세계 최초, 방사화 콘크리트의 방사능 저감화 기술 개발

KISTI 미리안『글로벌동향브리핑』 2010-03-03

일본 시미즈 건설(주)은 가까운 장래 본격화되는 원자력 발전소의 폐쇄, 해체에 대비하여 세계 최초로 방사화 콘크리트의 방사능 저감화 기술을 개발, 그 실용화에 전망을 세웠다.이 기술을 채용하는 것으로 방사성 폐기물 콘크리트량을 약 1/100로 줄일 수 있을 전망이다. 현재, 일본 내에서 54기의 원자로가 가동 중인데, 초기에 건설된 원자로는 이미 수명을 다하고 있다. 벌써, 일본 최초의 상업용 원자력 발전소인 일본 원자력발전(주) 토카이 발전소는 폐로 계획이 진행되고 있으며, 건설회사에서는 시미즈 건설만이 참여하고 있다. 폐로의 큰 과제는 해체시에 발생하는 대량의 방사성 폐기물을 삭감하는 것이다. 예를 들면 정부의 폐로 스터디의 모델이 되고 있는 110만 kW의 원자로(BWR형)를 해체하는 경우, 1기 당 2천m3를 넘는 방사화 콘크리트가 발생, 전량을 방사성 폐기물로 매설 처분하게 되어 있다. 여기서 시미즈건설은 방사성 폐기물인 콘크리트량을 삭감하기 위한 기술개발을 진행해 8년에 걸쳐 실용화 전망을 세웠다. 콘크리트가 방사성 폐기물이 되는 원인은 골재 중에 극히 미량 포함되는 유로피움(Eu)과 코발트(Co)라고 하는 원자(금속)에 중성자가 방사되어 방사화하는 것에 있다. 시미즈건설은 여기에 주목해, Eu와 Co를 방사화 콘크리트로부터 효과적으로 제거하는 기술개발을 진행해 왔다. 실용화가 기대되는 제거 기술은 방사화 콘크리트의 초산 처리이다. 이 기술은 콘크리트의 방사화 특성을 평가하는 기술이나 오염 토양의 처리 기술 개발로 축적한 시미즈 건설만의 노하우가 기반이 되었다. 구체적인 처리 방법은 우선 방사화 콘크리트를 수mm의 크기로 분쇄하고, 그것을 약 120℃의 초산에 24시간 담근다. 그러면 골재 중의 Eu나 Co 등 여러가지 금속이 초산 중에 용출된다. 용출된 금속은 초산 중에 알칼리를 더해 중화시키는 단계에서 각각 특정 pH 값이 되면 금속염이 되어 석출된다. Eu와 Co는 pH가 7~8이 되면 석출되므로, 그것들을 여과, 회수해 방사성 폐기물로 매설 처분한다. 초산 처리 후의 콘크리트는 Eu와 Co의 함유량이 기존의 1/10 이하가 되어, 방사성 물질로서 취급할 필요가 없어지기 때문에 골재는 재이용하고, 철이나 알루미늄을 포함한 염화물은 일반 폐기물로서 처분할 수 있다. 이러한 초산 처리는 다음과 같은 장점을 가진다. 첫째, 방사성 폐기물의 양을 기존의 약 1/100로 삭감할 수 있다. 110만 kW의 원자로(BWR형)를 해체하는 경우, 방사성 폐기물량이 약 2천m3에서 불과 약 20m3로 줄일 수 있다. 둘째, 방사성 폐기물 최종 처분장의 신설·증설 수요를 억제할 수 있으므로 사회적 비용의 저감에도 기여할 수 있다. 셋째, Eu와 Co를 거의 포함하지 않는 초산 처리 후 골재는 방사화되기 어렵기 때문에, 원자력 발전소의 콘크리트로 재이용함으로써 미래의 폐로 처리 비용을 더욱 줄일 수 있다. 770_01.gif 770_02.jpg 출처 : http://www.shimz.co.jp/news_release/2010/770.html