긴 핵종인 세슘의 방사선 허용관리 기간까지 함께 보관할 수 밖에 없다.
따라서, 한국 등록특허 제10-2026515호와 같은 분리 처리는 코발트, 세슘, 스트론튬 등과 같은 방사성 원소를 함께 침전시킴으로써 분리 처리하는 바, 반감기가 가장 긴 세슘의 허용관리 기간까지 보관되어야 한다. 그러므로, 방사성 폐액 내에서 방사성 핵종을 분리하면 각 핵종의 반 감기만큼 별도 보관 관리한다면, 폐액의 보관 공간이 저감될 뿐만 아니라 방사성 폐액의 관리의 노력도 줄어들 것이다.
이러한 방사성 핵종의 분리를 위해서는 침전이나 이온교환 등과 같은 방법이 사용될 수 있으나, 침전법의 경우 분리효율이 낮을 뿐만 아니라 침전물의 취급이 용이하지 않은 단점이 있으며, 이온교환법은 각 방사성 핵종 이온의 이온교환능의 차가 커야 하며 이온 교환체의 공급에 따른 소요 비용과 최종 폐기물 처리 비용에 큰 단점이 있다.
따라서, 다양한 방사성 핵종이 혼합된 폐액으로부터 상기 방사성 핵종을 각각 분리하여 제거하는 방법에 대한 연구가 계속해서 요구되는 실정이다.
본 발명은 다양한 방사성 핵종이 혼성되어 있는 폐액에서, 특정한 방사성 핵종을 분리하여 상기 폐액을 처리하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 있어서, 본 발명은 세슘(Cs) 및 스트론튬(Sr) 중 적어도 하나; 및 코발트(Co)를 포함하는 방사성 폐액에 전위를 가하여 코발트를 흡착 제거하는 제1 전기흡착 단계를 포함하는, 방사성 핵종 혼성 폐액의 처리 방법을 제공한다.
반감기 차이가 큰 방사성 핵종이 혼합된 폐액을 핵종 별로 분리함으로써 효율적인 폐액 관리를 가능하게 하며, 나아가 폐액 보관 저장 공간을 저감시키고, 방사성 폐액의 관리 비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 종래 사용되는 흡착제나 이온 교환체 또는 침전체와 같은 고가의 처리제를 사용하지 않고도 다양한 방사성 핵종이 혼합되어 있는 방사성 폐액을 이차 폐기물의 처리 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 방사성 핵종 혼성 폐액의 전기흡착 처리를 위한 전기흡착 장치 개념도를 나타낸다.
도 2는 방사성 핵종이 단일로 포함된 용액에서, 전위에 따른 방사성 핵종의 제거 효율을 나타낸다. OCP는 Open Circuit Potential의 약자를 나타낸다.
도 3은 방사성 핵종으로 코발트와 세슘이 포함된 용액에서, 전위에 따른 각 방사성 핵종의 제거 효율을 나타낸다.
도 4는 방사성 핵종으로 코발트와 스트론튬이 포함된 용액에서, 전위에 따른 각 방사성 핵종의 제거 효율을 나타낸다.
도 5는 방사성 핵종으로 코발트와 스트론튬이 포함된 용액에서, 전위 및 시간에 따른 각 방사성 핵종의 제거 효율을 나타낸다.
도 6은 방사성 핵종으로 코발트, 스트론튬 및 세슘이 포함된 용액에서, 전위에 따른 각 방사성 핵종의 제거 효율을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 다양한 방사성 핵종이 혼성되어 있는 폐액에서, 상기 방사성 핵종을 흡착, 제거하여 상기 폐액을 처리하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 본 발명은 세슘(Cs) 및 스트론튬(Sr) 중 적어도 하나; 및 코발트(Co)를 포함하는 방사성 폐액에 전위를 가하여 코발트를 흡착 제거하는 제1 전기흡착 단계를 포함하는, 방사성 핵종 혼성 폐액의 처리 방법을 제공한다.
전기흡착은 전도성 흡착제(또는 전극) 표면 전하의 극성 조절에 의해 흡착제의 흡착용량이나 흡착 품질에 대한 조절이 가능하며, 적절한 전위조절에 의해 혼합물로부터 단일 성분의 선택적인 분리가 가능하고, 나아가 가용 전위를 역전시켜 기 흡착된 물질을 탈착하거나 농축하는 것이 가능하다.
전기흡착 시 전극재료는 흡착 및 탈착의 가역성에 의해 용액의 정화나 농축이 가능하고 흡착제의 재생이 가능해야 한다. 또한, 흡착제의 열화나 부생성물이 발생하는 것을 방지하기 위해서는 가용전압 범위에서 상기 흡착제가 안정해야 하고, 넓은 비표면적에 의해 전류밀도가 낮아지고 전극이 분극될 가능성을 낮추어야 한다. 나아가, 0.1ohm-1cm-1 이상의 전기전도성을 가져야 하며, 취급 및 조작이 용이하고 경제적이어야 한다.
본 발명은 상기와 같은 전기흡착의 특성을 이용하여 전기흡착 재료를 사용한다.
즉, 본 발명에서 전기 흡착은 전극에 전압을 인가하여, 상기 전극이 극성을 띠게 함으로써, 제거 대상이 포함된 용액 등의 매질로부터 이온성 물질을 전극 표면에　흡착시켜 제거하는 것을 의미한다. 본 발명에서는 흡착조에서 흡착 단계를 수행하며, 상기 흡착조는 작업전극, 상대전극 및 표준전극의 3전극계로 이루어져 있고, 본 발명에서 흡착 대상인 코발트, 세슘 및 스트론튬은 작업전극에 흡착된다.
상기 코발트, 세슘 및 스트론튬 중 적어도 일종은 방사성 동위원소일 수 있으며, 예를 들어 상기 코발트, 스트론튬 및 세슘은 각각 코발트-60, 스트론튬-90 및 세슘-137의 방사성 동위원소일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상기 방사성 폐액은 원자력발전소의 계통 제염 과정에서 발생한 폐액일 수 있으며, 예를 들어, HyBRID 제염 공정에서 발생한 제염 폐액일 수 있다. 상기 폐액에는 방사성 이온들이 포함되어 있다. 이 때, 상기 방사성 폐액 내의 방사성 핵종의 제거율은 상기 방사성 핵종의 농도가 높을수록 증가하는 것이 일반적이기는 하나, 본 발명의 흡착 분리에 의한 각 방사성 핵종의 분리도는 농도에 무관하게 일정한 경향을 보이며, 본 발명에서 방사성 폐액 내의 각 방사성 핵종의 농도는 0.1mM 내지 1.0mM, 바람직하게는 0.3mM 내지 0.7mM의 농도일 수 있다.
본 발명은 방사성 폐액에 전위를 가하기 위해, 전기 흡착을 위한 흡착조를 사용할 수 있다.
상기 흡착조는 작업전극, 상대전극 및 표준전극의 3 전극계를 포함하고 있으며, 상기 작업전극 재질로는 전기전도성과 내화학성 및 비표면적이나 기공크기와 같은 물리화학적 특성이 우수할 뿐만 아니라 실제 확장 규모를 고려한 경제성 등을 고려해야 한다. 이러한 관점에서 작업전극으로는 활성탄 입자, 활성탄 분말, 활성탄 매트, 활성탄소섬유 및 그래핀 등과 같은 탄소기조재질이 사용될 수 있으며, 상대전극으로는 일반적으로 가스발생에 비부식성을 나타내는 백금을 사용할 수 있다
상기 흡착조에서는 작용전극, 상대전극 및 표준전극뿐만 아니라 이온의 이동을 위해, 상기 방사성 폐액에 전해질을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 전해질의 종류는 제한되는 것은 아니나, NaCl, NaOH 등을 사용할 수 있으며, 상기 전해질은 5 내지 100mM의 농도, 바람직하게는 50 내지 100mM의 농도로 사용될 수 있다. 상기 전해질의 농도가 5mM 미만인 경우에는 전기전도성이 낮아져 전기흡착 효율이 낮아질 수 있으며 100mM를 초과하는 경우에는 전해질이 석출되어 전기흡착효율이 저하되고 추가 처리문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 방사성 폐액 내의 방사성 핵종의 제거율을 높이기 위해, 상기 방사성 폐액의 pH를 조절할 수 있다. 상기 방사성 폐액의 pH는 산성 영역의 범위이며, 바람직하게는 3.5 내지 5.0, 더욱 바람직하게는 3.5 내지 4.5의 범위이다. 상기 방사성 폐액의 pH가 3.5 미만일 경우에는 전기분해반응이 발생할 수 있으며, pH가 높아질수록 제거율이 감소하기 때문에, pH가 산성 영역을 벗어나면 방사성 핵종의 제거율이 현저히 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
나아가, 본 발명에서 상기 코발트를 흡착 제거하는 제1 전기흡착 단계는 -0.0V 내지 -0.4V, 바람직하게는 -0.2V 내지 -0.4V의 전위에서 수행될 수 있다. 상기 전위가 -0.0V 미만인 경우에는 코발트가 흡착되어 제거되는 효율이 낮아지는 문제가 생길 수 있어, 코발트와 세슘의 분리가 되지 않는 경우가 발생할 수 있으며, -0.4V를 초과하는 경우에는 제거율이 크게 높아지지 않는다.
상기와 같이 코발트를 흡착 제거하는 제1 전기흡착 단계는 8시간 내지 10시간 동안 수행될 수 있으며, 바람직하게는 8.5시간 내지 10시간 동안 수행될 수 있다. 상기 제1 전기흡착 단계를 수행하는 시간이 8시간 미만인 경우에는 코발트의 흡착률이 100%가 되지 않아 방사성 핵종을 분리하는 데 어려움이 있으며, 10시간을 초과할 경우에는 코발트 외의 방사성 핵종이 흡착되기 시작하기 때문에, 이로 인해 방사성 핵종의 분리가 어려워지는 문제가 발생할 수 있다.
나아가, 본 발명은 상기 방사성 폐액이 스트론튬을 포함하는 경우, 상기 제1 전기흡착 단계에 후속적으로 방사성 폐액에 전위를 추가적으로 가하여 스트론튬을 흡착 제거하여 분리하는 제2 전기흡착 단계를 포함할 수 있다.
상기 스트론튬을 흡착 제거하는 제2 전기흡착 단계는 -0.2V 내지 -0.5V, 바람직하게는 -0.3V내지 -0.4VV의 전위에서 수행될 수 있다. 상기 전위가 -0.2V 미만인 경우나 -0.5V를 초과하는 경우에는 전기흡착반응이 아닌 전기분해반응이 발생할 수 있다.
상기와 같이 스트론튬을 흡착 제거하는 제2 전기흡착 단계는 14시간 내지 22시간 동안 수행될 수 있으며, 바람직하게는 16시간 내지 22시간 동안 수행될 수 있다. 상기 제2 전기흡착 단계를 수행하는 시간이 14시간 미만인 경우에는 스트론튬의 흡착으로 인한 제거율이 40% 이하로 낮아 세슘과 분리하는데 어려움이 있으며, 22시간을 초과할 경우에는 스트론튬 외의 방사성 핵종이 흡착되기 시작하기 때문에, 이로 인해 방사성 핵종의 분리가 어려워지는 문제가 발생할 수 있다. 이때, 스트론튬은 70-80%까지 제거될 수 있으며, 스트론튬과 세슘의 분리계수 값은 4 이상으로 스트론튬과 세슘을 효과적으로 분리할 수 있다.
한편, 상기 코발트를 흡착 제거하는 제1 전기흡착 단계는 상기 스트론튬을 흡착 제거하는 제2 전기흡착 단계 보다 낮은 전위로 수행하여, 상기 코발트를 100% 흡착 제거한 다음, 스트론튬을 제거할 수 있다. 예를 들어, -0.2V로 10시간 동안 코발트를 흡착 제거한 후, -0.4V의 전위에서 20시간 동안 스트론튬을 흡착 제거할 수 있다.
상기 스트론튬을 흡착 제거한 후에 방사성 폐액에는 대부분이 세슘 이온만이 남에 상기 방사성 폐액 중에 잔류하게 되므로, 본 발명은 코발트, 세슘 및 스트론튬을 효과적으로 분리할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명은 제1 전기흡착 단계 후 전극에 흡착된 코발트를 분리하여 방사성 핵종의 고형화 방법 등을 통해 보관함으로써, 반감기 차이가 큰 코발트를 별도로 보관할 수 있게 된다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 코발트, 세슘 및 스트롬튬의 단일 용액
코발트, 세슘 및 스트론튬이 각각 단일 핵종으로 함유되어 있는 용액에 대해, 여러 전위 조건에서 전기 흡착을 실험하였다.
상세하게는 코발트, 세슘 및 스트론튬이 각각 0.5mM의 농도로 함유된 3개의수용액 1L에 전기 흡착을 수행하였다. 각 수용액의 pH는 5였으며, 전기 흡착 효율을 높이기 위해 전해질로써 100mM의 농도로 NaCl을 상기 수용액에 첨가하였다.
구체적으로, 전기 흡착을 위해 사용한 장치는 전위가변기(potentiostat, EG&G M 273)과 1L 플라스크(EG&G G00960)셀로 구성되었으며 작업전극(Working electrode)으로는 전기전도성과 화학적 및 방사선학적 안정성이 우수하고 비표면적과 기공크기 등과 같은 물리적 특성이 우수한 핏치계 활성탄소섬유(ACF) 부직포를 사용하였다. 집전장치(Current collector)로 사용된 사용된 흑연봉(EG&G PARC M-G0091)에 전기전도성 탄소 시멘트(Carbon cement, Leit-C)로 ACF 부직포를 접착시켰다. 상대전극(Counter electrode)으로는 가스발생에 비부식성을 나타내는 Pt 와이어를 기공크기 40옹스트롬인 바이코어(vycor)튜브(Vycor No 7930)내에 설치하여 작업전극과 분리시켰다. 기준전극(Reference electrode)으로는 Cl 이온과 Cl 용액에 대해 가역적인 포화칼로멜전극(Saturated Calomel Electrode, SCE)를 사용하였다(도 1 참조). 상기 재질의 작업전극과 상대전극 및 기준전극을 상기 수용액에 넣고 32시간 동안 전위가변기를 통해 일정한 전위를 가하고, 각 성분의 제거율을 측정하였다. 이 때, 상기 작업전극에 코발트, 세슘 및 스트론튬이 각각 흡착된다. 그 결과를 도 2에 나타냈었다.
도 2에 보이는 바와 같이, 단일 핵종만이 용액 내에 존재할 경우, 코발트의 경우에는 -0.1V-0.4V 전위 범위에서 100%가 제거됨을 확인할 수 있었으며, 스트론튬의 경우 -0.2V―0.5V 전위 범위에서 40~80%가 제거됨을 확인할 수 있었으며, 세슘의 경우 13~15%로 제거율이 매우 낮음을 확인할 수 있었다.
한편, 코발트 및 세슘, 코발트 및 스트론튬, 그리고 코발트, 세슘 및 스트론튬이 혼합되어 있는 용액에 대해, 여러 전위 조건에서 전기 흡착을 실험하였다.
2. 코발트 및 세슘 혼합 용액
코발트 및 세슘이 각각 0.5mM의 농도로 포함된 수용액 1L에 전기 흡착을 수행하였다. 상기 수용액의 pH는 5였으며, 전기 흡착 효율을 높이기 위해 전해질로써 100mM의 농도로 NaCl을 상기 수용액에 첨가하였다.
구체적으로, 전기 흡착을 위해 사용한 장치는 전위가변기(potentiostat, EG&G M 273)과 1L 플라스크(EG&G G00960)셀로 구성되었으며 작업전극으로는 전기전도성과 화학적 및 방사선학적 안정성이 우수하고 비표면적과 기공크기 등과 같은 물리적 특성이 우수한 핏치계 활성탄소섬유(ACF) 부직포를 사용하였다. 집전장치(Current collector)로 사용된 사용된 흑연봉(EG&G PARC M-G0091)에 전기전도성 탄소 시멘트(Carbon cement, Leit-C)로 ACF 부직포를 접착시켰다. 상대전극으로는 가스발생에 비부식성을 나타내는 Pt 와이어를 기공크기 40옹스트롬인 바이코어(vycor)튜브(Vycor No 7930)내에 설치하여 작업전극과 분리시켰다. 기준전극으로는 Cl 이온과 Cl 용액에 대해 가역적인 포화칼로멜전극(Saturated Calomel Electrode, SCE)를 사용하였다(도 1 참조). 상기 재질의 작업전극과 상대전극 및 기준전극을 상기 수용액에 넣고 32시간 동안 전위가변기를 통해 일정한 전위를 가하고, 각 성분의 제거율을 측정하였다. 그 결과를 도 3에 나타냈었다.
도 3에 보이는 바와 같이, 코발트 및 세슘이 혼합된 용액에서는 -0.2V 및 -0.1V의 전위에서 코발트는 100% 흡착되는 반면, 세슘은 거의 흡착되지 않은 것을 확인할 수 있었으며, 이로부터 코발트와 세슘이 혼합된 용액에서는 코발트를 100% 분리하여 제거할 수 있음을 확인할 수 있었다.
한편, 코발트와 세슘이 혼합된 용액에서는 -0.2V 및 -0.1V의 전위에서 코발트의 세슘에 대한 분리계수 값이 500 내지 1000을 나타내어 매우 높은 분리효과를 나타냄을 확인할 수 있었다(코발트 제거율=100%, 세슘 제거율=0.05~0.1%)
3. 코발트 및 스트론튬 혼합 용액
코발트 및 스트론튬이 각각 0.5mM의 농도로 포함된 수용액 1L에 전기 흡착을 수행하였다. 상기 수용액의 pH는 5였으며, 전기 흡착 효율을 높이기 위해 전해질로써 100mM의 농도로 NaCl을 상기 수용액에 첨가하였다.
구체적으로, 전기 흡착을 위해 사용한 장치는 전위가변기(potentiostat, EG&G M 273)과 1L 플라스크(EG&G G00960)셀로 구성되었으며 작업전극으로는 전기전도성과 화학적 및 방사선학적 안정성이 우수하고 비표면적과 기공크기 등과 같은 물리적 특성이 우수한 핏치계 활성탄소섬유(ACF) 부직포를 사용하였다. 집전장치(Current collector)로 사용된 사용된 흑연봉(EG&G PARC M-G0091)에 전기전도성 탄소 시멘트(Carbon cement, Leit-C)로 ACF 부직포를 접착시켰다. 상대전극으로는 가스발생에 비부식성을 나타내는 Pt 와이어를 기공크기 40옹스트롬인 바이코어(vycor)튜브(Vycor No 7930)내에 설치하여 작업전극과 분리시켰다. 기준전극으로는 Cl 이온과 Cl 용액에 대해 가역적인 포화칼로멜전극(Saturated Calomel Electrode, SCE)를 사용하였다(도 1 참조). 상기 재질의 작업전극과 상대전극 및 기준전극을 상기 수용액에 넣고 32시간 동안 전위가변기를 통해 일정한 전위를 가하고, 각 성분의 제거율을 측정하였다. 그 결과를 도 4에 나타냈었다.
도 4에 보이는 바와 같이, 코발트 및 스트론튬이 혼합된 용액에서는 -0.2V 및 -0.4V의 전위에서 코발트는 100% 흡착되는 것을 확인할 수 있었으며, 반면, 스트론튬 역시 55 및 62%가 흡착된 것을 확인할 수 있었다.
한편, 코발트와 스트론튬이 혼합된 용액에서는 -0.2V 및 -0.4V의 전위에서 코발트의 세슘에 대한 분리계수 값이 2 내지 6을 나타내어 높은 분리효과를 나타냄을 확인할 수 있었다(코발트 제거율=100%, 세슘 제거율=55~62%)
다만, 코발트는 100% 흡착되어 분리되는 것을 확인할 수 있었으나, 스트론튬 역시 같이 흡착되므로, 코발트와 스트론튬이 분리되는지를 확인하기 위해, 시간에 따른 분리 정도를 측정하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에 보이는 바와 같이, 코발트와 스트론튬이 혼합된 용액에서 전기 흡착 시작 후 8시간 정도까지는 코발트가 먼저 흡착되고, 그 후 스트론튬이 흡착되는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 코발트와 스트론튬은 동시에 흡착되지 않고 코발트가 먼저 흡착이 완료된 후 스트론튬의 흡착이 진행되는 것임을 확인할 수 있었다.
4. 코발트, 세슘 및 스트론튬 혼합 용액
코발트, 세슘 및 스트론튬이 각각 0.5mM의 농도로 포함된 수용액 1L에 전기 흡착을 수행하였다. 상기 수용액의 pH는 5였으며, 전기 흡착 효율을 높이기 위해 전해질로써 100mM의 농도로 NaCl을 상기 수용액에 첨가하였다.
구체적으로, 전기 흡착을 위해 사용한 장치는 전위가변기(potentiostat, EG&G M 273)과 1L 플라스크(EG&G G00960)셀로 구성되었으며 작업전극으로는 전기전도성과 화학적 및 방사선학적 안정성이 우수하고 비표면적과 기공크기 등과 같은 물리적 특성이 우수한 핏치계 활성탄소섬유(ACF) 부직포를 사용하였다. 집전장치(Current collector)로 사용된 사용된 흑연봉(EG&G PARC M-G0091)에 전기전도성 탄소 시멘트(Carbon cement, Leit-C)로 ACF 부직포를 접착시켰다. 상대전극으로는 가스발생에 비부식성을 나타내는 Pt 와이어를 기공크기 40옹스트롬인 바이코어(vycor)튜브(Vycor No 7930)내에 설치하여 작업전극과 분리시켰다. 기준전극으로는 Cl 이온과 Cl 용액에 대해 가역적인 포화칼로멜전극(Saturated Calomel Electrode, SCE)를 사용하였다(도 1 참조). 상기 재질의 작업전극과 상대전극 및 기준전극을 상기 수용액에 넣고 32시간 동안 전위가변기를 통해 일정한 전위를 가하고, 각 성분의 제거율을 측정하였다. 그 결과를 도 6에 나타냈었다.
도 6에 보이는 바와 같이, 코발트, 세슘 및 스트론튬이 혼합된 용액에서는 -0.1V, -0.2V 및 -0.4V의 전위에서 코발트는 100% 흡착되는 것을 확인할 수 있었으며, -0.2V에서 스트론튬이 62% 흡착되어 제거되는 것을 확인할 수 있었고, 세슘이 5%정도 흡착되어 제거되는 것을 확인할 수 있었다.
앞서 살펴본 바와 같이, 코발트가 먼저 흡착 제거되며, 그 후 스트론튬이 흡착 제거되므로, 코발트, 세슘 및 스트론튬이 혼합된 수용액에서도 코발트가 먼저 제거되고, 다음으로 스트론튬이 제거되므로, 수용액에는 세슘만이 잔류되는 바, 세 종류의 방사성 핵종을 분리할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims (9)

  1. 스트론튬(Sr) 및 코발트(Co)를 포함하는 방사성 폐액에,
    -0.4V 내지 -0.0V의 전위를 8 내지 10시간 동안 가하여 코발트를 흡착 제거하는 제1 전기흡착 단계; 및
    -0.2V 내지 -0.5V의 전위를 14 내지 22시간 동안 가하여 스트론튬을 흡착 제거하는 제2 전기흡착 단계
    를 포함하는, 방사성 핵종 혼성 폐액의 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코발트 및 스트론튬 중 적어도 일종은 방사성 동위원소인, 방사성 핵종 혼성 폐액의 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코발트 및 스트론튬은 각각 코발트-60 및 스트론튬-90인, 방사성 핵종 혼성 폐액의 처리 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방사성 폐액의 pH는 3.5 내지 5.0인, 방사성 핵종 혼성 폐액의 처리 방법.
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