국내 경수로형 원자로 냉각재 중의 14C 거동 특성 평가

• 영문명: Evaluation of 14C Behavior Charateristic in Reactor Coolant from Korean PWR NPP＇s
• 발행기관: 한국방사성폐기물학회
• 저자명: 강덕원 양양희 박경록
• 간행물 정보: 『Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology (JNFCWT)』Vol.7 No.1, 1~7쪽, 전체 7쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2009.03.31

국문 초록

본 논문은 국내에서 가동되고 있는 3개 로형의 원자로 냉각재로부터 유기 및 무기 14C의 특성을 평가하는데 초점을 맞추었다. 주 목적은 국내 원전 부지에서 환경으로 방출되는 14C에 대한 신뢰할만 한 특성을 평가하는데 있다. 14C는 방사성핵종 인벤토리 중 가장 중요한 핵종중의 하나로서 처분장에서의 방출 시나리오에서 가장 중요한 선량 기여 핵종중의 하나이다. 14C는 반감기가 5,730 년인 순수 베타방출체로써 환경으로의 이동성이 높을 뿐 아니라 생물학적인 유용성이 높다. 최근의 연구결과에 의하면, 유기화합물 형태의 14C는 환원환경 하에서 원자로 냉각재내에서 주종을 이루고 있는 것으로 밝혀졌으며 그 외의 유기화합물인 formaldehyde, formic acid 및 acetate도 함께 형성되는 것으로 알려졌다. 그러나 정지화학 처리 기간인 산성산화환경 하에서는 산화성 탄소형태로 바뀌면서 14CO2나 H14CO3-형으로 바뀌어 지는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 원자력발전소의 다양한 처리계통의 시료에 대해 유기 및 무기화학형의 14C 농도를 측정, 평가하였다. 원자로 계통 내에서의 14C 인벤토리는 약 3.1 GBq/kg로 나타났으며 냉각재 계통 내에서는 주로 유기 화학형이 주종을 이루고 있었으며 무기화학형은 10% 이내인 것으로 나타났다. 용액중의 14C 측정은 기상과 액상으로 분리하여 분석하였다. 정상 운전 중에는 유기화학형의 14C가 주종을 이루고 있지만 발전소의 배기구를 통해 방출되는 14C의 화학형은 온도, pH, 체적제어탱크의 방출 및 정지화학 처리에 따라 화학형이 달라지고 있는 것으로 나타났다.

영문 초록

This study has been focused on determining the chemical composition of 14C - in terms of both organic and inorganic 14C contents - in reactor coolant from 3 different PWR's reactor type. The purpose was to evaluate the characteristic of 14C that can serve as a basis for reliable estimation of the environmental release at domestic PWR sites. 14C is the most important nuclide in the inventory, since it contributes one of the main dose contributors in future release scenarios. The reason for this is its high mobility in the environment, biological availability and long half-life(5730yr). More recent studies - where a more detailed investigation of organic 14C species believed to be formed in the coolant under reducing conditions have been made - show that the organic compounds not only are limited to hydrocarbons and CO. Possible organic compounds formed including formaldehyde, formic acid and acetic acid, etc. Under oxidizing conditions shows the oxidized carbon forms, possibly mainly carbon dioxide and bicarbonate forms. Measurements of organic and inorganic 14C in various water systems were also performed. The 14C inventory in the reactor water was found to be 3.1 GBq/kg in PWR of which less than 10% was in inorganic form. Generally, the 14C activity in the water was divided equally between the gas- and water- phase. Even though organic 14C compound shows that dominant species during the reactor operation, But during the releasing of 14C from the plant stack, chemical forms of 14C shows the different composition due to the operation conditions such as temperature, pH, volume control tank venting and shut down chemistry.

키워드

경수로 방사성이산화탄소(14CO2) 방출화학형 냉각재 액상시료 전처리 PWR Radiocarbon dioxide 14C chemical form Reactor coolant Process sample