○ 방사성 폐기물은 주로 핵연료주기나 방사성 동위원소의 제조, 사용기간 중에 발생한다. 방사성 폐기물의 다른 소스는 천연자원이용에 따른 부산물로 농산물과 의약품 그리고 방사성 동위원소를 함유하는 원료물질이다. 방사성 폐기물은 생명체, 천연자원 및 환경에 유해하다.

○ 방사성 동위원소의 수준이 적용할 처리방법의 선정에 영향을 준다. 최근에 세계적으로 인정되고 있는 분류시스템은 활성수준과 반감기를 기반으로 하고 있다. 이 시스템을 기반으로 폐기물은 규제해제 폐기물(EW: Waste to Exempt), 저.중준위폐기물(LILW: Low and Intermediate Level Waste)과 고준위 폐기물(HLW: High Level Waste)로 분류된다. LILW는 단수명 폐기물(LILW-SL)과 장수형 폐기물(LILW-LL)로 세분된다.

○ 단수명의 베타/감마활성을 보유하는 수중의 폐기물은 대기로 방출되기 전에 배제한계(exclusion limit)로 붕괴하도록 방치하지만, 장수명의 방사성핵종을 보유하는 수중의 폐기물은 화학침전, 증발, 여과 및 용매추출을 사용해서 처리되어야 한다.

○ 수중의 방사성 폐기물처리를 위한 다양한 대안 중에서 이 논문은 막 공정에 중점을 두고, 전통적인 공정에 비해 막 공정의 장점은 ①타 공정에 비해 상대적으로 적은 에너지가 필요하고, ②모듈을 추가해 규모를 쉽게 확장할 수 있으며, ③상대적으로 저온에서 운전할 수 있고, ④타 분리시스템과 결합시키는 혼성시스템을 형성할 수 있다는 점이다.

○ 이 원고의 목적은 모든 막 협회를 포함해서 상대적으로 적은 수의 연구그룹에 의해 이루어진 진행결과를 검토하는 것이다. 따라서 개별적인 논문을 상세하게 검토하지 않았다.

 

○ 역 삼투압, 나노여과 및 한외여과
·역 삼투압(RO: Reverse Osmosis)과 한외여과(UF: Ultra-Filtration) 등 압력으로 액상폐기물을 정화하는 주요 매개변수는 오염제거계수(DP: Decontamination Factor)이고, 이는 RO 또는 UF처리를 거친 유출흐름에 함유된 핵종에 대해 유입흐름에 함유된 핵종의 비로 나타난다.

·우라늄전환공정 유출수(UCPE: Uranium Conversion Process Effluent)는 질산우라늄 유출수(UNE)와 불화우라늄 유출수(UFE) 등 두 종류로 구분할 수 있다. UCPE 조성과 농도는 매우 복잡하고, 공정조건에 따라 변동한다. UCPE의 주요 성분은 우라늄화합물, 질산염, 암모니아, 암모늄이온과 불소이온이고, 방사성, 독성 및 부식성을 가진다.

·이전의 연구에서는 중우라늄산 암모늄의 여액에 함유된 방사성핵종 제거에 초산셀룰로오스막이 효율적이었다고 나타났지만, 이들의 안전성은 완전하지 않았다. 그러므로 Prabhakar 등은 폴리아미드 기반의 RO, NF와 UF막을 사용하는 시험을 했다.

·Chmielewski 등은 다단계 RO운전으로 저.중준위의 액상 방사성폐기물을 처리했다. 3단계 RO유닛을 사용해 300~800ppm의 액상폐기물을 정화했고 투입물질의 초기 비활성보다 200~14,000배 더 낮은 비활성을 갖도록 처리했으며, 농축액은 7~15배 더 높은 비활성을 보유했다.

·1988년 6월에 131Cs 소스가 우연히 스페인의 Cadiz에 위치하는 스테인리스강철 생산회사인 Acerinox의 용광로에서 용융했다. 이 사고로 용광로와 이에 따른 냉각회로가 방사능으로 오염되었다. 공장의 정화공정에서 40㎥의 방사성폐액이 발생해서 RO로 처리되었고, 36㎥ 이상이 정화되었다. 남아 있는 4㎥는 증발로 처리되었고, 최종적인 용적은 1㎥ 이하로 저감되었다.

○ 수착, 침전 또는 착물형성과 결합된 한외여과
·UF 막의 공극크기는 너무 커서 물에서 방사성 이온을 제거할 수 없기 때문에 이들 이온을 한외여과에서 저지하기 전에 수착, 침전 또는 착물형성으로 방사성 종의 크기를 키운다. UF와 결합하면서 수용성 금속을 고착시키는 폴리머를 사용하는 방법이 희석공정 또는 폐수로 부터 가치가 있거나 규제되는 금속을 선택적으로 농축시키거나 회수하기 위해 개발되고 있는 기술이다.

·저준위 폐기물(LLW)은 핵연료주기의 다양한 국면에서 발생하고 다양한 화학조성을 갖는다. 세슘과 스트론튬을 제거하기 위해 각각 copper ferrocyanide와 인산칼슘 침전법을 사용하는 조직적인 연구가 Rao 등에 의해 수행되었다. 모액은 0.2㎛의 공극크기를 갖는 UF를 통과했다. LLW의 경우에, 세슘에서는 200~300, 스트론튬에서는 200의 DF를 얻을 수 있었다.

○ 흡착, 침전 또는 미셀형성과 결합된 정밀여과
·Rajec와 Paulenova는 미셀 한외여과/정밀여과(MF: Micro-Filtration) 기술을 사용해 스트론튬의 예비농축을 시도했다. 수용성 콜로이드용액을 형성하기 위해 투입용액에 di(2-ethylhexy)-phosphoric 계면활성제를 첨가한 뒤에 UF/MF를 통과시켰다. 그리고 다양한 재질의 막과 공극크기를 비교했다.

·이후에 정밀여과과정이 뒤따르는 공침은 공침과 MF의 결합으로 양쪽의 장점을 결합한다. 침전 자체로는 액체로부터 고체를 효율적으로 분리하지 못하기 때문에 결과적으로 불량한 정화수치(DF)를 나타낸다.