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1 R-2003-A (KAERI/CR-245/2005) 원전폐수지처리기술 (C-14 제거 ) 개발 위탁기관 한국원자력연구소 산업자원부

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30 Yes 양이온교환수지 원전폐수지저장용기 원전폐수지특성분석 양이온 Yes 음이온교환수지분리특성 저장탱크내 C-14 방사능분포 음이온교환수지 C-14 선택적분리 위탁과제연구범위 14 CO 2 기체휘발특성고효율제거공정흡착제개발개발및모델링 기존개발된흡착제성능개선 ( 감용비증대 ) 포집된 14 C 재활용 ( 의약, 제약, 농업용 ) 폐흡착제 공정개선을통한감용비향상및공정설계자료도출 시멘트, 폴리머 ( 플라스틱 ) 고화기술개선 대체매질개발 부피증가최소화

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45 불활성가스산용액 C-12 C-13 C-14 고화점이하냉각 금속휘발반응 냉각 고체상이산화탄소이산화탄소가스 일산화탄소 액화일산화탄소 폐수지 C-12 Rich 산화 분별증류 C-14 탄산염 수산화금속용액과반응 이산화탄소 C-14 Rich

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81 N NaHCO3 2L/IRN150 40g 0.005N NaHCO3 2L/IRN150 30g C Ion Conc.(ppm) Time(hr) 18 Ion-exchange capacity (mg-c/g-irn-150) Equlibrium Concentration (ppm) 70 도건조시료 110 도건조시료 IRN( 원료 ) Langmuir-70 Langmuir-110 Langmuir-IRN( 원료 )

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83 Ion-exchanged Capacity, Qeq (meq/g) H2PO4 NO3 HCO3 Langmuir-C Langmuir-N Langmuir-P Equilibrium Concentration of each Ions, Ceq (mol/l)

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85 Ion-exchanged Capacity, Qeq (meq/g) HCO3 NO Equilibrium Concentration of each Ions, Ceq (mol/l) Ion-exchanged Capacity, Qeq (meq/g) NO3 H2PO Equilibrium Concentration of each Ions, Ceq (mol/l)

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87 1.8 Ion-exchange capacity, meq/g Co Cs Na NH 4 Co Cs Na NH4 0.0E E E E E E E E E-02 Ce (mol/l)

88 Co Cs Na NH4 5.5 ph Ce, mol/l

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97 탈착율 탈착후용액내 총량 농도 용액부피 탈착전수지내 총량 흡착량 수지 수지양

98 Mixing Tank Resin or Solution N2 gas Sampling G C N2 Analysis System (Data Acquisition) Heating mantle

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105 Desorption Efficiency, % N addition /C sorbent molar ratio

106 Moderator Coolant Carbon Fraction H 2 CO 3 * HCO 3 - CO ph

107 120% 100% Desorption % ph Desorption percent, % 80% 60% 40% 20% 5 Solution ph % stirring shaking 0.1N HNO 3 Volume, ml 0

108 CO2 Conc.(ppm) 55,000 50,000 45,000 40,000 35,000 30,000 25,000 20,000 15,000 10,000 5, Time(min) HNO3-18 mmol

109 2,400 2,200 2,000 NH4H2PO4 Na3PO4 NaNO3 CO2 Conc.(ppm) 1,800 1,600 1,400 1,200 1, Time(min) 90,000 80,000 70,000 Na3PO4-No bubbling Na3PO4-Bubbling NaNO3 CO2 Conc.(ppm) 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10, 산용액주입 Time(min)

110 200, , ,000 HNO3-3ml(pH=6.5) HNO3-5ml(pH=2.1) HNO3-8ml(pH=0.1) 140,000 CO2 Conc.(ppm) 120, ,000 80,000 60,000 40,000 20, Time(min)

111 200, , ,000 HNO3-1ml(pH=6) HNO3-2ml(pH=0.7) HNO3-4ml(pH=0.3) 140,000 CO2 Conc.(ppm) 120, ,000 80,000 60,000 40,000 20, Time(min)

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114 g-No Bubbling 4g-Bubbling 6g-Bubbling CO2 C onc.(ppm ) Time(min)

115 NH4H2PO mmol NH4H2PO4 0.9 mmol NH4H2PO mmol NH4H2PO4 1.8 mmol HNO3 3mol CO 2 conc., ppm Time(min)

116 Desorption percent of HCO 3 ion, % Time, min 50% 100% 150% 200% HNO Desorption percent of HCO 3 ion, % % 100% 150% 200% HNO Time, min

117 Desorption percent of HCO3 ion, % % 100% % 200% HNO Time, min

118 Desorption percent of HCO 3 ion, % % loaded 50% loaded 100% loaded HNO3 H 2 PO 4 /C molar percent, %

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121 100,000 80,000 CO2 Concentration, ppm 60,000 40,000 20,000 20ml 10ml 5ml Time, min Desorption percent of HCO 3 ion, % NH4H2PO4 50% NH4H2PO4 100% 20 NH4H2PO4 150% NH4H2PO4 200% HNO3 1mol Time (min)

122 120 Desorption percent of HCO 3 ion, % Time, min NH4H2PO4 50% NH4H2PO4 100% NH4H2PO4 150% NH4H2PO4 200% HNO3 1mol C-14 amount of IRN78 resin, mg-c/g-irn : C-14 amount : HCO3 amount Average activity per IRN-78 spent resin(ci/m 3 -IRN78)

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124 80,000 70,000 60,000 CO 2 conc., ppm 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 H3PO mmol H3PO4 4.5 mmol H3PO mmol H3PO4 9 mmol HNO3 1mol Time(min)

125 120 g g 100 Desorption percent of HCO 3 ion, % H3PO4 50% H3PO4 100% H3PO4 150% H3PO4 200% HNO3 1mol Time (min)

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129 ph >11 Cathode High ph ph 7 f feeding = f rex, out f ph ad in f rex, in ph < 5 f ph ad out f rex, out Adjusted ph (ph<3) Anode Feeding tank ph adjust tank

130 Na + Na + HCO - 3 (A) - Na + HCO - 3 H 2 O H + 1/2 H 2 OH - Na + Na + OH - CEM Na + Na + 1/2H 2 O 1/4 O 2 HCO - 3 HCO - 3 Na + + Na + H + H + (B) - 2Na + 2HCO - Na + 3 2H 2 O 2H + H 2 Na + Na + 2Na + OH - 2Na + 2HCO - 3 2Na + 2Na 2OH - H 2 O 1/2 O 2 CEM HCO - 3 2Na + OH - 2H + H + 2HCO - 3 Na + OH - 2Na + 2Na + + J i = - D i dci dx n if - DiC RT i dφ dx

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132 Anodic cell Cathodic cell Mesh type electrode Flow path in cell Interior flow path of cell frame Membrane

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136 14 12 Cathode soltion ph Solution p H Soltion Temperature Sampl 1 Sampl 2 Sampl Anode soltion ph Time(min) Solution Tem p.( o C )

137 V, 10V, 20rpm 0.1N-NaHCO N-NaNO 3 음극방 Solution ph 8 6 washing 양극방 4 2 4V 10V 0 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 6:00 Time, hr

138 14 12 Solution ph V, 20rpm, 0.1N-NaHCO N-NaNO 3 음극방 양극방 :00 0:30 1:00 1:30 2:00 Time, hr V, 20rpm(3ml/min) 0.1N-NaNO N-NaHCO 3 Solution ph 8 6 음극방 양극방 :00 0:30 1:00 1:30 2:00 Time, hr

139 14 12 Solution ph V, 0.1N-NaHCO N-NaNO3 음극방 양극방 4 3 ml/min 6 ml/min 9 ml/min 2 0 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 Time, hr

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141 14 start Solution ph 8 6 1st 2nd 4 washing 7.5V, 20rpm, 5g(10%) 0.1N-NaNO3 음극방 양극방 2 0 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 Time, hr

142 Solution ph V, 20rpm, 5, 10g(10%) 0.1N-NaNO3 음극방 -10 g 음극방 -5 g 양극방 -10 g 양극방 - 5 g 2 0 0:00 1:00 2:00 3:00 4:00 5:00 Time, hr 30,000 5 g 10 g 25,000 20,000 CO 2 conc., ppm 15,000 10,000 5, Time(min)

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144 용액내 이온몰수 용액내금속핵종몰수 이온교환 용액내양이온양 수지의이온교환용량

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147 NW W SW 60 N C S NE E SE 60 Units : cm

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150 C-14 Conc.(Bq/ml) : 1 단 -H3PO4 : 2 단 -H3PO4 : 1 단 -NH4H2PO4 : 2 단 -NH4H2PO Time(min)

151 Cumulative total C-14 amount (mci x 10-2 ) Time(min) : 1 단 -H3PO4 : 2 단 -H3PO4 : 1 단 -NH4H2PO4 : 2 단 -NH4H2PO4

152 C-14 Conc.(Bq/ml) : SR200-NaOH 1 단 : SR100-NaOH 1 단 : SRB-NaOH 1 단 : SR200-NaOH 2 단 : SR100-NaOH 2 단 : SRB-NaOH 2 단 Time(min)

153 90.0 Cumulative total C-14 amount (mci x 10-2 ) : SR200-NaOH 1 단 : SR100-NaOH 1 단 : SRB-NaOH 1 단 : SR200-NaOH 2 단 : SR100-NaOH 2 단 : SRB-NaOH 2 단 Time(min)

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158 5.0 Generation amount of adsorbent(kg-media) Sodalime Removal Capacity of Media(g-CO 2 /Kg-media) Volume Reduction % Sodalime Removal Capacity of Media(g-CO2/Kg-media)

159 Mixing Tank CO2 gas Adsorbent G C N2 CO 2 N2 Adsorbent Analysis System (Data Acquisition) Humidifier Heating mantle

160 Mixing Tank N2 CO 2 N2 Humidifier Analysis System (Data Acquisition) G C

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162 : Soda lime-0.25g : Ca(OH)2-0.25g :LiOH.H2O-0.25g C/Co Time(min)

163 : Soda lime-0.25g : Ca(OH)2-0.25g :LiOH.H2O-0.25g C/Co Time(min)

164 :Soda lime-0.1g : Ca(OH)2-0.1g : LiOH.H2O-0.1g No material C/Co Time(min)

165 C/Co : Soda lime-0.25g : Ca(OH)2-0.25g :LiOH.H2O-0.25g Time(min)

166 C/Co Soda lime-0.2g-30000ppm : Soda lime-0.25g-52000ppm Ca(OH)2-0.2g-30000ppm-1st Ca(OH)2-0.2g-30000ppm-2nd : Ca(OH)2-0.25g-52000ppm :LiOH.H2O-0.25g-52000ppm LiOH,H2O-0.2g-30000ppm Time(min)

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168 Soda lime Li(OH) kpa Adsorption Capacity : 3.65 mmol/g Carrier : 129 ml/min Evapor : 36 ml/min Sobate : ml/min Total flow rate : ml/min 0.9 C/Co Time, min

169 N 2 (Carrier) : 600 ml/min CO 2 (Evapor) : 70 ml/min Conc., : ppm(co 2 ) Conc., test C/Co N 2 (Carrier) : 600 ml/min CO 2 (Evapor) : 35 ml/min Conc., : 7046 ppm(co 2 ) N 2 (Carrier) : 600 ml/min CO 2 (Evapor) : 17.5 ml/min Conc., : 3579 ppm(co 2 ) N 2 (Carrier) : 600 ml/min CO 2 (Evapor) : 8.75 ml/min Conc., : 1815 ppm(co 2 ) N 2 (Carrier) : 600 ml/min CO 2 (Evapor) : ml/min Conc., : 893 ppm(co 2 ) Time, min

170 Variable of conc., Continue flow variable of Conc., Conc., : ~ 446 ppm(co 2 ) Soda lime continue flow N 2 (Carrier) : 600 ml/min CO 2 (Evapor) : 24.7 ml/min Conc., : 4216 ppm(co 2 ) 0.7 C/Co Time, min

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182 1 μm이하 1 μm이상

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192 adsorbent X500 X1000 X3000

193 adsorbent X500 X1000 X3000

194 adsorbent 3-4-4X50 X1000 X3000

195 adsorbent X500 X1000 X3000

196 Ca(OH)2 soda lime bead PS Gauze LiOH C/C Time(min)

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199 ppm-4.2cm ppm-4.2cm ppm-4.2cm ppm-4.2cm ppm-5.5cm-0616( 동결건조 ) 5000ppm-7.5cm-0623( 비동결-스틱 ) N 2 (Carrier) : 2000 ml/min CO 2 (Evapor) : 10 ml/min Conc., : 5503 ppm(co 2 ) Column length : 4 cm Weight : 20 g 1.0 C/Co Time (min)

200 C/Co : Soda lime(old)-0.25g : Ca(OH)2-0.25g :LiOH.H2O-0.25g New soda lime -0.25g PHS(P)-0.25g Old soda lime-0.25g C type C pellet g M type D pellet g Original type P pellet g M type M1 pellet g M type M2 pellet g M type M3 pellet g M type M4 pellet g Time(min)

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204 CO2 SV MFC N2 SV Air SV MFC N2 Air 탈착용액 폐수지 / 활성탄 / 제올라이트폐액 가열공정 2-2 로 용액 공정 5 수분 trap VENT 폐수지 다단스크린 공정 1 탈착용액 수분 trap Gas Chromatograph 탈착용액 스크린 폐수지 폐액 폐수지 공정 2-1 폐수지 펌프 N2 기체 공정 3 공정 4 탈착용액 혼합용액 폐수지회수탱크 탈착용액회수탱크 탈착용액저장탱크 (3 개 ) 탈착용액 탈착용액회수탱크 산용액저장탱크 (2 개 ) 슬러지혼합용액회수탱크 NaOH+ Ca(OH)2 혼합저장탱크혼합용액 혼합용액회수탱크

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218 soltion GAS SAMPLING V.T N2 GAS RESIN 기체순환용 PUMP 공정 1 공정 2-1 공정 2-2 공정 2-3 ( 공정 1) 공정 2-4 정량 PUMP GAS SAMPLING 습도조절기 HEATER 습도조절기 GAS 순환용 PUMP CLAMP UNION 한국원자력연구소

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225 기체순환용펌프 Gas Sampling (NaOH scrubbing) Check Valve 공정 2 공정 2 N2 MFC 폐수지 습도조절탱크 공정 1 ( 컬럼형 ) 탈착용액 폐수지회수탱크탈착용액회수탱크

226 플랜지 4 플랜지 3 플랜지 3 홈삽입용 ( 홈에가스켓끼운후압착 - 기체 leak 방지용 ) 2 Pipe (OD=50.8mm) (ID =46.8mm) 내부바스켓 ( 흡착제충진용 ) 600 하단스크린 ( 바스켓하단에위치 ) 플랜지 2 플랜지 1 플랜지 2 홈삽입용 ( 홈에가스켓끼운후압착 - 기체 leak 방지용 )

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230 C/Co R.H=15% R.H=55% R.H=85% simulated Time, min

231 C/Co ppm ppm 2000ppm simulated Time, min

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255 C A

256 C A B B A C

257 A C B A B C

258 Ca phase B A C

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10 (10.1) (10.2),,

10 (10.1) (10.2),, Chapter 16 Precipitation Equilibria Copyright 2001 by Harcourt, Inc. All rights reserved. Requests for permission to make copies of any part of the work should be mailed to the following address: Permissions

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주지스님의 이 달의 법문 성철 큰스님 기념관 불사를 회향하면서 20여 년 전 성철 큰스님 사리탑을 건립하려고 중국 석굴답사 연구팀을 따라 중국 불교성지를 탐방하였습 니다. 대동의 운강석굴, 용문석굴, 공의석굴, 맥적산석 굴, 대족석굴, 티벳 라싸의 포탈라궁과 주변의 큰

주지스님의 이 달의 법문 성철 큰스님 기념관 불사를 회향하면서 20여 년 전 성철 큰스님 사리탑을 건립하려고 중국 석굴답사 연구팀을 따라 중국 불교성지를 탐방하였습 니다. 대동의 운강석굴, 용문석굴, 공의석굴, 맥적산석 굴, 대족석굴, 티벳 라싸의 포탈라궁과 주변의 큰 불교학과반(1년 과정) 기초교리반(6개월 과정) 매주 화요일 저녁 7시 매주 목요일 오후 2시 / 저녁 7시 5월 5일 5월 12일 5월 19일 5월 26일 어린이날 휴강 인도불교사 2 / 이거룡 교수님 인도불교사 3 / 이거룡 교수님 중국불교사 1 / 이덕진 교수님 5월 7일 5월 14일 5월 21일 5월 28일 백련암 예불의식 및 기도법 / 총무스님 성철

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