WO2011093572A1 - 방사성 폐기물 보관용기 및 그를 이용한 방사성 폐기물의 패킹 방법 - Google Patents

방사성 폐기물 보관용기 및 그를 이용한 방사성 폐기물의 패킹 방법 Download PDF

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WO2011093572A1
WO2011093572A1 PCT/KR2010/006925 KR2010006925W WO2011093572A1 WO 2011093572 A1 WO2011093572 A1 WO 2011093572A1 KR 2010006925 W KR2010006925 W KR 2010006925W WO 2011093572 A1 WO2011093572 A1 WO 2011093572A1
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WO
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radioactive waste
storage container
lid
main body
packing
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Application number
PCT/KR2010/006925
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English (en)
French (fr)
Inventor
이정화
진송학
Original Assignee
Lee Jung Hwa
Jin Song Hag
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Publication date
Application filed by Lee Jung Hwa, Jin Song Hag filed Critical Lee Jung Hwa
Publication of WO2011093572A1 publication Critical patent/WO2011093572A1/ko

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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F5/00—Transportable or portable shielded containers
    • G21F5/06—Details of, or accessories to, the containers
    • G21F5/12—Closures for containers; Sealing arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00—Other constructional features or details
    • B66C13/12—Arrangements of means for transmitting pneumatic, hydraulic, or electric power to movable parts of devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C3/00—Load-engaging elements or devices attached to lifting or lowering gear of cranes or adapted for connection therewith and intended primarily for transmitting lifting forces to loose materials; Grabs
    • B66C3/02—Bucket grabs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C7/00—Runways, tracks or trackways for trolleys or cranes
    • B66C7/08—Constructional features of runway rails or rail mountings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C2700/00—Cranes
    • B66C2700/01—General aspects of mobile cranes, overhead travelling cranes, gantry cranes, loading bridges, cranes for building ships on slipways, cranes for foundries or cranes for public works
    • B66C2700/012—Trolleys or runways

Definitions

  • the present invention relates to a radioactive waste storage container. More particularly, the present invention relates to a radioactive waste storage container and a method for packing radioactive waste using the same, which can safely and easily pack and store medium and low level radioactive waste discharged from a nuclear power plant, a hospital, and the like.
  • Radioactive waste is an undesired radioactive material that arises from the use of nuclear energy, and is used in experiments or work as well as leaks from wastes, fission products, cooling water and cooling gases from nuclear facilities or workshops or laboratories dealing with radioactive materials. Tools, cloth, paper, wash water, etc.
  • radioactive waste depends on whether the waste is solid, liquid, or gas.
  • solid waste is divided into incombustibles and combustibles, combustibles are incinerated, and ash is put into drums along with non-combustibles. Or it is buried in the ground and processed.
  • radioactive waste can be classified into high and low level radioactive waste according to radioactivity level.
  • High-level radioactive waste is not considered to be waste because it can recycle more than 95% of the fuel from spent fuel and its reprocessing.
  • Low-level radioactive waste may be classified as medium-level waste with a relatively high radioactivity level. Most low-level radioactive wastes are beta / gamma wastes that emit beta rays or gamma rays, and alpha wastes that are somewhat more intense are called alpha wastes. In addition, it is called super uranium waste (TRU waste) that contains ultra uranium element among alpha wastes.
  • TRU waste super uranium waste
  • Low-level radioactive waste is solid waste from gloves, gumshoes, work clothes, mops, various replacement parts, and related industries, hospitals, and research institutes used by operators and maintenance personnel of nuclear power plants. It is buried in deep sea or ground for disposal.
  • radioactive waste storage containers known to be used for storing and storing low-level radioactive solid waste are simply drums made of steel, and simply storing solids mixed with concrete and radioactive waste therein.
  • the conventional radioactive waste storage container has a large volume occupied by the concrete used as a solidifying agent, the storage space of the radioactive waste in the storage container is relatively reduced and the weight is also increased due to the weight of the concrete.
  • the conventional drum may be damaged by corrosion of the steel drum, and may cause radioactive leakage by the radioactive waste contained therein. Storage containers are vulnerable to safety.
  • the present invention is to solve the above problems, to provide a radioactive waste storage container and a method for packing radioactive waste using the same, which can not only safely and easily pack radioactive waste, but also store more radioactive waste.
  • the present invention is a radioactive waste containing a main body; A lid covering and packing the main body; And lead plated on the body and the lid.
  • the lead is preferably plated on at least one of the inner and outer surfaces of the body and the lid.
  • the lid may seal the main body while curling the main body.
  • Each of the main body and the lid is formed with a concave-convex portion having a complementary shape in the edge region, and the lid may seal the main body while the concave-convex portion is fitted by interference.
  • the present invention is a radioactive waste body is accommodated; A lid covering and packing the main body; The radioactive waste storage container including; and a thin plate coupled to at least one surface of the inner or outer surface of the body and the lid, the lead may be achieved.
  • the present invention is a primary compression and crushing step of pressing and crushing the radioactive waste; Mixing the ground radioactive waste with paraffin or beeswax; A second compression step of pressing the radioactive waste mixed with the paraffin or beeswax again; Receiving the second compressed radioactive waste in the radioactive waste storage container according to any one of claims 1 to 5; A filling step of filling a fixed liquid into an empty space of the received radioactive waste; Provided together with a method for packing radioactive waste comprising a sealing step of sealing the storage container with a lid.
  • the fixing liquid may be at least one of paraffin, beeswax, silicon, asphalt, lacquer, concrete, and cement, and various modifications may be made as long as it prevents shaking of radioactive waste.
  • the radioactive waste not only can the radioactive waste be safely and simply packed, but also the radioactive waste can be stored more.
  • FIG. 1 is a perspective view according to one embodiment of the radioactive waste storage container of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of region A or region B of FIG. 1 in various embodiments.
  • Figure 4 is a view showing a state in which the radioactive waste storage container mounted on the general storage container of the present invention.
  • Figure 5 is an exploded perspective view according to another embodiment of the radioactive waste storage container of the present invention.
  • Figure 6 is an operation of the waste treatment apparatus used radioactive waste storage container of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the radioactive waste and paraffin filler is packed in a radioactive waste storage container.
  • FIG. 8 is a flow chart of a method of packing radioactive waste of the present invention.
  • the radioactive waste storage container includes a body in which radioactive waste is accommodated; A lid covering and packing the main body; And a lead plated on the body and the lid.
  • FIG. 1 is a perspective view according to an embodiment of the radioactive waste storage container of the present invention
  • Figure 2 is an exploded perspective view of Figure 1
  • Figure 3 is a cross-sectional view of the region A or B of Figure 1 various embodiments
  • Figure 4 Is a view showing a state in which the radioactive waste storage container of the present invention is mounted in a general storage container.
  • the radioactive waste storage container 100 includes a main body 110 in which radioactive waste is accommodated, and a radioactive waste contained therein and covering the main body 110. It may be made of a lid 120 for packing.
  • the main body 110 has an accommodating space in which radioactive waste can be stored therein in the form of an open top.
  • the main body 110 has a cylindrical shape as in the shape of a conventional drum, but considering the case of the form of radioactive waste to be accommodated or when the strength of the main body 110 needs to be reinforced, the cross section is triangular, square, It may be implemented in the form having a polygonal shape such as a pentagon, a hexagon.
  • a plurality of wrinkles 113 may be formed on the outer surface of the body 110 in the horizontal direction.
  • the wrinkles 113 may be used to reinforce the strength of the main body 110.
  • the wrinkles 113 are spaced apart from each other in the central region to reinforce the longitudinal direction. Two wrinkled portions 113 are provided.
  • the pleats 113 may also be used for the purpose of efficiently guiding the compression direction when it is necessary to compress the storage container 100 with the radioactive waste contained therein.
  • the main body 110 in which the wrinkles 113 are formed may further increase the space utilization therein.
  • the opening portion (see FIG. 2) of the main body 110 is provided with a curling portion 112 having a shape that is rolled outward or inward. Since the curry portion 112 has a round shape, the lid 120 to be described later serves to facilitate currying when packing the main body 110, and when radioactive waste is accommodated inside the main body 110. It may serve as a guide to easily slide to the inner space.
  • the lid 120 is formed in a disk shape to cover the above-described opening of the main body 110, and the edge region preferably has a shape complementary to the curling portion 112 of the main body 110.
  • the lid 120 is covered to cover the main body 110 and then packed to seal the main body 110 while curling.
  • Curing processing is a well-known technique used for vacuum packaging canned food and the like, detailed description thereof will be omitted.
  • the above-described main body 110 and the lid 120 is formed with a lead plating part coated with lead (Pb).
  • lead is a carbon group element belonging to group 14 of the periodic table. It has a melting point of 327.5 ° C, a boiling point of 1744 ° C, and a specific gravity of 11.34 at 20 ° C. It is effective in blocking radioactivity (beta rays, audit rays) and the like. .
  • the storage container 100 of the present invention by plating the lead on the main body 110 and the lid 120 for packing the radioactive waste can bring about the effect of blocking the radioactivity from being released from the radioactive waste.
  • the leachate generated from the outside and inside the radioactive waste storage container 100 can be blocked due to the metallic characteristics such as melting point and boiling point of the lead, thereby preventing contamination of the radioactivity and damage to the container due to salt. It can work.
  • the lead plating unit generating the above effects is plated on at least one of the inner and outer surfaces of the main body 110 and the lid 120.
  • FIG. 3 illustrates various embodiments of implementing a lead plating unit in cross sections of the main body 110 and the lid 120 shown in FIG. 1.
  • the hatched portion indicates the material of the main body 110 and the lid 120.
  • the main body 110 and the lid 120 may be preferably made of steel sheets, and various types of metal materials may be used.
  • the lead plating portion may be plated on both the inner and outer surfaces of the main body 110 and the lid 120, as shown in (b) and (c) of FIG.
  • the body 110 and the lid 120 may be plated only on one surface of the inside or outside.
  • the thickness t1 of the main body 110 and the lid 120 and the thickness t2 and t3 of the lead plating part may be variously performed according to the type of radioactive waste or other purposes, for example, the thickness of the lead plating part. (t2, t3) may be carried out to have a thickness of about 1 ⁇ 1.5mm with a lead (pb) of 99% or more purity.
  • the radioactive waste storage container 100 of the present embodiment described above may be implemented as an intact storage container 100 by itself, but may be used as an inner container for receiving radioactive waste and primarily blocking radioactivity.
  • the storage container 100 of the present embodiment may be mounted in the conventional storage container 200 after the radioactive waste is packed. Therefore, it is possible to further increase safety by double blocking the radiation used with the conventional storage container 200.
  • lead has strong properties against seawater, that is, salts. Therefore, considering that radioactive waste treatment facilities are mainly located in remote places such as the coast, it is possible to increase the safety by leachate and to extend the service life compared to existing steel drums.
  • Figure 5 is an exploded perspective view according to another embodiment of the radioactive waste storage container of the present invention.
  • the radioactive waste storage container 100 of the above-described embodiment is sealed by the lid 120 inside the main body 110 by curing
  • the radioactive waste storage container of the present embodiment has edges of the main body 110 and the lid 120, respectively.
  • the recesses 115 and 125 having a shape complementary to the region are formed.
  • the edge region 125 of the lid 120a is formed to protrude downward, and the opening edge region 115 of the main body 110a is provided with a concave-convex portion having a recessed groove shape.
  • the inner space of the main body 110 may be sealed while the uneven portion is coupled by interference fit.
  • the above-mentioned currying process may be implemented together with the concave-convex portion to further increase the sealing effect.
  • the radioactive waste storage container of the present invention is a thin plate made of lead without forming a lead plating portion on at least one surface of the inner or outer surface of the main body 110 and the lid 120 as in the above-described embodiment. It can also be combined.
  • FIG. 6 is an operation of a radioactive waste treatment apparatus using a radioactive waste storage container of the present invention
  • Figure 7 is a cross-sectional view of the radioactive waste and paraffin filler is packed in a radioactive waste storage container
  • Figure 8 is a radioactive of the present invention Flow chart for the method of packing waste.
  • FIG. 6 shows the radioactive waste treatment apparatus of the Republic of Korea Patent Application No. 2009-0121435 filed by the applicant and the radioactive waste storage container of the present invention described above.
  • the radioactive waste packing method of the present invention may preferably use the radioactive waste treatment apparatus proposed by the applicant, but need not be limited thereto if it has a technical idea using the steps described below.
  • the radioactive waste packing method of the present invention goes through an input step (S10) of injecting a radioactive waste (W) to the radioactive waste treatment apparatus.
  • the first compression and crushing step (S20) of compressing and crushing the radioactive waste (W) is performed.
  • the contents of the radioactive waste (W) are reduced by the crushing unit having a plurality of pressing rollers (not shown), and the contents are pulverized finely.
  • the grinding can be done by rotating cutters or by various other grinding devices to form the radioactive waste into pieces, powders.
  • the radioactive waste (W) crushed as described above undergoes a mixing step of mixing with the fixed liquid (F), and undergoes a mixing step (S30) in which a paraffin or beeswax solution is used as the fixed liquid (F).
  • the solution mixing step (S30) is made by the solution supply unit 400 and the crushed radioactive waste (W) pieces are mixed with paraffin or beeswax solution, the radioactive waste (W) is bound to each other when the paraffin or beeswax solution cools Can be solidified.
  • the beeswax used at this time is formed including lead esters, free fatty acids, free alcohols, hydrocarbons and the like.
  • the wax is heated to the melting point at 25 degrees, the volume increases by about 10%, and when compressed, the radioactive waste is reduced in volume and solidified by the cooled wax. This effect is the same for the paraffin solution.
  • a second compression step S40 of pressing the radioactive waste W mixed with the paraffin or beeswax solution again is performed.
  • the second pressing step S40 may be performed by the pressing part 300 in the form of pressing the mixture by a piston by a compression cylinder (not shown).
  • the storage container 100 may be any one of the various types of radioactive waste storage containers of the present invention described above.
  • the storage container 100 may be moved to a position to accommodate the compressed radioactive waste W by the storage container rotating unit 610, the transfer roller 620, and the storage container forward and backward unit 630.
  • the secondary compressed radioactive waste (W) is subjected to the receiving step (S50) to accommodate the radioactive waste storage container.
  • a filling step S 60 of filling the fixed liquid F in the empty space of the received radioactive waste is performed.
  • the fixing liquid (F) may be at least one of paraffin, beeswax, silicon, asphalt, lacquer, concrete, cement, and may be variously modified as long as it prevents shaking of radioactive waste.
  • a sealing step S70 of sealing the storage container 100 with the lid 120 is performed.
  • the interior of the storage container 100 is packed through a series of steps (S10 ⁇ S70) will have a form as shown in Figure 7, it can be used efficiently space compared to the conventional concrete fixed packing method In addition, the weight can be greatly reduced.
  • the storage container 100 that went through the sealing step (S70) may be further subjected to the step (S80) of being sealed again by being inserted into the existing secondary container to the storage container 100 of the present invention.
  • the storage efficiency of the radioactive waste can be increased and the treatment cost such as a permanent treatment facility is drastically reduced. You can do it.

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Abstract

본 발명은 방사성 폐기물 보관용기 및 그를 이용한 방사성 폐기물의 패킹 방법에 관한 것이다. 본 발명은 방사성 폐기물이 수용되는 본체; 상기 본체를 덮어 패킹하는 뚜껑; 및 상기 본체 및 뚜껑에 도금된 납;을 포함하는 방사성 폐기물 보관용기를 제공한다. 본 발명에 의하면 방사성 폐기물을 안전하고 간편하게 패킹할 수 있을 뿐만 아니라 방사성 폐기물을 더 많이 보관할 수 있는 효과가 있다.

Description

방사성 폐기물 보관용기 및 그를 이용한 방사성 폐기물의 패킹 방법
본 발명은 방사성 폐기물 보관용기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 원자력 발전소, 병원 등에서 배출되는 중, 저준위의 방사성 폐기물을 안전하고 간편하게 패킹하여 보관할 수 있도록 한 방사성 폐기물 보관용기 및 그를 이용한 방사성 폐기물의 패킹 방법에 관한 것이다.
방사성 폐기물은 핵에너지를 사용하는 과정에서 발생하는 불필요한 방사성물질로서, 원자력시설이나 방사성물질을 다루는 작업장 또는 실험실에서 나오는 폐기물, 핵분열생성물, 냉각수, 냉각가스 등의 누출물뿐 아니라 실험이나 작업에 사용된 공구, 헝겊, 종이, 세척수 등이 있다.
이러한 방사성 폐기물의 처리방법은 폐기물이 고체, 액체, 기체 인지에 따라 달라지는데, 그 중 고체폐기물은 불연물과 가연물로 나누어 가연물은 소각한 후 재를 불연물과 함께 드럼통에 넣고, 이것을 콘크리트로 굳힌 후 깊은 바다 또는 땅 속에 묻어서 처리하고 있다.
또한 방사성 폐기물은 방사능 준위에 따라 고준위 방사성폐기물과 저준위 방사성폐기물로 구분할 수 있다. 고준위 방사성폐기물은 핵연료로 사용하고 난 후의 핵연료와 이것의 재처리과정에서 나오는 폐기물로 95% 이상을 재활용할 수 있기 때문에 폐기물로 간주하지는 않는다.
저준위 방사성폐기물 중에서 비교적 방사능 준위가 높은 것을 중준위 폐기물로 구별하기도 한다. 저준위 방사성폐기물의 대부분은 베타선이나 감마선을 내는 베타/감마 폐기물이며 어느 정도 이상 세기의 알파선을 내는 것을 알파폐기물이라고 한다. 그리고 알파폐기물 중에 초우라늄원소를 포함하는 것을 초우라늄폐기물(TRU폐기물)이라고 한다.
저준위 방사성폐기물은 특히 원자력발전소의 운전원이나 보수요원이 사용한 장갑·덧신·작업복·걸레·각종 교체부품, 관련 산업체·병원·연구기관에서 나오는 고체폐기물로 전술한 바와 같이 드럼통에 넣고, 콘크리트로 굳힌 후 깊은 바다 또는 땅 속에 묻어서 처리하고 있다.
그러나 저준위 방사성 고체 폐기물을 저장 및 보관하는 데에 사용되는 지금까지 알려진 종래의 방사성 폐기물 보관용기는 철재로 이루어진 드럼통으로서 내부에 콘크리트와 방사성 폐기물이 혼합된 고화물을 단순하게 보관하는 정도에 지나지 않는다.
이러한 종래의 방사성 폐기물 보관용기는 고화제로 사용되는 콘크리트가 차지하는 부피가 크기 때문에 실질적으로 보관용기 내부에서 방사성 폐기물의 저장 공간은 상대적으로 줄어들게 되고 콘크리트의 무게로 인해 중량도 커지는 문제가 있다.
나아가 방사성 폐기물과 콘크리트가 패킹된 보관용기는 중량물인 관계로 그만큼 운반 비용이 증대되고, 보관용기의 공간 활용도가 낮기 때문에 패킹 후에는 보관용기를 저장하기 위한 영구처리시설의 공간이 그만큼 더 요구되는 등 제반 처리 비용이 증대되는 문제가 있다.
또한, 영구처리시설에 저장되어 보관되는 과정중에 보관용기에 침출수가 발생하면 철재로 이루어진 드럼통이 부식되면서 파손될 수 있고, 내부에 수용된 방사성 폐기물에 의한 방사능 누출 문제를 야기할 수 있는 등 종래의 방사성 폐기물 보관용기는 안전에 취약한 면이 있다.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 방사성 폐기물을 안전하고 간편하게 패킹할 수 있을 뿐만 아니라 방사성 폐기물을 더 많이 보관할 수 있는 방사성 폐기물 보관용기 및 그를 이용한 방사성 폐기물 패킹방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 방사성 폐기물이 수용되는 본체; 상기 본체를 덮어 패킹하는 뚜껑; 및 상기 본체 및 뚜껑에 도금된 납;을 포함하는 방사성 폐기물 보관용기를 제공한다.
상기 납은 본체 및 뚜껑의 내부 또는 외부 표면 중 적어도 어느 한 표면에 도금되는 것이 바람직하다.
상기 뚜껑은 상기 본체에 커링(Curling) 가공되면서 상기 본체를 밀폐할 수 있다.
상기 본체와 뚜껑은 각각 가장자리 영역에 상보적인 형상의 요철부가 형성되며, 상기 뚜껑은 요철부가 억지끼움 결합되면서 상기 본체를 밀폐시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 방사성 폐기물이 수용되는 본체; 상기 본체를 덮어 패킹하는 뚜껑; 및 상기 본체 및 뚜껑의 내측 또는 외측 표면의 적어도 어느 한 표면에 결합되며, 납으로 이루어지는 박판;을 포함하는 방사성 폐기물 보관용기에 의해서도 목적이 달성될 수 있다.
한편, 본 발명은 방사성 폐기물을 압착하고 분쇄하는 1차 압착 및 분쇄 단계; 분쇄된 방사성 폐기물을 파라핀 또는 밀랍과 혼합하는 혼합단계; 상기 파라핀또는 밀랍과 혼합된 방사성 폐기물을 다시 압착하는 2차 압착단계; 상기 2차 압착된 방사성 폐기물을 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방사성 폐기물 보관용기에 수용하는 수용단계; 상기 수용된 방사성 폐기물의 빈 공간에 고정액을 충진하는 충진단계; 상기 보관용기를 뚜껑으로 밀봉하는 밀봉단계를 포함하는 방사성 폐기물의 패킹 방법을 아울러 제공한다.
상기 밀봉단계는 상기 보관용기에 덮어진 뚜껑을 커링 가공하는 것이 바람직하다.
상기 고정액은 파라핀, 밀랍, 실리콘, 아스팔트, 옻즙, 콘크리트, 시멘트 중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 방사성 폐기물의 흔들림을 방지하는 것이라면 다양하게 변형 실시 가능하다.
본 발명에 의하면 방사성 폐기물을 안전하고 간편하게 패킹할 수 있을 뿐만 아니라 방사성 폐기물을 더 많이 보관할 수 있는 효과가 있다.
아울러 본 발명의 보관용기를 구성하는 방사성 폐기물을 수용하는 본체와 이를 패킹하는 뚜껑에 납을 도금함으로써 방사성 폐기물로부터 방사능이 방출되지 않도록 차단하고, 방사성 폐기물 보관용기 외부 및 내부로부터 발생되는 침출수를 차단할 수 있기 때문에 방사능에 의한 오염 및 염분에 의한 용기의 파손 등을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존의 콘크리트 첨가 방식에 의해 패킹된 방사성 폐기물을 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기와 패킹방법을 사용하여 패킹하면 방사성 폐기물의 보관효율을 높일 수 있고 그 만큼 영구처리시설 등 제반 처리비용을 획기적으로 절감할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기의 일 실시예에 따른 사시도.
도 2는 도 1의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 A 영역 또는 B 영역의 단면으로서 다양한 실시예들.
도 4는 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기가 일반 보관용기에 탑재된 상태를 보여주는 도면.
도 5는 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기의 다른 실시예에 따른 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기가 사용된 폐기물 처리장치의 동작도.
도 7은 방사성 폐기물과 파라핀 충진재가 방사성 폐기물 보관용기에 패킹된 상태의 단면도.
도 8은 본 발명의 방사성 폐기물의 패킹 방법에 대한 흐름도.
본 발명에 따른 방사성 폐기물 보관용기는 방사성 폐기물이 수용되는 본체; 상기 본체를 덮어 패킹하는 뚜껑; 및 상기 본체 및 뚜껑에 도금된 납;을 포함하는 방사성 폐기물 보관용기를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기의 일 실시예에 따른 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 A 영역 또는 B 영역의 단면으로서 다양한 실시예들이고, 도 4는 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기가 일반 보관용기에 탑재된 상태를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 방사성 폐기물 보관용기(100)는 방사성 폐기물이 수용되는 본체(110)와, 상기 본체(110)를 덮으며 내부에 수용된 방사성 폐기물을 패킹하는 뚜껑(120)으로 이루어질 수 있다.
여기서 상기 본체(110)는 상부가 개구된 형태로 내부에 방사성 폐기물이 보관될 수 있는 수용공간을 가진다. 본 실시예에서 본체(110)는 종래의 드럼통의 형상처럼 원통형상을 도시하였으나 수용되는 방사성 폐기물의 형태 또는 본체(110)의 강도를 보강할 필요가 있는 경우 등을 고려하여 단면이 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등 다각형상을 갖는 형태로 실시될 수 있다.
그리고 본체(110)의 가로 방향을 따라 외표면에는 다수의 주름부(113)가 형성될 수 있다. 상기 주름부(113)는 본체(110)의 강도를 보강하는 용도로 사용될 수 있는데 본 실시예에서는 본체(110)가 세로방향으로 길게 구성되기 때문에 세로 방향의 강도를 보강하기 위해 중앙 영역에 상호 이격된 2개의 주름부(113)가 마련된다.
물론 상기 주름부(113)는 내부에 수용된 방사성 폐기물과 함께 보관용기(100)를 압착할 필요가 있을 때 압축되는 방향을 효율적으로 안내하는 용도로도 사용될 수 있다. 이러한 주름부(113)가 형성된 본체(110)는 내부의 공간 활용도를 더욱 높일 수 있을 것이다.
그리고 상기 본체(110)의 개구부 영역(도 2 참조)에는 외측 또는 내측으로 말려진 형상의 커링부(112)가 마련된다. 상기 커링부(112)는 라운드 형태를 갖기 때문에 후술할 뚜껑(120)이 본체(110)를 패킹할 때 커링 가공을 용이하게 하는 역할을 하며, 아울러 방사성 폐기물이 본체(110) 내부에 수용될 때 내부 공간부로 용이하게 미끄러져 이동하도록 하는 가이드 역할을 할 수 있다.
상기 뚜껑(120)은 상술한 본체(110)의 개구부를 덮도록 원반 형태로 이루어지며, 가장자리 영역이 상기 본체(110)의 커링부(112)와 상보적인 형상을 갖는 것이 바람직하다.
상기 뚜껑(120)은 상기 본체(110)에 방사성 폐기물이 수용되면 본체(110)에 덮어진 후 커링(Curling) 가공되면서 상기 본체(110)를 밀폐하도록 패킹된다. 커링 가공은 통조림 등을 진공 포장하는데 사용되는 공지기술로서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상술한 본체(110) 및 뚜껑(120)에는 납(Pb)으로 도급된 납도금부가 형성된다.
납은 주지하는 바와 같이 주기율표 14족에 속하는 탄소족원소로 녹는점이 327.5 ℃, 끓는점이 1744 ℃, 비중이 20 ℃에서 11.34를 갖는 금속으로서, 방사능(베타선, 감사선)등을 차단하는 효과가 있다.
따라서, 본 발명의 보관용기(100)는, 방사성 폐기물을 수용하는 본체(110)와 이를 패킹하는 뚜껑(120)에 납을 도금함으로써 방사성 폐기물로부터 방사능이 방출되지 않도록 차단하는 효과를 가져올 수 있다.
아울러, 납이 갖는 녹는점, 끓는점 등 금속적인 특징으로 인해 방사성 폐기물 보관용기(100) 외부 및 내부로부터 발생되는 침출수를 차단할 수 있기 때문에 방사능에 의한 오염 및 염분에 의한 용기의 파손 등을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 효과를 발생시키는 납도금부는 상기 본체(110) 및 뚜껑(120)의 내부 또는 외부 표면 중 적어도 어느 한 표면에 도금되는 것이 바람직하다.
도 3에는 도 1에 확대 도시된 본체(110) 및 뚜껑(120)의 단면에 납도금부를 구현하는 다양한 실시형태를 도시하였다. 해칭된 부분은 본체(110) 및 뚜껑(120)의 재질을 나타내는 것으로 본체(110) 및 뚜껑(120)은 바람직하게는 철재강판으로 이루어질 수 있으며 다양한 형태의 금속 재질이 사용될 수도 있다.
도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 납도금부는 본체(110) 및 뚜껑(120)의 내부와 외부표면 모두에 도금될 수 있으며, 도 3의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 본체(110) 및 뚜껑(120)의 내부 또는 외부의 한 표면에만 도금될 수 있다.
여기서, 본체(110) 및 뚜껑(120)의 두께(t1)과 납도금부의 두께(t2,t3)는 방사성 폐기물의 종류 또는 기타 목적에 따라 다양하게 실시될 수 있는데, 예를 들어 납도금부의 두께(t2, t3)는 순도가 99% 이상의 납(pb)으로 두께가 1~1.5mm 내외를 갖도록 실시될 수 있다.
상술한 본 실시예의 방사성 폐기물 보관용기(100)는 그 자체적으로 온전한 보관용기(100)로 실시될 수도 있지만, 방사성 폐기물을 수용하며 1차적으로 방사능을 차단하는 내부용기로 사용될 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이 본 실시예의 보관용기(100)는 방사성 폐기물이 패킹된 후에 종래의 보관용기(200) 내부에 탑재될 수 있다. 따라서 종래 보관용기(200)와 함께 사용되는 이중적으로 방사능을 차단하여 안전성을 더욱 높일 수 있다.
특히 납은 해수, 즉 염분에 강한 특성이 있다. 따라서 방사성 폐기물의 처리시설이 주로 해안 등 사람과 먼 장소에 마련되는 것을 감안하면 기존 철재의 드럼통에 비해 침출수에 의한 안전도를 높이고 수명을 연장할 수 있다.
도 5는 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기의 다른 실시예에 따른 분해 사시도이다.
전술한 실시예의 방사성 폐기물 보관용기(100)는 커링 가공에 의해 본체(110) 내부가 뚜껑(120)에 의해 밀봉되었지만, 본 실시예의 방사성 폐기물 보관용기에서는 본체(110)와 뚜껑(120) 각각 가장자리 영역에 상보적인 형상의 요철부(115, 125)가 형성되도록 실시되는 형태를 갖는다.
도 5를 참조하면 상기 뚜껑(120a)의 가장자리 영역(125)은 하부로 돌출된 형로 이루어지고, 상기 본체(110a)의 개구부 가장자리 영역(115)는 요입된 홈 형태로 이루어지는 요철부의 형태가 마련되며, 상기 요철부가 억지끼움 결합되면서 상기 본체(110)의 내부공간은 밀폐될 수 있다. 물론, 상기 요철부 형태에 전술한 커링 가공이 함께 구현되어 밀폐효과를 더욱 증대시키도록 실시될 수도 있다.
한편, 도시하지는 않았지만 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기는 전술한 실시예처럼 상기 본체(110) 및 뚜껑(120)의 내측 또는 외측 표면의 적어도 어느 한 표면에 납도금부를 형성하지 않고 납으로 이루어지는 박판을 결합시킬 수도 있다.
도 6은 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기가 사용된 방사성 폐기물 처리장치의 동작도이고, 도 7은 방사성 폐기물과 파라핀 충진재가 방사성 폐기물 보관용기에 패킹된 상태의 단면도이며, 도 8은 본 발명의 방사성 폐기물의 패킹 방법에 대한 흐름도이다.
이하에서는 전술한 특징을 갖는 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기를 이용하여 방사성 폐기물을 공간활용도를 높이도록 효율적으로 패킹하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
도 6에는 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허 출원번호 제2009-0121435호의 방사성 폐기물 처리장치와 전술한 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기가 함께 도시되어 있다.
본 발명의 방사성 폐기물 패킹 방법은 바람직하게는 본 출원인에 의해 제안된 상기 방사성 폐기물 처리장치를 사용할 수 있지만, 후술하는 단계를 이용하는 기술 사상을 갖는다면 이에 제한될 필요는 없다.
설명의 편의상 도 6에 도시된 방사성 폐기물 처리장치와 함께 방사성 폐기물의 패킹 방법을 설명하기로 한다.
본 발명의 방사성 폐기물 패킹방법은 방사성 폐기물 처리장치에 방사성 폐기물(W)을 투입하는 투입단계(S10)를 거친다. 방사성 폐기물(W)이 투입되면 방사성 폐기물(W)을 압착하고 분쇄하는 1차 압착 및 분쇄 단계(S20)가 수행된다.
상기 1차 압착 및 분쇄 단계(S20)는 복수의 압착롤러(미도시)를 구비하는 분쇄부에 의해서 방사성 폐기물(W)의 부피가 감소되면서 내용물이 잘게 분쇄된다. 물론, 분쇄는 회전하는 커터에 의한 방식 또는 기타 다양한 분쇄장치를 이용하여 방사성 폐기물을 조각, 분말 형태로 만들 수 있다.
이와 같이 분쇄된 방사성 폐기물(W)은 고정액(F)과 혼합하는 혼합단계를 거치는데, 고정액(F)으로 파라핀 또는 밀랍 용액이 사용되는 혼합단계(S30)를 거친다. 상기 용액 혼합 단계(S30)는 용액공급부(400)에 의해 이루어지며 분쇄된 방사성 폐기물(W) 조각들은 파라핀 또는 밀랍 용액과 혼합되고, 파라핀 또는 밀랍 용액이 식게되면 방사성 폐기물(W)은 서로 결속되면서 고화될 수 있다.
이때 사용되는 밀랍은 납에스테르, 유리지방산, 유리알콜, 탄화수소 등을 포함하여 형성된다. 이러한 밀랍은 25도에서 용융점으로 가열되는 경우 부피가 약 10% 정도 증가하는 것으로 압착시 방사성 폐기물은 냉각되는 밀랍에 의해 부피가 축소되며 고화된다. 이러한 효과는 파라핀 용액의 경우에도 동일하다.
이어서 상기 파라핀 또는 밀랍 용액과 혼합된 방사성 폐기물(W)을 다시 압착하는 2차 압착단계(S40)가 수행된다. 상기 2차 압착단계(S40)는 압축실린더(미도시)에 의해 피스톤 식으로 혼합물을 압착하는 형태의 압착부(300)에 의해 수행될 수 있다.
상기 2차 압착단계(S40)를 반복적으로 수행하면서 일정 부피로 압착된 방사성 폐기물(W)은 압착부(300)를 개구부를 닫고 있던 전면판(510)의 입구가 게이트(520)에 의해 개방되면 보관용기(100)에 수용될 수 있는 상태가 된다. 상기 보관용기(100)는 상술한 본 발명의 여러 형태의 방사성 폐기물 보관용기 중 어느 하나일 수 있다.
상기 보관용기(100)는 보관용기 회전유닛(610), 이송롤러(620), 보관용기 전후진유닛(630) 등에 의해 상기 압착된 방사성 폐기물(W)을 수용할 위치로 이동할 수 있다.
이에 상기 2차 압착된 방사성 폐기물(W)은 방사성 폐기물 보관용기에 수용하는 수용단계(S50)를 거친다.
상기 보관용기(100)에 방사성 폐기물이 수용된 후 수용된 방사성 폐기물의 빈 공간에 다시 고정액(F)을 충진하는 충진단계(S60)가 수행된다.
상기 고정액(F)은 파라핀, 밀랍, 실리콘, 아스팔트, 옻즙, 콘크리트, 시멘트 중 적어도 어느 하나일 수 있으며, 방사성 폐기물의 흔들림을 방지하는 것이라면 다양하게 변형 실시 가능하다.
이어서 상기 보관용기(100) 내부에 방사성 폐기물과 고정액(F)이 수용되면 상기 보관용기(100)를 뚜껑(120)으로 밀봉하는 밀봉단계(S70)가 수행된다.
이와 같이 일련의 단계들(S10~S70)을 통해 패킹이 이루어진 보관용기(100) 내부는 도 7에 도시된 바와 같은 형태를 갖게 되므로, 종래 콘크리트 고정방식의 패킹에 비해 공간을 효율적으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 무게도 크게 줄일 수 있게 된다.
한편, 상기 밀봉단계(S70)를 거친 상기 보관용기(100)는 기존의 2차 용기 내지 본 발명의 보관용기(100)를 내부에 삽입되어 다시 밀봉되는 단계(S80)를 더 거칠 수 있다.
이와 같이 본 발명에 의하면 방사성 폐기물을 안전하고 간편하게 패킹할 수 있을 뿐만 아니라 방사성 폐기물을 더 많이 보관할 수 있는 효과가 있다.
따라서 기존의 콘크리트 첨가 방식에 의해 패킹된 방사성 폐기물을 본 발명의 방사성 폐기물 보관용기와 패킹방법을 사용하여 패킹하면 방사성 폐기물의 보관효율을 높일 수 있고 그 만큼 영구처리시설 등 제반 처리비용을 획기적으로 절감할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 방사성 폐기물이 수용되는 본체;
    상기 본체를 덮어 패킹하는 뚜껑; 및
    상기 본체 및 뚜껑에 도금된 납;을 포함하는 방사성 폐기물 보관용기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 납은 본체 및 뚜껑의 내부 또는 외부 표면 중 적어도 어느 한 표면에 도금되는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 보관용기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 뚜껑은 상기 본체에 커링(Curling) 가공되면서 상기 본체를 밀폐하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 보관용기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 본체와 뚜껑은 각각 가장자리 영역에 상보적인 형상의 요철부가 형성되며, 상기 뚜껑은 요철부가 억지끼움 결합되면서 상기 본체를 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물 보관용기.
  5. 방사성 폐기물이 수용되는 본체;
    상기 본체를 덮어 패킹하는 뚜껑; 및
    상기 본체 및 뚜껑의 내측 또는 외측 표면의 적어도 어느 한 표면에 결합되며, 납으로 이루어지는 박판;을 포함하는 방사성 폐기물 보관용기.
  6. 방사성 폐기물을 압착하고 분쇄하는 1차 압착 및 분쇄 단계;
    분쇄된 방사성 폐기물을 파라핀 또는 밀랍과 혼합하는 혼합단계;
    상기 파라핀 또는 밀랍과 혼합된 방사성 폐기물을 다시 압착하는 2차 압착단계;
    상기 2차 압착된 방사성 폐기물을 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방사성 폐기물 보관용기에 수용하는 수용단계;
    상기 수용된 방사성 폐기물의 빈 공간에 고정액을 충진하는 충진단계;
    상기 보관용기를 뚜껑으로 밀봉하는 밀봉단계를 포함하는 방사성 폐기물의 패킹 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밀봉단계는 상기 보관용기에 덮어진 뚜껑을 커링 가공하는 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 패킹방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 고정액은 파라핀, 밀랍, 실리콘, 아스팔트, 옻즙, 콘크리트, 시멘트 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 방사성 폐기물의 패킹 방법.
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