WO2017122886A1 - 알루미나 시멘트를 포함하는 방사성폐기물 고화용 고화제 조성물 및 이를 이용한 방사성폐기물의 고화방법 - Google Patents

알루미나 시멘트를 포함하는 방사성폐기물 고화용 고화제 조성물 및 이를 이용한 방사성폐기물의 고화방법 Download PDF

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임동한
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Definitions

  • the present invention relates to a solidifying agent for solidifying radioactive waste, and more particularly, to solidifying a radioactive waste generated at a waste power plant and a place handling a radioactive material, thereby solidifying and physically and chemically treating the solidified composition. It is about.
  • the cost of storing and managing solidified radioactive waste is more than 10 million won for 200L.
  • the amount of solidifying agent used to satisfy the physical and chemical safety level is 100% of the mass of radioactive waste to be solidified (5: 5 ratio). It is recommended to use, in which case the volume increase rate will be over 50%.
  • the current radioactive waste solidifying treatment technology has been studied to satisfy only physical and chemical safety, there is a limitation that does not consider the volume increase generated during the solidification treatment.
  • the amount of domestic radioactive waste that has not been solidified until now is considerable, and considering the cost of treatment of launchable waste that will continue to occur in the future, the development of technology to reduce the volume of radioactive waste solidified is urgently required.
  • It is an object of the present invention to provide a solidifying agent composition comprising alumina cement and gypsum powder, so that radioactive wastes can be solidified safely physically and chemically.
  • the present invention is to provide a solidifying composition for radioactive waste solidification comprising alumina cement and gypsum powder.
  • the solidifying agent composition may be 10 to 70 parts by weight of alumina cement, 5 to 50 parts by weight of gypsum powder, 1 to 10 parts by weight of resin powder, and 0.01 to 3 parts by weight of reaction accelerator, based on 100 parts by weight of total weight. It may further include 0.01 to 5 parts by weight of a holding agent, 0.01 to 5 parts by weight of an antifoaming agent, and 0.1 to 10 parts by weight of a fluidizing agent.
  • the present invention comprises the steps of (1) adding and stirring a fluidizing agent and water to the radioactive waste; (2) adding and stirring the solidifying agent composition to the radioactive waste to which the fluidizing agent and water are added in the step (1); And (3) to another aspect to provide a method of solidifying the radioactive waste comprising the step of curing the radioactive waste to which the solidifying agent composition is added in step (2).
  • the solidifying agent composition may be 33 to 68 parts by weight based on 100 parts by weight of radioactive waste, and the solidifying agent composition includes alumina cement and gypsum powder, and the solidifying agent composition is 100 parts by weight based on alumina cement. 10 to 70 parts by weight, gypsum powder may be 5 to 50 parts by weight.
  • the composition of the solidifying agent composition is 1 to 10 parts by weight of the resin powder, 0.01 to 3 parts by weight of the reaction accelerator, 0.01 to 5 parts by weight of the holding agent, 0.01 to 5 parts by weight of the defoaming agent, 0.1 to 5 parts by weight of the total amount of 100 parts by weight of the composition 10 parts by weight may be further included.
  • Step (3) may be curing for 28 days.
  • the radioactive waste solidifying agent composition of one embodiment of the present invention includes alumina cement and gypsum powder.
  • the solidifying agent composition may be 10 to 70 parts by weight of alumina cement, 5 to 50 parts by weight of gypsum powder, 1 to 10 parts by weight of resin powder, and 0.01 to 3 parts by weight of reaction accelerator, based on 100 parts by weight of total weight. It may further include 0.01 to 5 parts by weight of a holding agent, 0.01 to 5 parts by weight of an antifoaming agent, and 0.1 to 10 parts by weight of a fluidizing agent. If the alumina cement is less than 10 parts by weight, the curing reaction (solidification reaction) of the solidifying agent is delayed, and the compressive strength of the solidified body is not expressed to a certain level.
  • the gypsum powder functions to closely combine the alumina cement and the waste, and the gypsum powder is preferably 50% of the alumina cement (50 parts by weight relative to 100 parts by weight of the alumina cement) in terms of strength development. Powdered resin improves the chemical resistance and water resistance of the solidifying agent composition, thereby improving the overall quality. Retaining agent controls the curing time and excellent curing rate control effect of the alumina cement in the present invention.
  • the antifoaming agent removes bubbles in the solidifying agent composition, and the fluidizing agent can secure the homogeneity of radioactive waste to be solidified by securing fluidity by imparting fluidity to facilitate mixing.
  • a method of solidifying radioactive waste which comprises: (1) adding and stirring a fluidizing agent and water to the radioactive waste; (2) adding and stirring the solidifying agent composition to the radioactive waste to which the fluidizing agent and water are added in the step (1); And (3) curing the radioactive waste into which the solidifying agent composition is added in step (2).
  • Step (1) is to ensure the fluidity of the radioactive waste, to ensure the homogeneity of the radioactive waste to be solidified. Once the homogeneity is secured, the sampling technique can determine the total radioactivity of radioactive waste. If the radioactive waste has a high viscosity or a high degree of hardening, it may be difficult to mix with the solidifying agent, and if the mixing of the solidifying agent with the radioactive waste is poor, the quality of the solid may be deteriorated. In order to prevent this, water and a fluidizing agent may be added to the radioactive waste to secure a certain level of fluidity, and then a solidifying agent may be prepared by mixing the solidifying agent.
  • the solidifying agent composition in the step (2) may be 33 to 68 parts by weight based on 100 parts by weight of radioactive waste. If the solid content is less than 33 parts by weight, the compressive strength of the solid material is not expressed to a certain level. If the solid content is more than 68 parts by weight, the amount of the solidifying agent used for the waste is increased and the volume of the waste solid is increased so that the cost of treating radioactive waste is increased. The burden is increased.
  • the solidifying agent composition may include alumina cement and gypsum powder. The solidifying agent composition may be 10 to 70 parts by weight of alumina cement and 5 to 50 parts by weight of gypsum powder.
  • composition of the solidifying agent composition is 1 to 10 parts by weight of the resin powder, 0.01 to 3 parts by weight of the reaction accelerator, 0.01 to 5 parts by weight of the holding agent, 0.01 to 5 parts by weight of the defoaming agent, 0.1 to 5 parts by weight of the total amount of 100 parts by weight of the composition 10 parts by weight may be further included.
  • the step (3) is preferably sealed and cured for 28 days.
  • the upper part of the waste is sealed and cured, it prevents water evaporation, thereby reducing the occurrence of cracks and increasing the compressive strength of the solid, thereby making it more physically and chemically stable.
  • alumina cement 60 g of alumina cement, 30 g of gypsum powder, 3 g of powdered resin, 0.2 g of reaction accelerator, 1 g of oil and fat, 2 g of antifoam, and 3.5 g of glidant were prepared to prepare a solidifying agent composition.
  • Example 1 Composition Weight of Solidifying Agent Compositions in Examples 1 and 2
  • Example 1 Alumina cement 60 g 60 g Gypsum powder 30 g 30 g Powdered resin 3 g 3 g Reaction accelerator 0.2 g 0.5 g Maintenance agent 1 g 0.5 g Antifoam 2 g 2 g Glidants 3.5 g 4 g system 100 g 100 g
  • liquid fluidizing agent 5 g is mixed and stirred for 5 minutes by solidifying pretreatment to 100 g of a radioactive waste (A) in a slurry state containing 35% of water (volume 63 mL, solid amount 65 g). Thereafter, 33 g of the solidifying agent composition prepared in Example 1 was added thereto, followed by stirring for 3 minutes, to prepare a specimen using a mold for preparing a specimen having a diameter of 50 mm and a height of 100 mm.
  • A radioactive waste
  • 33 g of the solidifying agent composition prepared in Example 1 was added thereto, followed by stirring for 3 minutes, to prepare a specimen using a mold for preparing a specimen having a diameter of 50 mm and a height of 100 mm.
  • Example 3 In the same manner as in Example 3, 43 g of the solidifying agent composition prepared in Example 1 was added thereto.
  • Example 2 In the same manner as in Example 5, 68 g of the solidifying agent composition prepared in Example 2 is used.
  • the mixed water is 55 g and the general solidifying agent is 53 g.
  • the volume of the radioactive waste solidified by Examples 3 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 was measured, and the compressive strength was measured by sealing and moist curing for 28 days, and the immersion test at 90 days and air immersion. After compressing, the compressive strength was measured. After the thermal cycling test (60 to -40 ° C., 30 cycles), the compressive strength was measured and summarized in Table 3.
  • the amount used is 100 parts by weight relative to 100 parts by weight of the radioactive waste, and one embodiment of the present invention.
  • the solidifying agent composition according to the use ratio of the solidifying agent is 33 to 68 parts by weight, all of the Examples 3 to 6 meets the radioactive waste treatment standards. Therefore, the radioactive waste solidified body according to the present invention can reduce the amount of solidified solids generated by a maximum of 67% compared to the solidified treatment by the use of the basic ordinary portant cement (general solidified).
  • the volume change rate is 10.3 to 87.3% when the general solidifying agent is used, but the volume change rate is -9.6 to 27% when the solidified composition of one embodiment of the present invention is used.

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Abstract

본 발명은 방사성폐기물 고화용 고화제에 관한 것으로서, 본 발명의 방사성폐기물 고화용 고화제 조성물은 알루미나 시멘트 및 석고분말을 포함한다. 상기와 같은 본 발명에 따르면, 알루미나시멘트와 석고분말을 포함하는 고화제 조성물을 제공함으로써, 방사성폐기물을 고화처리하는데 있어 물리적, 화학적 안전규정을 만족하는 수준에서 방사성폐기물 고화체의 부피증가를 최소화하는 효과가 있다.

Description

알루미나 시멘트를 포함하는 방사성폐기물 고화용 고화제 조성물 및 이를 이용한 방사성폐기물의 고화방법
본 발명은 방사성폐기물 고화용 고화제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 워자력 발전소 및 방사성 물질을 취급하는 곳에서 발생되는 방사성폐기물을 고화 처리하여 물리적, 화학적으로 안정하게 처리하는 고화제 조성물 이의 제조방법에 관한 것이다.
기존에는 방사성폐기물을 고화 처리하기 위한 고화처리방법으로서 보통포틀랜드시멘트를 바탕으로 한 폴리머, 파라핀 등의 혼화재료가 혼합된 고화제 조성물에 대한 기술이 있으나, 이러한 기술이 실제 사용되고 있지 못하고 있는 실정이다.
고화 처리된 방사성폐기물을 저장하고 관리하기 위해 소요되는 비용은 200L의 경우 천만원 이상이 소요되어 진다.
기존의 보통포틀랜드시멘트 바탕의 고화제 조성물을 사용하여 방사성폐기물을 고화 처리할 경우 물리적, 화학적 안전수준을 만족하기 위한 고화제의 사용량은 고화하고자 하는 방사성폐기물 질량대비 100%만큼(5:5 비율) 사용하도록 권장되어 지며, 이 경우 부피 증가율이 50% 이상 될 것으로 판단된다.
즉, 현재 방사성폐기물 고화제 처리 기술은 물리, 화학적 안전성만을 만족하기 위해 연구되었으며, 고화 처리과정에서 발생되는 부피증가를 고려하지 못한 한계점이 있다. 특히, 현재까지 고화 처리되지 않은 국내 방사성폐기물량이 상당하며 이와 더불어 앞으로 지속적으로 발생하게 될 발사성폐기물의 처리비용을 고려할 경우 방사성폐기물 고화체의 부피를 저감하기 위한 기술개발이 절실히 요구되는 실정이다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
대한민국 공개특허공보 제10-2009-0089757호
본 발명의 목적은, 알루미나시멘트와 석고분말을 포함하는 고화제 조성물을 제공함으로써, 방사성폐기물을 물리적, 화학적으로 안전하게 고화처리함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 알루미나 시멘트 및 석고분말을 포함하는 방사성폐기물 고화용 고화제 조성물을 제공하는 것을 일 측면으로 한다.
상기 고화제 조성물은 총 중량 100 중량부 대비 알루미나 시멘트 10 내지 70 중량부, 석고분말 5 내지 50 중량부일 수 있으며, 총 중량 100 중량부 대비 수지분말 1 내지 10 중량부, 반응촉진제 0.01 내지 3 중량부, 유지제 0.01 내지 5 중량부, 소포제 0.01 내지 5 중량부, 유동화제 0.1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 (1) 방사성폐기물에 유동화제 및 물을 첨가하고 교반하는 단계; (2) 상기 (1)단계에서 유동화제와 물이 첨가된 방사성폐기물에 고화제 조성물을 투입하여 교반하는 단계; 및 (3) 상기 (2)단계에서 고화제 조성물이 투입된 방사성폐기물을 양생시키는 단계를 포함하는 방사성폐기물의 고화방법을 제공하는 것을 다른 측면으로 한다.
상기 (2) 단계에서 고화제 조성물은 방사성폐기물 100 중량부에 대하여 33 내지 68 중량부일 수 있으며, 상기 고화제 조성물은 알루미나 시멘트 및 석고분말을 포함하며, 상기 고화제 조성물은 100 중량부 대비 알루미나 시멘트 10 내지 70 중량부, 석고분말 5 내지 50 중량부일 수 있다. 또한, 상기 고화제 조성물은 조성물은 총 중량 100 중량부 대비 수지분말 1 내지 10 중량부, 반응촉진제 0.01 내지 3 중량부, 유지제 0.01 내지 5 중량부, 소포제 0.01 내지 5 중량부, 유동화제 0.1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 (3) 단계는 28일간 양생시키는 것일 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 알루미나시멘트와 석고분말을 포함하는 고화제 조성물을 제공함으로써, 방사성폐기물을 고화처리하는데 있어 물리적, 화학적 안전규정을 만족하는 수준에서 방사성폐기물 고화체의 부피증가를 최소화하는 효과가 있다.
또한, 원자력환경공단에서 제시하는 방사성폐기물 처리기준을 만족하는 수준의 고화체를 제조하는 데 사용되는 고화제의 사용량을 최대 67% 감소시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 형태에 따른 방사성폐기물 고화용 고화제 조성물은 알루미나 시멘트 및 석고분말을 포함한다. 상기 고화제 조성물은 총 중량 100 중량부 대비 알루미나 시멘트 10 내지 70 중량부, 석고분말 5 내지 50 중량부일 수 있으며, 총 중량 100 중량부 대비 수지분말 1 내지 10 중량부, 반응촉진제 0.01 내지 3 중량부, 유지제 0.01 내지 5 중량부, 소포제 0.01 내지 5 중량부, 유동화제 0.1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다. 알루미나 시멘트가 10 중량부 미만인 경우에는 고화제의 경화반응(고형화반응)이 지연되며, 고화체의 압축강도가 일정수준만큼 발현되지 않는다. 알루미나 시멘트가 70 중량부를 초과하는 경우에는 고화제의 경화반응이 너무 빠르게 진행되어 가사시간의 확보가 어려우며, 수화열발생, 표면균열, 강도저하의 문제가 발생한다. 석고분말은 알루미나시멘트와 폐기물이 치밀하게 결합되는 기능을 하며, 석고분말은 알루미나시멘트의 50%(알루미나시멘트 100중량부 대비 50중량부)인 것이 강도발현측면에서 바람직하다. 분말수지는 고화제 조성물의 내화학성, 내수성을 향상시켜 전체적인 품질을 향상시킨다. 유지제는 경화시간을 조절하며 본 발명에서 알루미나시멘트의 경화속도조절효과가 우수하다. 소포제는 고화제 조성물의 내부에 기포를 제거하며, 유동화제는 혼합작용이 원활하도록 유동성을 부여하는 것으로 유동성을 확보하여 고화시키고자 하는 방사사성폐기물의 균질성을 확보할 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따른 방사성폐기물의 고화방법은 (1) 방사성폐기물에 유동화제 및 물을 첨가하고 교반하는 단계; (2) 상기 (1)단계에서 유동화제와 물이 첨가된 방사성폐기물에 고화제 조성물을 투입하여 교반하는 단계; 및 (3) 상기 (2)단계에서 고화제 조성물이 투입된 방사성폐기물을 양생시키는 단계를 포함한다.
상기 (1) 단계는 방사성폐기물의 유동성을 확보하는 것으로, 고화시키려는 방사성폐기물의 균질성을 확보하기 위함이다. 균질성이 확보가 되면 샘플링 기법으로 방사성폐기물의 총방사능량을 알 수 있다. 방사성폐기물의 점도가 높거나 굳은 정도가 심할 경우, 고화제와 혼합이 어려울 수 있으며, 고화제와 방사성폐기물의 혼합이 불량하게 이루어질 경우 고화체의 품질이 저하된다. 이를 방지하기 위하여 방사성폐기물에 물과 유동화제를 투입하여 일정수준의 유동성을 확보한 이후 고화제를 혼합하여 균질한 고화체를 제조할 수 있다.
상기 (2) 단계에서 고화제 조성물은 방사성폐기물 100 중량부에 대하여 33 내지 68 중량부일 수 있다. 고화체를 33 중량부 미만으로 사용할 경우 고화체의 압축강도가 일정수준만큼 발현도지 않으며, 68 중량부를 초과하는 경우 폐기물에 사용되는 고화제의 양이 증가하게 되고 폐기물 고화체의 부피가 증가하여 방사성폐기물 처리비용 부담이 증가된다. 상기 고화제 조성물은 알루미나 시멘트 및 석고분말을 포함하며, 상기 고화제 조성물은 100 중량부 대비 알루미나 시멘트 10 내지 70 중량부, 석고분말 5 내지 50 중량부일 수 있다. 또한, 상기 고화제 조성물은 조성물은 총 중량 100 중량부 대비 수지분말 1 내지 10 중량부, 반응촉진제 0.01 내지 3 중량부, 유지제 0.01 내지 5 중량부, 소포제 0.01 내지 5 중량부, 유동화제 0.1 내지 10 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 (3) 단계는 밀봉하여 28일간 양생시키는 것이 바람직하다. 폐기물 상부를 밀봉하여 양생할 경우, 수분증발을 방지하여 고화체의 균열발생저감 및 압축강도증진의 효과가 있고 이를 통해 물리적, 화학적으로 더 안정된 고화체 제작이 가능하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1. 고화제 조성물의 제조
알루미나시멘트 60 g, 석고분말 30 g, 분말수지 3 g, 반응촉진제 0.2 g, 유지제 1 g, 소포제 2 g, 유동화제 3.5 g을 혼합하여 고화제 조성물을 제조한다.
실시예 2. 고화제 조성물의 제조
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 반응촉진제 0.5 g, 유지제 0.5 g, 유동화제 4 g으로 하여 제조한다.
표 1 실시예 1과 실시예 2에서의 고화제 조성물의 조성물 중량
실시예 1 실시예 2
알루미나 시멘트 60 g 60 g
석고분말 30 g 30 g
분말수지 3 g 3 g
반응촉진제 0.2 g 0.5 g
유지제 1 g 0.5 g
소포제 2 g 2 g
유동화제 3.5 g 4 g
계 100 g 100 g
실시예 3. 방사성폐기물의 고화처리
물을 35% 포함하고 있는 슬러리 상태의 방사성폐기물(A) 100 g(부피 63 mL, 고형량 65 g)에 고화 전처리로써, 액상유동화제 5 g을 혼합하여 5분 동안 교반한다. 이후, 상기 실시예 1에서 제조된 고화제 조성물을 33 g을 투입하여 3분동안 교반 후, 직경 50 mm, 높이 100 mm의 공시체 제작용 형틀을 이용하여 시편을 제작한다.
실시예 4. 방사성폐기물의 고화처리
상기 실시예 3과 동일하게 실시하되, 상기 실시예 1에서 제조된 고화제 조성물을 43 g을 투입한다.
실시예 5. 방사성폐기물의 고화처리
물을 포함하지 않는 방사성폐기물(B) 100 g(부피 136 ml, 고형량 100 g)에 고화 전처리로써, 액상유동화제 6 g 와 혼합수 55 g을 혼합하여 5분 동안 교반한다. 이후, 상기 실시예 2에서 제조된 고화제 조성물을 53 g을 투입하여 3분 동안 교반 후, 직경 50 mm, 높이 100 mm의 공시체 제작용 형틀을 이용하여 시편을 제작한다.
실시예 6. 방사성폐기물의 고화처리
상기 실시예 5와 동일하게 실시하되, 상기 실시예 2에서 제조된 고화제 조성물을 68 g으로 한다.
비교예 1.
물을 35% 포함하고 있는 슬러리 상태의 방사성폐기물(A) 100 g(부피 63 mL, 고형량 65 g)에 고화 전처리로써, 액상유동화제 5 g와 혼합수 38 g을 혼합하여 교반한다. 이후, 일반 고화제를 100 g을 투입하여 교반한 후 직경 50 mm, 높이 100 mm의 공시체 제작용 형틀을 이용하여 시편을 제작한다.
비교예 2.
상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 일반고화제는 33 g이다.
비교예 3.
물을 포함하지 않는 방사성폐기물(B) 100 g(부피 136 mL, 고형량 100 g)에 고화 전처리로써, 액상유동화제 5 g와 혼합수 88 g을 혼합후 교반한다. 이후, 일반 고화제를 100 g을 투입하여 교반한 후, 직경 50 mm, 높이 100 mm의 공시체 제작용 형틀을 이용하여 시편을 제작한다.
비교예 4.
상기 비교예 3과 동일하게 실시하되, 혼합수는 55 g이며 일반고화제는 53 g이다.
표 2 본 발명의 방사성폐기물 고화처리 배합조건
폐기물 고화 전처리 실수분(계산값)(g) 고화제
A(슬러리, 물 35%)(g) B(건조, 물 0%)(g) 고형량(g) 액상유동화제(g) 혼합수(g) 실시예1(g) 실시예2(g) 일반고화제(OPC)(g)
실시예3 100 65 5 38 33
실시예4 100 65 5 38 43
실시예5 100 100 6 55 58 53
실시예6 100 100 6 55 58 68
비교예1 100 65 5 38 76 100
비교예2 100 65 5 0 38 33
비교예3 100 100 6 88 91 100
비교예4 100 100 6 55 58 53
측정예.
상기 실시예 3 내지 6과 비교예 1 내지 4에 의하여 고화된 방사성폐기물의 고화체에 대하여 부피량을 측정하였으며, 28일 동안 밀봉, 습윤양생하여 압축강도를 측정하였으며, 기건 및 침수 90일에서 침수시험을 거친 후 압축강도를 측정하엿으며, 열순환시험 (60 내지 -40℃, 30 사이클)을 거친 후 압축강도를 측정하여 표 3에 정리하였다.
표 3
실험결과 방사성 폐기물 100g의 부피(mL) 폐기물 100g과 고화제 혼합물 부피량(mL) 부피변화율(%) 밀봉, 습윤양생, 28일 침수시험 열순환시험
압축강도(MPa) 기건 90일 침수 90일 60 내지 -40℃온도변화
압축강도(MPa) 압축강도(MPa) 압축강도(MPa)
실시예 3 63 76 20.6 14.6 16.5 17.8 18.8
실시예 4 63 80 27.0 17.8 19.2 20.5 20.8
실시예 5 136 123 -9.6 13.5 14 14.5 15.6
실시예 6 136 132 -2.9 16 17.5 17.7 18.5
비교예 1 63 118 87.3 15 16.8 18.8 19.5
비교예 2 63 88 39.7 2.8 1.7 3 3.2
비교예 3 136 150 10.3 14 15 15.5 16
비교예 4 136 130 -4.4 2.6 2.3 3.6 3.2
표 4 방사성폐기물 고형화기준
항목 관련 기준 시험 기준
압축강도 경질고화체 3.44MPa(500psig) 이상 KS F2405
연질고화체 시편의 수직변형율이 3%일 때 0.41MPa(60psig) KS F2351
방사선조사 이온교환수지 1.0E+6Gy NRC 「Technical Position on Waste Form, Rev.1」
그 외 1.0E+7Gy
침수시험 최소 90일 이상을 실시 후 압축강도 기준 만족
열순환시험 열순환 시험 실시 후 압축강도 기준 만족 ASTM B553
침출시험 Cs, Sr, Co 핵종에 대하여 침출지수 6이상 ANS 16.1
상기 표 2 내지 표 4를 참조하면, 방사성폐기물 고형화기준(표 4)에 만족하기 위한 방사성폐기물의 고화처리 시 일반고화제의 경우 사용량이 방사성폐기물 100 중량부 대비 100 중량부이며, 본 발명의 일 형태에 따른 고화제 조성물 사용 시 고화제의 사용비율이 33 내지 68 중량부이며, 실시예 3 내지 6에서 모두 방사물폐기물처리 기준을 만족한다. 따라서, 본 발명에 의한 방사성폐기물 고화체는 기본 보통포틀랜트시멘트(일반고화제) 사용에 의한 고화처리 대비 고화제의 사용량이 최대 67% 감소되어 전체 발생되는 고화체의 부피를 대폭 감소시킬 수 있다.
또한, 일반고화제를 사용하는 경우 부피변화율이 10.3 내지 87.3 %이나, 본 발명의 일 형태에 따른 고화체 조성물을 사용하는 경우 부피변화율이 -9.6 내지 27 %이다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 알루미나 시멘트 및 석고분말을 포함하는 방사성폐기물 고화용 고화제 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 알루미나 시멘트는 상기 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 70 중량부이고,
    상기 석고분말은 상기 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 방사성폐기물 고화용 고화제 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 조성물은 총 중량 100 중량부에 대하여 분말수지 1 내지 10 중량부, 반응촉진제 0.01 내지 3 중량부, 유지제 0.01 내지 5 중량부, 소포제 0.01 내지 5 중량부, 유동화제 0.1 내지 10 중량부를 더 포함하는 방사성폐기물 고화용 고화제 조성물.
  4. (1) 방사성폐기물에 유동화제 및 물을 첨가하고 교반하는 단계;
    (2) 상기 (1)단계에서 유동화제와 물이 첨가된 방사성폐기물에 고화제 조성물을 투입하여 교반하는 단계; 및
    (3) 상기 (2)단계에서 고화제 조성물이 투입된 방사성폐기물을 양생시키는 단계를 포함하는 방사성폐기물의 고화방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 (2) 단계에서 고화제 조성물은 방사성폐기물 100 중량부에 대하여 33 내지 68 중량부인 것을 특징으로 하는 방사성폐기물의 고화방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 (2) 단계의 고화제 조성물은 알루미나 시멘트 및 석고분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성폐기물의 고화방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 알루미나 시멘트는 상기 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 70 중량부이고,
    상기 석고분말은 상기 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 방사성폐기물의 고화방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 조성물은 총 중량 100 중량부에 대하여 분말수지 1 내지 10 중량부, 반응촉진제 0.01 내지 3 중량부, 유지제 0.01 내지 5 중량부, 소포제 0.01 내지 5 중량부, 유동화제 0.1 내지 10 중량부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성폐기물의 고화방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 (3) 단계는 28일간 양생시키는 것을 특징으로 하는 방사성폐기물의 고화방법.
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