KR900000344B1

KR900000344B1 - 방사성폐수지의 처리방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR900000344B1
Application number: KR1019840002896A
Authority: KR
Inventors: 히데오 유사; 마꼬또 기꾸찌; 신 다마다; 마사미 마쓰다; 요시유끼 아오야마; 후미오 가와무라; 스스무 호리우찌
Original assignee: 가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼; 미다 가쓰시게
Priority date: 1983-05-30
Filing date: 1984-05-26
Publication date: 1990-01-25
Also published as: ES8701421A1; JPH0459600B2; US4654172A; EP0136401B1; EP0136401A2; KR850000132A; JPS59220696A; EP0136401A3; DE3477708D1; ES532904A0

Abstract

내용 없음.

Description

방사성폐수지의 처리방법 및 그 장치

제1도는 이온교환수지의 골격도.

제2도는 이온교환수지의 열중량 분석결과를 나타낸 도면.

제3도는 양이온교환수지의 열중량분석결과를 나타낸 도면에서 열분해시의 분위기의존성을 설명하는 도면.

제4도는 음이온교한수지의 열중량분석결과를 나타낸 도면에서 열분해시의 분위기의존성을 설명하는 도면.

제5도는 열분해의 기초실험장치를 나타낸 도면.

제6도는 방사능 비산율의 온도의존성을 나타낸 도면.

제7도는 방사능 비산율의 유속의존성을 나타낸 도면.

제8도는 본원 발명의 실시예를 개념적으로 설명하는 도면.

제9도는 호트프레스의 최적처리조건을 설명하는 도면.

제10도∼제12도는 본원 발명 장치의 일실시예를 나타낸 것으로서, 제10도는 그 계통도,

제11도는 반응장치의 부분을 나타낸 사시도.

제12도는 장치의 개략종단면도.

제13도는 산화제의 첨가효과를 설명하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 사용필이온교환수지 11, 40 : 반응용기

12 : 잔사 13, 15, 44a, 48a : 피스턴

14, 50 : 성형물 16, 49 : 드럼관(폐기물저장용기)

17 : 슬러리수송관(수지공급수단) 18 : 슬러리 탱크

19 : 공기봄베 20, 35 : 밸브

25 : 고온분해용필터 26 : 프레어스택

31 : 알칼리스크레버 33 : 유리프리트공급관(유리화제공급수단)

34 : 히이터(가열수단) 43, 47 : 프레스장치(호트프레스수단)

46 : 유압실린더(잔사성형물 배출수단)

본원 발명은 원자력발전소 등에서 발생하는 사용필 방사성폐수지(이온교환수지)의 처리방법 및 그 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 열분해에 의해 폐수지의 양을 감소시키는 동시에 안정된 무기 화합물로 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

원자력발전소 등의 운전에 수반해서 여러 가지 방사성물질을 포함하는 폐액이 발생하지만, 이들 폐액은 이온교환수지를 사용하여 처리되는 일이 많다. 이때 발생하는 사용필 방사성폐수지의 처리가 원자력발전소의 운전상의 과제로 되어 있다. 예를 들면 비등수형 원자력발전소에 있어서는 발생하는 방사성폐기물량의 상당한 부분을 사용필 이온교환수지가 차지하고 있다.

종래, 이 사용필 이온교환수지는 시멘트 또는 아스팔트 등의 고착제와 혼합하여 드럼관중에 고화되어, 시설내에 저장 보관되어 있다. 그러나, 이들 방사성폐기물의 양은 해마다 증가하는 경향에 있으며, 그 보관장소의 확보 및 보관중의 안전성의 확보가 중요한 문제로 되어 있다. 또한 사용필수지는 유기물 때문에, 장기간 보관하면 이것이 분해·부폐할 가능성도 있다. 이 때문에 사용필수지를 고화 처리할 때에는 용적을 가능한 한 작게(감용)하는 동시에 이것을 안정된 무기물로 하는(무기화)일에 커다란 관심이 기울어져 있다. 예를들면, 사용필 수지의, 감용·무기화처리법으로서 산분해에 의한 방법이 제안되어 있다. 그 산분해법의 하나로서 HEDL법(Hanford Engineering Development Laboratory법)이라고 불리우는 것이 있다. 이것은 150∼300℃의 온도로 농황산(97중량%정도)와 질산(60중량%정도)을 사용하여 상기 폐수지를 산분해하는 방법이다. 산분해법의 다른 예로서 일본국 특개소 53-88500호 공보에 개시되어 있는 것도 있다. 이것은 농황산과 과산화수소(30%정도)를 사용하여 수지를 산분해하는 방법이다. 그러나, 이 산분해에 의한 방법에서는 수지를 용해하여 분해하고, 그 분해액을 증발 농축하므로 감용비는 크게 취해지지만,강산성액의 핸들링, 농축된 강산성액에 의한 장치의 부식, 회수된 농축액의 고화기술 등의 미확립 등 많은 곤란한 문제점이 있다.

그래서, 일본국 특개소 57-1446호 공보에 개시된 것처럼, 강산성액의 사용을 피하고, 철촉매의 존재하에서 과산화수소를 사용하여 폐수지를 분해하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이 방법은 대량의 과산화수소를 필요로 하기 때문에, 과산화수소가 고가인 것을 생각하면 원가고가 되는 동시에, 폐수지의 분해도 불충분하고 유기물체로 잔류해 버린다고 하는 문제가 있다.

또한 폐수지의 감용·무기화처리의 다른 방법으로서, 일본국 특개소 57-12400호 공보에 개시되어 있는 것이 있다. 이것은 폐수지를 유동(流動)마루를 사용하여 연소하는 방법이지만, 이 방법에서는 연소시의 잔사나 방사성물질의 비산이 클뿐만 아니라, 대량으로 발생하는 배가스도 처리하지 않으면 안되며, 또 사용필수지의 연소후에 있어서의 잔사의 일부가 유동마루 노벽에 부착하는 문제가 있으며, 이 때문에 장기사용에 수반해서 연소효율이 저하한다. 즉, 노벽에 부착한 잔사를 정기적으로 제거하여야 하므로 매우 번잡해진다.

또 상기의 어떤 종래 방법에도 공통되는 문제로서, 감용·무기화 처리를 한 다음의 잔사처리의 문제가 있다. 즉, 어떤 처리방법을 사용했다고 하더라도, 처리전의 사용필수지에 대해 1∼20중량%의 분재잔사가 남으므로, 이 잔사를 드럼관 등에 저장하기 위해 잔사를 적당한 형태로 가공할 필요가 있다.

본원 발명의 목적은 사용필방사성폐수지의 대폭적인 감용화를 도모하는 동시에, 분해시에 발생하는 배가스를 선택적으로 처리할 수 있는 방사성폐수지의 처리방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.

본원 발명의 특징은 원자력발전소 등의 원자력플랜트에서 발생하는 사용필방사이온교환수지를 열분해에 의해 분해처리하는 방법에 있어서 저온도에서 상기 이온교환수지를 열분해하여 발생하는 분해가스를 분리하고, 그런 연후에 이 이온교환수지를 고온도에서 열분해하여 발생하는 분해가스를 분리하며, 다음에 남은 상기 이온교환수지의 잔사를 호트프레스처리하여 성형물로 하는 방사성폐수지의 처리방법이다.

본원 발명의 또 하나의 특징은 원자력플랜트에서 발생하는 사용필 방사성이온교환수지를 열분해하는 장치에 있어서, 상기 이온교환수지를 열분해하는 반응용기와, 반응용기의 온도를 저온도와 고온도로 가열하는 가열수단과, 방사성이온교환수지를 상기 반응용기내에 공급하는 공급수단과, 저온도애 있어서의 열분해시에 상기 반응용기내에 발생하는 분해가스를 분리하는 저온분해가스분리수단과, 고온도에 있어서의 열분해시에 상기 반응용기내에 발생하는 분해가스를 분리하는 고온분해 가스분리수단과, 고온도에 있어서의 열분해후에 상기 반응용기에 남은 상기 이온교환수지의 잔사를 호트프레스 처리하는 호트프레스수단을 구비한 방사성폐수지의 처리장치이다.

다음에, 본원 발명의 기본원리를 설명한다.

사용필 이온교환수지의 감용·무기화처리법은 대별해서 산분해에 대표되는 습식법과 유동마루로 대표되는 건식법이 있다.

이중 습식법을 사용하면, 사용필수지를 분해처리한 다음, 분해 잔사를 포함하는 방사성폐액을 증발농축등의 수단으로 재차처리하지 않으면 안된다고 하는 문제가 있다. 건식법은 그와 같은 문제가 없는 점은 뛰어나지만, 그 대표인 유동마루법을 사용했을 경우에는 다음과 같은 문제점이 있다.

⑴ 잔사나 방사성물질의 비산량이 크다. 즉 유동 기체하에서 사용필수지를 분산·연소시키기 때문에, 잔사나 방사성물질이 배가스중으로 수반(隨伴)비산된다. 이 때문에 배가스처리용의 필터의 부하가 커진다.

⑵ 사용필수지를 연소하면, SOX·NOX등의 유해가스가 발생한다. 이 때문에 알칼리스크래버 등에의한 배가스처리가 필요해지지만, 그 배가스처리량이 방대하다. 즉, 유동마루법에서는 사용필수지를 유동화시키기 위해, 화학당량의 3∼5배의 산소를 포함하는 공기를 공급하지 않으면 안되며, 따라서 배가스량이 많아진다.

⑶ 감용·무기화처리후의 방사성폐기물은 잔사뿐만 아니라, 배가스처리에 수반하여 발생하는 Na₂SO₄등 (SOX+NaOH→Na₂SO₄+H₂O)도 포함된다. 이 때문에 1Kg의 사용필수지를 처리했을 경우, 처리후의 방사성폐기물은 약 0. 7Kg으로 될뿐이며 감용비가 작다.

⑷ 600∼900℃의 온도에서 연소시키기 때문에, 잔사의 일부는 용융상태에 있다. 이 때문에 잔사가 유동마루 노벽에 부착하여, 장기간 사용하면 분해율이 저하한다.

⑸용융하지 않고 노 밖으로 꺼내진 방사성의 잔사는 미분말(입경. 1∼100㎛)이기 때문에, 그 취급이 어렵다.

본원 발명은 상기 종래의 유동마루법의 문제점을 해결하기 위해, 새로운 건식처리법을 제공하는 것이다. 본원 발명은 사용필이온교환수지를 처리하기 위해, 다음의 ⒜∼⒞의 구성을 취하는 것이다.

⒜ 잔사나 방사성물질의 비산을 막기 위해, 정지 또는 이것에 가까운 상태하에서 사용필이온교환수지를 열분해한다.

⒝ 상기 열분해는 저온도(120∼350℃) 열분해 후에 고온도(350℃이상)열분해를 실시하는 것일 것.

⒞열분해 후의 잔사를 호트프레스처리한다.

이온교환수지는 일반적으로 스티렌과 디비닐벤젠(D,V,B)의 공중합체를 기재로 하고, 이것에 이온교환기로서 양이온교환수지의 경우에는 술폰산기를 또 음이온교환수지의 경우에는 4급 암모늄기를 결합시킨 구조를 갖는 방향족계 유기고분자화합물이다. 이와 같은 이온교환수지는 수지본체(스티렌과 D,V,B,의 공중합체)의 중합에너지에 비해, 이온교환기(술폰산기 또는 4급 암모늄기)와 수지본체간의 결합에너지는 극단적으로 작다. 이것에 착안하여, 제1단계로서 저온도에서 이온교환수지의 열분해를 하면 이온교환기만을 선택적으로 분해할 수 있고, 이 열분해로 발생한 분해가스를 분리한 다음, 고온도에 있어서 남은 수지를 열분해하여, 수지 본체를 분해하여, 발생한 분해가스를 분리하면, 정성들인 배가스처리를 필요로 하는 질소산화물가스(NOX)와 유황산화물가스(SOX)를 제1단계의 저온열분해에 있어서만 발생시킬수 있고, 배가스처리의 거의 불필요한 수소가스(H₂), 1산화탄소가스(CO), 2산화탄소가스(CO₂)를 후단의 고온열분해에 있어서 선택적으로 발생시킬 수 있으며, 따라서 처리 필요한 배가스량을 대폭 저감시킬 수 있는 동시에, 잔사를 안정된 무기화합물로 할수 있다.

또 본원 발명에서는 저온열분해에 의해 이온교환기를 분해할 때에는 산소의 공급이 불필요하므로, 정기기체하에서 저온열분해를 할 수 있고, 잔사나 방사성물질의 비산을 막을 수 있다. 따라서 NOX나SOX를 배가스 처리한 결과 생기는 Na₂SO₄등의 2차폐기물을 비방사성으로 할 수 있으므로, 방사성폐기물은 고온열분해후의 잔사만으로 되어, 열분해처리후의 방사성폐기물량 약1/20로 대폭 저감할 수 있다. 산소의 공급이 필요한 고온열분해에 있어서는 산소가스 또는 공기의 반응용기내에 있어서의 유속을, 사용필수지가 비산하지 않을 정도의 유속으로서 잔사나 방사성물질의 비산을 극력 작게 할 수 있고, 배가스처리용 필터의 부하도 현저하게 경감시킬 수 있다.

또한, 본원 발명은 고온열분해후의 잔사가 일부 용융상태로 되어 있는 것에 착안하여 이 잔사를 호트프레스처리하여 취급이 용이한 성형물에 가공하는 동시에 방사성폐기물의 용적도 원래의 약 1/30까지 저감하는 것이다.

다음에 본원 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 양이온교환수지는 스티렌

과 디비닐벤젠

과의 공중합체를 고분자 기체로 하고, 이것에 이온교환수지인 술폰산기(SO₃H)를 결합시킨 가교구조를 가지며, 또한 입체구조를 가져 다음과 같은 구조식으로 표시된다. 또 분자식은(C₁₆H₁₅O₃S)_n으로 표시된다.

한편, 음이온교환수지는 양이온교환수지와 같은 고분자기체에 이온교환기인 4급 암모늄기(NR₃CH)를 결합시킨 것으로서, 다음과 같은 구조식으로 표시된다. 또, 분자식은(C₂₀H₂₆ON)_n으로 표시된다.

다음에 이온교환수지의 각 성분간의 결합부의 결합에너지를 설명한다. 제1도는 양이온교환수지의 골격구조를 나타낸 것이지만, 음이온교환수지의 경우에도 기본적으로는 같으며, 이온교환수지가 다를 뿐이다. 제1도에 있어서, 각 성분간의 각 결합부분⑴, ⑵, ⑶, ⑷의 결합에너지를 제1표에 나타낸다.

[표1]

이온교환수지의 열분해를 했을 경우, 결합에너지의 가장 작은 이온교환수지가 먼저 분해하며, 다음에 고분자 기본의 직쇄부분이, 최후로 벤젠환부분이 분해한다.

다음에 제2도에 시차열천칭을 사용하여 이온교환수지의 열중량분석(TGA)을 한 결과를 나타낸다. 단 70℃∼110℃에서 일어나는 물의 증발에 수반하는 중량감소는 표시되어 있지 않다. 실선은 음이온교환수지의 열중량변화를 나타내며, 파선은 양이온교환수지의 그것을 나타낸다. 또 제2도에 표시되는 각 결합부분의 분해온도를 제2표에 나타낸다.

[표2]

제2표에 의하면, 음이온교환수지에서는 먼저 이온교환기인 4급 암모늄기가 130∼190℃에서 분해되고, 350℃ 이상에서 직쇄부분이, 380℃ 이상에서 벤젠부분이 분해한다. 또, 양이온교환수지에서는 200∼300℃에서 이온교환기인 술폰산기가 분해한 다음, 직쇄부분, 벤젠환부분이 음이온수지와 마찬가지로 분해한다.

이상의 결과에서 먼저 제1단계로서, 120∼350℃, 바람직하게는 300℃정도에서 저온열분해함으로써 이온교환수지의 이온교환기만을 선택적으로 분해하며, 또한 이온교환기에만 포함되는 질소, 유황은 이 단계에서 질소화합물(NOX, HH₃등), 황화물(SOX, H₂S등)로서 발생시켜 처리를 한다. 그리고, 120℃는 이온교환기의 내열온도이며, 최저 이 이상으로 가열하면 이온교환기를 분해할 수 있다. 300℃는 양,음이온교환기를 분해시킬 수 있는 온도이며 더구나 수지본체는 본해되지 않는 온도이다. 그 후, 제2단계로서, 350℃ 이상에서 고온열분해를 하고, 탄소와 수소로 구성되는 고분자기체를 완전히 분해함으로써 잔사는 수% 이하로 된다.

이때에 발생하는 배가스는 CO, CO₂, H₂등이므로 특별한 배가스처리는 거의 필요치 않다. 이처럼 저온열분해와 고온열분해를 복수단으로 나누어서 이온교환수지를 분해시킴으로써, 350℃ 이상의 고온도로 1단계에서 열분해시킬 경우에 비해 배가스처리가 매우 용이해진다. 즉 1단계에서 고온열분해 했을 경우는 이온교환수지(양이온교환수지와 음이온교환수지를 2:1로 혼합한 것) 1kg에 대해 배가스가 1. 42m³발생하며, 이들중에 불과 5%정도의 유황산화물, 질소산화물(양자 합쳐서 0. 074m³)이 포함된다. 한편 2단계 열분해의 경우에는 350℃ 이하에서 저온열분해하며, 그 후 350℃ 이상에서 고온열분해하므로 제1단계의 저온열분해에서만 0. 074m³의 유황산화물, 질소산화물이 발생하며, 제2단계의 고온열분해에서는 이들은 발생하지 않고 CO₂등이 1. 34m³발생한다. 대기중에서 방출이 규제되어 있기 때문에 탈황, 탈질 등의 배가스처리가 필요한 유화산화물, 질소산화물은 제1단계의 저온열분해에서만 소량이 발생하므로, 처리해야할 배가스량은 0. 074m³로 족하게 된다. 한편, 1단계에서 분해할 경우는 불과 0. 074m³(5%)포함되는 유황산화물, 질소산화물을 처리하기 위해 다른 많은 가스도 함께 처리하게 되어, 1. 42m³나 되는 배가스를 처리하지 않으면 안되며, 필연적으로 배가스처리설비가 대규모의 것으로 된다. 즉 본원 발명의 2단계 열분해를 함으로써 정성들인 배가스처리를 필요로 하는 배가스량을 약 1/20로 저감시키게 된다.

상술한 바와 같이, 이온교환수지를 2단계로 열분해한다면, 정성들인 배가스처리를 필요로 하는 배가스량을 대폭 감소시킬 수 있다는 것을 알았다. 유동마루법에서는 사용필수지를 유동화시키기 위해 화학당량의2∼5배의 산소를 포함하는 공기를 공급하지 않으면 안되며, 이 때문에 처리해야할 배가스량도 매우 많아진다. 본원 발명에서는 열분해시에 공급해야할 공기량은 약간이라도 된다, 이것을 실험결과에 의거하여 설명한다. 제3도 및 제4도에 나타낸 실험결과는 사용필수지를 열분해하는데 필요한 화학당량분만큼의 산소를 포함한 공기분위기와, 산소를 포함하지 않는 질소분위기에서 각기 열중량 분석을 했을 경우의 데이터이다(그리고, 상기 제2도의 열중량분석은 화학당량보다 충분히 많은 산소를 공급했을 경우의 데이터이다).

제3도는 양이온교환수지를 열분해했을 경우의 데이터이며, 실선이 화학당량분의 산소가 존재하는 분위기중에서의 것, 파선이 질소분위기중에서의 것이다. 도면에 나타낸 것처럼, 화학당량분의 산소가 있으면, 산소를 다량으로 공급했을 경우와 마찬가지의 열중량특성을 나타내며, 고온열분해후의 잔사를 수%이하로 할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또 질소분위기일지라도 이온교환기(술폰산기)는 200∼300℃에서 열분해하고 있으며, 이온교환기의 열분해에는 산소의 공급이 불필요하다는 것을 알았다. 제4도는 음이온교환수지를 열분해했을 경우의 데이터이며, 제3도와 마찬가지로 실선은 화학당량분의 산소분위기중, 파선은 산소분위기중에 있어서의 데이터이다. 이처럼 음이온교환수지의 경우로 양이온교환수지의 경우와 마찬가지로, 이온교환기(4급 암모늄기)는 산소가 없더라도 130∼190℃에서 분해하며, 고분자기체는 화학당량과 같은 산소에 의해 350∼480℃에서 분해한다는 것을 알았다.

즉, 저온열분해에서는 산소의 공급을 할 필요는 없고, 고온열분해에서도 화학당량과 같거나 또는 그 이상의 산소를 공급하면 좋다는 것을 알 수 있다. 따라서, 본원 발명에 의하면, 배가스처리량을 대폭저감할 수 있다는 것을 알 수 있다.

또 본원 발명에서는 열분해처리시의 잔사나 방사성물질의 비산도 종래의 유동마루법에 비해, 대폭 저하시킬 수 있는 것이다, 즉, 유동 마루법에서는 사용필수지를 기체와 함께 유동화시키기 때문에 잔사나 방사성물질이 배가스중에 수반하여, 이 때문에 잔사나 방사성물질의 비산이 많아진다. 열분해법에서는 사용필수지를 유동화시키지 않고 조용히 분해할 수 있으므로, 잔사나 방사성물질의 비산을 극단으로 감소시킬 수 있는 것이다. 이것은 제5도∼제7도에 의해 설명한다.

제5도는 그 실험장치를 나타낸 것이며, 유리보오트(5)내에 방사성물질(58Co등)을 약 100μCi흡착시킨 이온교환수지(6)를 약 10g충전하고, 이것을 석영관(8)내에서 열분해하는 것이다. 열분해에는 관상로(7)를 사용하여, 석영관(8)의 일단에서 일정유속의 공기(9)를 공급하여 배기측에 비산해 오는 방사성물질과 잔사의 양을 측정했다. 열분해온도를 변화시켰을 때의 방사성물질의 비산율 변화의 일례를 제6도에 나타낸다. 도면에 있어서 C. P. 는 부식생성물, F. P. 는 핵분열생성물이다. 신선으로 나타낸 58Co는 모든 온도범위에서 비산율10^-3%(검출한계)이하이며, 파선으로 나타낸 134Cs는 470℃ 이하에서 비산율 10^-3이하, 470℃ 이상에서 비산율이 0. 2%로 되었다. 그리고 잔사의 비산율은 58Co, 134Cs가 모두 모든 온도범위에서 10^-3%이하였다. 134Cs가 470℃ 이상에서 비산하는 것은 이온교환기에 흡착한 134Cs가 공기중의 산소에 의해 산화되며 Cs₂O(융점 490℃)로 되며, 이것이 증발한 것에 의한다. 이것을 확인하기 위해, 다른 방사성 물질에 대해서도 그 비산율을 조사한 결과, 제3표에 나타낸 것처럼 각각의 산화물 융점 이상에서 비산이 시작된다는 것을 알았다.

다음에 석영관(8)중에 공급하는 공기의 유속을 변화시켰더니 제7도에 나타낸 결과가 얻어졌다. 즉, 유속 1. 5cm/S이상에서는 방사능 비산율이 급격히 증가하며, 그것은 잔사의 비산율과 일치한다. 한편, 유속 1. 5cm/S 이하에서는 잔사의 비산율은 항상 10^-3%이하이다.

[표3]

또한 방사능 비산율도 작다. 이상 기술한 제6도, 제7도, 제3표의 결과를 종합하면 다음처럼 된다.

⑴잔사나 방사성물질의 비산량을 저감하는데는 유속 1. 5cm/S 이하의 조건에서 열분해를 하는 것이 바람직하다.

⑵유속 1. 5cm/S 이하에서 열분해를 했을 때, 방사성물질의 비산율은 ⒤ 58Co, 54Mn등의 부식생성물(통상, 원자력발전소에서 발생하는 사용필수지에 포함되는 방사성물질은 부식생성물 뿐)은 항상 10^-3%이하이며, (ii)134Cs등의 핵분열 생성물(이것은 연료봉파손사고가 일어났을 경우만 사용필수지에 포함됨)은 400℃이하에서 10^-3%이하, 400℃이상에서 0. 2% 정도로 된다.

사용필수지를 열분해할 경우, 상술한 것처럼 산소 등의 공급을 필요로 하지 않는 저온열분해(350℃ 이하)에 의해 이온교환기만을 선택적으로 분리하며, SOX등의 유해가스를 제거한 다음, 화학당량 이상의 산소를 공급하면서 고온열분해(350℃ 이상)를 하여 고분자 기체를 분해하면 저온열분해에서는 산소를 외부로부터 공급하지 않으므로, SOX등의 배가스중에 포함되는 방사능량은 매우 적은 값(방사능 비산율 10^-3%)으로 되며, SOX, NOX등의 배가스를 알칼리스크레버 등에 의해 처리한 결과 발생하는 Na₂SO₄(SOX+NaOH→Na₂SO₄+H₂O)나 NaNO₃(NOX+NaOH→NaNO₃+H₂O)등의 2차폐기물은 비방사성으로 된다. 이 결과, 방사성폐기물은 잔사만으로 된다. 즉, 사용필수지(양이온교환수지와 음이온교환수지를 2:1로 혼합한 것) 1kg을 처리했을 경우, 종래의 유동마루법에서는 방사능 비산율이10∼20% 로 높기 때문에, 약 0. 65kg발생하는 Na₂SO₄등의 2차폐기물도, 약 0. 05kg 발생하는 잔사도 방사성폐기물로 된다. 그런데, 본원발명에 의하면 약 0. 05kg 발생하는 잔사만이 방사성폐기물로 되어, 방사성폐기물의 양이 대폭 준다. 즉, 본원 발명을 사용하면, 사용필수지를 무기화감용 처리한 다음에 남는 방사성폐기물중량을 종래의 유동마루법의 1/10이하로 저감할 수 있게 된다.

또한, 고온열분해(350℃ 이상)시에도 외부에서 공급하는 공기의 유속을 반응용기내의 평균유속으로 1. 5cm/S이하로 함으로써 잔사 및 방사성물질의 비산을 매우 낮게(10^-3∼0. 2%)억제할 수있고, 유동마루법(잔사 및 방사성물질의 비산율이 10∼20%)에 비해, 배가스용필터의 부하를 현저하게 경감시킬 수 있다, 그리고 제5도에 나타낸 실험에서는 이온교환수지로서, 평균입경 10㎛의 분상수지를 사용했지만, 통상 원자력발전소에서는 이 분상수지와 평균입경 500㎛의 입상이온교환수지가 용적비로 약 20 대 1의 비율로 사용되고 있다. 입상수지만을 처리할 경우에는 공급하는 산소의 평균유속을 10cm/S이하로 하면 잔사나 방사성물질의 비산이 일어나지 않는다. 즉 배가스용필터의 부하를 경감하는 데는 잔사나 방사성물질의 비산이 일어나지 않는 유속으로 공기 또는 산소를 공급하면 된다.

이상 기술한 것처럼 사용필수지를 저온과 고온의 2단계로 열분해 하면 꼼꼼한 배가스처리를 필요로 하는 배가스의 양을 1/20로, 방사성폐기물중량도 1/10로 저감할 수 있고,또한 배가스처리용의 필터의 부하도 현저하게 경감할 수 있다.

상술한 바와 같이 뛰어난 특성을 갖는 2단열 분해법을 더욱 발전시킨 본원발명의 실시예에 대해 다음에 기술한다.

고온열분해는 350℃ 이상, 바람직하게는 500∼600℃에서 행해지기 때문에 반응용기내의 잔사의 일부는 용융상태로 되어있다. 이 때문에 잔사가 반응용기벽에 부착하여 꺼내는 것이 용이하지 않다, 이때문에 반응용기의 반복 사용은 3∼10회 정도로 한정되어 버린다. 또, 용기에 부착하는 일없이 꺼내진 잔사는 그 입경에 1∼100㎛정도의 미분말이기 때문에, 잔사가 비산하기 쉬우며, 그 취급도 용이하지 않다. 잔사의 일부가 반응용기에 부착한다고 하는 문제는 종래의 유동마루법에서도 발생하지만, 이 경우에는 잔사의 대부분이 유동기체중에 있기 때문에, 부착량은 0. 1% 이하도 작으며(2단열분해법에서는 5∼10%), 50∼200회의 반복 사용이 가능하다. (유동마루법으로도 부착량 증가에 수반하여, 전열특성이 나빠져, 서서히 사용필 수지의 분해율이 저하하는 것 및 꺼내진 잔사의 취급이 곤란한 것은 2단열분해법과 같다. ) 상술한 2단열분해법의 문제점을 해결하기 위해 본원발명의실시예는 열분해후의 잔사를 반응용기에서 꺼내기 전에 반응용기내에서 이 잔사를 호트프레스처리하도록 한 것이다.

이 실시예를 제8도에 의해 상세히 설명한다. 먼저 사용필수지(10)를 반응용기(11)내에 넣어(a), 다음에 2 단열분해에 의해 감용무기화 처리한다(b). 이 결과, 발생하는 잔사(12)는 고온열분해시의 온도 그대로 호트프레스 처리하고, 성형물(14)로 한다(c). 이때, 잔사(12)의 일부는 용융상태로 되어 있기 때문에 그것이 바인더로서 작용하며, 견고한 성형물(14)을 만들 수있다. 더구나 잔사는 고온상태로 되어 있으므로 프레스에 필요한 압력도 실온으로 프레스 할 경우에 비해 1/10 이하로 족하다. 그후, 성형물(14)을 반응용기(11)에서 꺼내고(d),(e), 드럼관(16)등의 폐기물저장용기에 수납한다(f). 잔사를 호트프레스할 때 및 성형물(14)을 꺼낼 때에는 상하의 피스턴(13),(15)이 반응용기(11)의 내벽면을 미끄러져 움직이므로 반응용기의 내벽면에 잔사가 부착해도 그 잔사를 완전히 제거할 수 있고, 잔사의 반응용기에의 축적을 완전히 방지할 수 있다. 일례로서, 내경 400mmø깊이 200mm의 원통형 반응용기에 사용필수지 100g을 충전하고, 600℃에서 고온열분해 했더니 약 6g의 잔사가 남았지만 이것을 온도 600℃, 압력 50kg/㎠의 조건으로 반응용기내에서 호트프레스했더니, 체적 6㎤,밀도 1g/㎤의 원판상성형물이 얻어졌다. 또, 이 성형물의 압축강도는 냉각후에 150kg/㎠이상으로 되는 것을 확인했다. 한편 비교를 위해 약 6g의 잔사를 냉각 후, 온도20℃, 압력 500kg/㎠의 조건으로 콜드프레스했더니(압력50kg/㎠에서는 잔사를 성형물로 할 수는 없다), 밀도 0.9g/㎤의 성형물이 얻어지기는 했지만 압축강도는 10kg/㎠에 지나지 않았다. 이것은 2단열분해해도 약간의 유기물이 포함되어 있으며 잔사전체가 연화되어 있는 고온상태(200℃ 이상)에서 호트프레스하면 콜드프레스하는 것에 비해 훨씬 낮은 압력으로 성형이 가능하며 더구나 호트프레스에서는 용융 상태에 있는 일부의 잔사가 바인더로서 작용하기 때문에 콜드프레스에 비해 훨씬 높은 강도의 성형물이 얻어지는 것을 나타내고 있다.

제9도는 호트프레스 처리온도를 여러 가지로 바꾸어, 압력50kg/㎠의 조건으로 호트프레스 처리했을 경우에 있어서의 냉각후의 성형물의 압축강도를 나타낸 것이다. 500℃이상에서 호트프레스 처리한 것은 압축강도가 150kg/㎠이상으로 된다. 또 350℃이하에서 호트프레스 한 것은 압축강도가 100kg/㎠를 밑돌아, 성형물의 강도가 낮은 것을 알 수 있다.

또 상술한 본원 발명 장치를 사용하여 100회의 반족 사용을 했지만 반응용기내에의 잔사의 부착·축적은 볼 수 없었으며 장기사용에 의한 폐수지의 분해율 저하를 방지할 수 있었다.

이상 설명한 것처럼 2단열 분해후의 잔사를 반응용기내에서 호트프레스 하면 다음의 효과가 얻어진다.

(1)반응용기내에의 잔사의 부착, 축적을 완전히 방지할 수 있고, 100회 이상의 반복 사용이 가능하며, 또 사용중에 전열특성이 약화하여 사용필수지의 분해율이 저하되는 일도 없다.

(2)반응용기에서 꺼내진 성형물은 견고하고 분화되는 일이 없기 때문에 잔사의 취급이 매우 용이해진다.

(3)종래의 유동마루법에서는 꺼낸 잔사가 미분말이기 때문에 비산하기 쉬우며, 더구나 잔사의 부피밀도도 낮다(0. 1∼0. 2g/㎤). 이 때문에 감용효과가 작으며 페레트화 또는 플라스틱 고화 등의 뒷처리가 필요해지지만, 본원 발명의 실시예에서는 50kg/㎠정도의 압력으로 잔사를 호트프레스함으로써 성형물은 0. 95∼1. 05g/㎤의 밀도로 된다. 잔사의 진밀도 1. 1g/㎤에 매우 가까우며, 감용효과가 뛰어난 동시에, 잔사의 뒷처리도 불필요해진다.

그리고 상기 실시예에서는 호트프레스의 온도를 고온열분해시의 온도(통상 500∼600℃)로 했지만 더욱 고온(800℃정도)로 프레스해도 좋고 그럴 경우, 잔사의 용융비율이 증가하므로 프레스의 압력저감, 성형물의 강도향상을 도모할 수 있다.

상술한 실시예의 특징을 정리하면 다음처럼 된다.

(1)사용필수지를 저온과 고온의 2단계로 열분해한 다음, 열분해후의 잔사를 호트프레스 할 것.

(2)열분해와 호트프레스처리를 동일 용기내에서 할 것.

(3)저온열분해에서는 산소등의 가스를 공급하지 않고 350℃이하에서 열분해를 하며, 고온열분해에서는 공기 또는 산소가스를 공급하지만 350℃이상에서 열분해를 할 것.

(4)호스트프레스처리를 , 잔사의 일부 또는 전부가 용융 또는 연화한 상태에서 할 것.

다음에 상술한 본원 발명 방법을 실시하기 위한 구체적인 장치의 실시예를 제10도∼제13도에 의거하여 설명한다.

[실시예1]

제10,제11,제12도에 나타낸 실시예는 비등수형원자로의 복수 정화기에서 발생하는 이온교환수지를 열분해에 의해 감용무기화 처리하는 것이며, 제10도는 시스템의 구성 개략도(계통도), 제11도는 반응장치의 부분을 나타낸 사시도, 제12도는 본원 발명 장치의 개략 종단면도이다. 폐수지는 복수탈염기에서 역세조작(域洗藻作)에 의해 폐기되기 때문에 슬러리상으로 되어 있다. 60Co, 54Mn등의 부식생성물을 방사성물질로서 포함하는 폐수지슬러리가 슬러리수송관(17)에서 슬러리탱크(18)에 공급된다. 슬러리탱크(18)내의 폐수지의 소정량이 밸브(22)를 통해서 반응장치(24)내의 반응용기(40)에 공급된다. 반응용기(40)는 제11도에 나타낸 것처럼 터언테이블(38)에 원환상으로 복수개(본 실시예에서는 10개)배치되어 있으며 각 반응용기(40)의 내용적과 직경은 각기 300l, 500mmø이다. 60Co등의 부식생성물을 10^-2μCi/g(건조중량)흡착한 폐수지를 각 반응용기(40)에 건조중량으로 10kg씩, 계 100kg 공급했다. 공급후 배가스처리계에 이어지는 뚜껑(52)을 하고, 반응용기(40)에 공급된 폐수지는 산화제인 산소 등을 공급하는 일없이 , 히이터(34)에 의해 350℃로 가열하여 저온열분해를 했다. 그 결과, 폐수지는 열분해에 의해 이온교환기만이 분해했고, 유황유합물(SOX,H₂S등), 질소화합물(NOX,NH₃등)이 가스상으로 약 10㎥발생했다. 이들 배가스는 밸브(23)를 통해 배가스처리장치에 인도되며 이 배가스는 알칼리스크레버(31)로 공급관(29)에서 인도된 수산화나트륨 수용액에 의해 제거되어서 나트륨염의 수용액(Na₂SO₄,NaNO₃등)으로 되어 배출관(30)에서 외부로 보내진다. 이들 수용액은 비방사성이기 때문에 원자력발전소내의 비방사성 화학폐액처리공정에 의해 처리할 수 있다.

본 실시예에 의해 얻어진 폐액을 건조 처리하여 얻어진 고형의 Na₂SO₄등은 방사능 농도는 10^-7μCi/g이하(이것은 현재의 정밀측정법에 의한 검출한계)로 되며 Na₂SO₄등의 2차 폐기물은 비방사성폐기물로서 취급할 수 있다. 이것은 또 저온열분해시의 제염계수가 10⁵이상인 것을 나타낸다. 그리고 폐수지에 포함되는 수분은 수증기로서 발생하지만 이것은 콘덴서(27)에 의해 응축되며, 제어용수로서 관(28)에서 회수된다. 알칼리스크레버(31)에서 처리된 다음의 약간량의 배가스는 필터(32)를 통해 배기된다.

반응용기(40)에서 약 1시간동안 저온열분해되어 남은폐수지(고분자기체만)는 다음에 동일용기(40)내에서 히이터(34)에 의해 600℃로 가열되어 고온열분해된다.

이 열분해시에는 각 반응용기(40)에 공기봄베(19)에서 공기를 밸브(21)를 통해 1501/min의 속도로 연속적으로 공급했다. 그 결과, 반응용기내의 평균유속은 약 1cm/S 로 되었다. 약 6시간동안 고온열분해를 계속 했더니, 고분자기체를 분해할 수 있어서 안정된 잔사만이 각 반응용기(40)내에 약 0. 5kg씩 남았다. 또 고온열분해에 의해 2산화탄소(CO₂), 1산화탄소(CO), 수소가스(H₂), 탄화수소가스(CH₄등)가 약 200㎥발생하지만 이들 배가스는 밸브(35) 및 고온분해용필터(25)를 통과한 다음, 플레어스택(26)에 들어가, 여기서 연소되어 CO₂,H₂O 가스로서 배기된다. 그 배가스 중 및 상기 필터(25)에 포착된 방사능량을 측정했지만 모두 검출한계 이하이며 고온열분해시의 제염 계수는 10⁴이상으로 되었다. 또, 필터(25)에 포착된 잔사량도 5g 이하이며 필터부하가 매우 경감되어 있다.

고온열분해후의 잔사는 고온열분해온도 600℃의 상태인 채 동일용기(40)내에서 상부프레스장치(43) 및 하부프레스장치(47)에 의해 압력 40kg/㎠(전압:100톤)으로 호트프레스했다. 호트프레스된 잔사는 원판상의 성형물(50)로 되며 하부프레스장치(47)의 유압실린더(49)의 피스턴(48a)과 함께 아래쪽으로 이동하여 유압실린더(46)에 의해 배출되며 드럼관(49)내에 투입되어서 시멘트 또는 플라스틱 등의 고화제에 의해 최종고화된다. 폐수지는 고온열분해에 의해 미분해의 고분자기체가 분해하며 안정된 무기물잔사만으로 되어 있으므로 저장·보관에 대해 매우 안정되어 있다. 분해후의 잔사는 주로 실리카(SiO₂) 또는 이온교환수지에 부착하고 있던 원자로냉각수중의 크래드(주로 산화철)로 이루어져 있다.

반응용기(40)내의 잔사의 호트프레스처리를 종료하면 다음에 터언테이블(38),(39)이 축(41)를 중심으로 1/10만큼 회전하여 고온열분해를 마친 잔사만을 갖는 인접한 반응용기(40)가 프레스장치(43),(47)의 위치로 이동하며 상술한 바와 마찬가지로 호트프레스 처리된다.

이처럼 반응 용기(40)내에 공급된 폐수지는 2단열분해된 다음, 남은 잔사가 순차 호트프레스 처리되어서 드럼관내에 차례로 투입된다. 일부의 잔사는 반응용기(40)의 내벽면에 부착하지만 이 실시예에서는 동일용기로 2단열분해 및 호트프레스처리를 하도록 하고 있으므로 상하의 실린더(44),(48)에 의해 털려서, 반응용기(40)내 잔사를 모두 성형체로 할 수 있다. 따라서 본 실시예에 의하면 동일용기(40)내에서 저온과 고온의 열분해 및 호트프레스 처리를 실시할 수 있는 동시에, 잔사가 반응용기(40)내에 잔존하는 것도 방지할 수 있어서 폐수지를 효율좋게 무기화 감용할 수 있다. 또, 얻어진 성형물(50)은 충분한 강도를 갖기 때문에 취급중에 분화 또는 파손하는 일은 없으며 취급이 매우 용이해진다. 또한 성형물(50)의 밀도는 0. 9g/㎤로 크며 감용효과가 뛰어난다. 즉, 사용필수지 100kg을 처리했을 경우에 발생하는 방사성폐기물은 잔사 5kg뿐이며 그 용적은 약 5. 51(원래의 용적의 약 1/30)이다. 따라서 종래의 유동마루법이나 산분해법에 대해 방사성폐기물의 용적이 1/5이하로 된다.

본 실시예에서는 고온분해시에는 산화제로서 공기를 공급했지만 산소를 공급할 수도 있다. 이 경우에는 공기를 공급할 경우와 같은 속도로 산소를 공급한다면 고온열분해에 요하는 시간을 최대 1/5로 단축할 수 있지만 폭발의 위험성을 수반한다.

제13도에 산화제를 첨가했을 경우의 효과를 나타낸다. 도면에 있어서 350℃이상의 고온열분해에 있어서 산화제를 첨가하지 않는 질소분위기의 경우(곡선 A로 나타냄)에는 1000℃까지 가열에도 약25∼30%의 잔사가 남는다. 한편 산화제로서 수증기를 첨가했을 경우(곡선B로 나타냄)에는 600℃이상에서 대폭 잔사가 감소하며 700℃이상에서 수 %이하로 된다. 또, 산화제로서 공기분위기로 했을 경우(곡선C로 나타냄)에는 400℃이상에서 대폭 중량이 감소하며 500℃이상에서 잔사는 수%로된다. 즉, 고온열분해를 반응용기(40)내에서 행할 경우, 질소가스 등의 불활성 가스분위기에서는 700℃이상에서 공기분위기에서는 500℃이상에서 하는 것이 바람직하다. 잔사를 최소로 하는데는 수증기, 공기 등의 산화제를 첨가하는 것이 바람직하다. 이것에 의해 폐수지의 용량을 약 1/10로 저감시킬 수 있다.

그리고 상기 실시예에서는 저온과 고온의 열분해 및 호피프레스 처리를 동일용기로 하도록 했지만 각기 다른 용기로 실시할 수도 있다. 이 경우, 조작은 번잡해진다. 호트프레스처리를 하는 용기는 압력에 충분히 견딜 수 있는 강도가 필요하다.

또 본 실시예는 비등수형원자로에의 적용예를 나타냈지만 , 본원 발명은 여정화계(濾淨化系)나 가압수형원자로의 1차냉각제 정화계 등 다른 방사성물질 취급시설의 폐액정화계에서 발생하는 사용필이온교환수지의 처리해도 적용할 수 있다.

또한 본 실시예에서는 저온열분해시에 발생하는 배가스를 알칼리스크레버(31)에 의해 처리했지만 활성탄·MnO 등을 사용하여 건식처리해도 동등한 효과가 얻어진다.

그리고 상기 실시예에 있어서 저온열분해, 고온열분해시의 온도는 히이터(34), 온도측정기(36), 제어기(37)에 의해 콘트롤되며 또한 상기 제어기(37)에 의해 2계통의 배가스처리계의 밸브(23), 밸브(35)의 개폐도 콘트롤된다.

또, 이온교환수지를 열분해하기 전에 그것에 포함되는 수분을 제거해도 된다. 수분의 제거는 반응용기(40)에 넣기 전에 가열, 원심분리 등의 수단으로 탈수하거나 또는 반응용기(40)에 넣은 다음 히이터(34)로 110∼120℃로 가열해서 수분을 증발 분리하면 된다.

[실시예2]

실시예1에서는 방사성물질로서 부식생성물(Co,Mn,Fe 등)만을 흡착한 사용필이온교환수지를 사용하여 감용무기화처리한 예를 나타냈지만 연료봉파손이 일어났을 경우를 상정하여 핵분열생성물(Cs,Sr 등)을 흡착한 사용필이온교환수지를 사용하여 이것을 처리하는 실험을 했다. 즉, 부식생성물과 핵분열생성물을 각기 10^-2μCi/g(건조중량)흡착한 사용필수지 100kg을 실시예 1과 같은 방법으로 처리했다. 이결과, 다음에 나타낸 점을 제외하고, 실시예 1과 완전히 같은 효과가 얻어졌다. 다른 점은 고온열분해시에 핵분열생성물중 Cs,Rb등의 산화물융점이 낮은 방사성물질이 비산하며 고온분해용필터(25)에 포착되는 점이다. 이 때문에 고온열분 해시의 제염계수는 약 10³으로 되었지만 종래의 유동마루(체염계수 : 10∼20)비하면 필터부하도 훨씬작다.

[실시예3]

실시예1에서는 저온열분해를 350℃로 했지만 고온열분해와 같은 온도, 예를 들어 600℃로 저온열분해를 할 수도 있다. 즉, 제3도 또는 제4도에서 명백한 것처럼 산소를 공급하는 일없이 350℃이상으로 열분해를 해도 이온교환기만을 분해 제거할 수 있다. 예를들면 600℃에서 산소를 공급함이 없이 열분해하며 이온교환기를 제거한 다음 역시 600℃에서 산소를 공급하여 고분자기체를 분해하면 좋다. 이 실시예의 경우에는 장치의 간소화를 도모할 수 있지만 사용필수지중에 Cs,Rb등의 비산하기 쉬운 방사성물질을 흡착하고 있으면 유황화합물(SOX,H₂S 등)이나 질소화합물(NOX,NH₃등)을 배가스처리한 결과 생기는 Na₂SO₄등의 2차폐기물중에 이들 방사성물질이 혼입하므로 방사성폐기물의 양이 실시예 1의 것에 비해 약 5배로 된다. 따라서 본 실시예는 Co,Mn 등의 부식생성물만을 흡착하고 있는 것이 확실한 사용필수지를 처리할 경우에는 커다란 효과를 발휘한다.

[실시예4]

실시예1에서는 잔사만을 호트프레스했지만 최종적으로 발생하는 잔사의 10∼40중량%에 해당하는 유리화재를 미리 반응용기내에 넣어두고, 2단계에서 열분해한 다음 호트프레스하는 것도 효과가 있다. 즉, 호트프레스시에는 유리화재가 용융상태에 있으며 따라서 이것이 바인더로서 작용하므로 호트프레스에 필요한 압력이 실시예1(압력=40kg/㎠)의 경우의 약 1/2로 ㅋ될 뿐만 아니라 드럼관(49)등의 폐기물 저장용기내에서 성형물(50)을 최종적으로 고화할 경우, 고화제로서 유리 또는 시멘트를 사용할 때에 성형물과 고화제의 친숙성이 좋아져, 폐기물고화체의 내구성이 향상하는 효과도 있다. 또, Cs,Rb등의 비산하기 쉬운방사성물질은 고온열분해시에 유리의 그물눈구조내에 넣어져 고정화되기 때문에 방사능 비산율을 약 한자릿수 향상시킬 수 있다. 유리화제로서는 통상의 유리성분인 실리카(SiO₂)를 주성분으로 하는 유리플리트로 좋다. 유리 플리트는 500∼600℃에서 녹으므로 바인더로서 작용하는 동시에, Cs를 끌어들이는 작용이 있으며 Cs의 비산을 방지할 수 있다. 또 열분해반응시에 유리의 용융고화를 효율좋게 하기 위해 20중량% 정도의 산화붕소(B₂O₃)도 첨가하는 것이 바람직하다. 그리고 이때 유리화재는 고온열분해시에만 유효하게 작용하지만 조작상은 저온열분해를 하기 전에 폐수지와 함께 반응용기(40)내에 넣는 것이 바람직하다. 제10도에 있어서 (33)은 유리플리트공급관이며 유리플리트는 밸브(20)의 개폐에 의해 반응용기내에 임의량 공급된다.

본 원 발명은 사용필이온교환수지를 저온과 고온의 2단계로 열분해를 하여 잔사를 호트프레스처리하도록 했으므로 폐수지의 대폭적인 감응화를 도모할 수 있는 동시에, 분해시에 발생하는 배가스를 선택적으로 처리할 수 있다고 하는 효과가 있다.

Claims

원자력플랜트에서 발생하는 사용필방사성이온교환수지를 열분해에 의해 분해처리하는 방법에 있어서 저온도에서 상기 이온교환수지를 열분해하여 발생하는 분해가스를 분리하고, 그런 연후, 이 이온교환수지를 고온도로 열분해해서 발생하는 분해가스를 분리하고 다음에 남은 상기 이온교환수지의 잔사를 호트프레스처리하여 성형물로 하는 것을 특징으로 하는 방사성폐수지의 처리방법.
동일 용기내에서 이온교환수지의 저온도에 있어서의 열분해 고온도에 있어서의 열분해 및 호트프레스처리를 하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 1기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 저온도에 있어서의 열분해를 350℃이하에서 행하고, 상기 고온도에 있어서의 열분해를 350℃이상에서 행하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 1기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 저온도에 있어서의 열분해를 120℃이상 350℃이하에서 행하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 4기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 저온도에 있어서의 열분해를 300℃전후에서 행하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 3기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 고온도에 있어서의 열분해를 약600℃에서 행하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 3기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 고온도에 있어서의 열분해를 산화제를 공급하지만 행하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 1기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 산화제로서 공기를 사용하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 7기재의 방사성폐수지의 처리방법.
외부에서 공급하는 공기의 유속은 반응용기내의 평균유속으로 1. 5cm/s 이하로 하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 8기재의 방사성폐수지의 처리방법.
고온도에 있어서의 열분해에 의해 상기 잔사의 최소한 일부가 용융 또는 연화하고 있는 상태에서 상기 호트프레스처리를 하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 1기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 호트프레스처리를 잔사의 온도가 200℃이상일 때에 행하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 10기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 호트프레스처리를 350℃이상에서 행하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 10기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 호트프레스처리를 500℃이상에서 행하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 10기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 호트프레스처리를 고온도에 있어서의 열분해를 한 직후에 그 온도상태를 유지한 채 행하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 10기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 고온도에 있어서의 열분해를 휘발성방사성물질을 흡착하는 유리화재(化材)의 존재하에서는 행하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 1기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 유리화재를 저온도에 있어서의 열분해를 하기 전에 첨가하는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 15기재의 방사성폐수지의 처리방법.
상기 유리화재가 실리카를 주성분으로 하는 유리플리트임이 특징으로 하는 특허청구의 범위 15기재의 방사성폐수지의 처리방법.
원자력플랜트에서 발생하는 사용필방사성이온교환수지를 열분해하는 장치에 있어서 상기 이온교환수지를 열분해하는 반응용기와 반응용기의 온도를 저온도와 고온도로 가열하는 가열수단과 방사성이온교환수지를 상기반응용기내에 공급하는 공급수단과 저온도에 있어서의 열분해시에 상기 반응용기내에 발생하는 분해가스를 분리하는 저온분해가스분리수단과 고온도에 있어서의 열분해시에 상기 반응용기내에 발생하는 분해가스를 분리하는 고온분해가스분리수단과 고온도에 있어서의 열분해 후에 상기 반응용기내에 남은 상기 이온교환수지의 잔사를 호트프레스 처리하는 호트프레스수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 방사성폐수지의 처리방법.
상기 호트프레스수단으로 처리된 잔사의 성형물을 이 호트프레스 수단에서 배출하는 잔사성형물 배출수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 18기재의 방사성폐수지의 처리장치.
이온교환수지를 열분해하는 반응용기와 이온교환수지의 잔사를 호트프레스처리하는 용기는 동일용기임을 특징으로 하는 특허청구의 범위 18기재의 방사성폐수지의 처리장치.
상기 반응용기에 산화제를 공급하기 위한 산화제 공급수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 18기재의 방사성폐수지의 처리장치.
발생하는 응축성가스를 응축시키는 응축수단을 저온분해가스 분리수단의 전단에 설치한 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 18기재의 방사성폐수지의 처리장치.
상기 반응용기에 유리화재를 공급하기 위한 유리화재 공급수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 특허청구의 범위 18기재의 방사성폐수지의 처리장치.