원자력硏, 폐이온교환수지 탄화처리·고형화 기술 그린방사선에 이전
탄화 폐수지 40% 넣어도 처분 인수기준 충족
![[대전=뉴시스] 원자력연구원 손성준 선임연구원이 탄화폐수지가 포함된 시멘트 고화체의 압축 강도를 측정하고 있다.(사진=원자력연구원 제공) *재판매 및 DB 금지](https://img1.newsis.com/2026/09/23/NISI20260923_0002247867_web.jpg?rnd=20260923144510)
[대전=뉴시스] 원자력연구원 손성준 선임연구원이 탄화폐수지가 포함된 시멘트 고화체의 압축 강도를 측정하고 있다.(사진=원자력연구원 제공) *재판매 및 DB 금지
[대전=뉴시스] 김양수 기자 = 마땅한 처분방법이 없어 원전에 임시보관해 온 방사성 폐이온교환수지를 안전하게 굳혀 처분할 수 있는 기술이 개발돼 민간에 이전됐다.
한국원자력연구원은 원자력시설청정기술개발부 임승주 박사팀이 원전에서 발생하는 방사성 폐이온교환수지를 탄화한 뒤 시멘트나 지오폴리머로 고체화하는 기술을 개발해 그린방사선에 이전했다고 23일 밝혔다. 기술이전 조건은 정액기술료 1억원과 매출액 2%의 경상기술료다.
원전의 정상운전이나 해체과정에서는 시설과 설비에 묻은 방사성물질을 제거하는 제염작업이 이뤄진다. 이 과정에서 발생하는 폐액 속 방사성물질을 이온교환수지로 걸러내며 방사성물질을 흡착해 더 이상 사용할 수 없게 된 수지가 방사성 폐이온교환수지다. 폐수지는 최종 처분을 위해 시멘트 등으로 고형화해야 한다.
문제는 폐수지가 물을 쉽게 흡수하고 팽창해 그대로 시멘트 등과 섞어 굳히기 어렵다는 점이다. 폐수지를 많이 넣으면 고체 내부에 균열이 생겨 처분시설의 인수기준을 충족키 어렵고 반대로 적게 넣으면 최종 처분해야 할 고체 폐기물의 양과 비용이 늘어난다. 이로 폐수지는 현재 원전 내 임시 보관되고 있다.
연구팀은 폐수지를 산소가 없는 환경에서 가열해 열분해하는 탄화기술을 적용해 물을 흡수해 부푸는 특성을 억제한 뒤 탄화 폐수지를 고화체 전체 무게의 40%까지 넣고 시멘트와 지오폴리머로 각각 고형화했다.
검증에선 압축·열순환·침수·침출·유리수 시험 등 경주 중·저준위 방사성폐기물 처분시설의 주요 폐기물 인수기준을 모두 충족시킨 것으로 확인됐다.
특히 시멘트 등을 60%까지 추가해 고화체를 만들었을 때 최종 부피가 탄화 폐수지 자체 부피보다 20% 이내로만 증가해 고형화 과정에서 늘어나는 처분 부피를 최소화했다.
방사성물질이 고화체에서 외부로 빠져나오는 정도를 평가한 침출시험에서도 세슘 침출지수는 시멘트 고화체 9.18, 지오폴리머 고화체 10.41이었으며 코발트 침출지수는 각각 10.43과 13.77로 모두 처분 인수기준인 6.0을 넘어섰다.
이번 기술은 폐수지 고화체의 최종 부피와 처분 비용을 줄이면서 안전성을 확보할 수 있어 원전 해체 현장에도 활용될 전망이다.
기술을 이전받은 그린방사선은 이번 기술을 활용해 폐이온교환수지 고형화 처리 사업에 진출할 예정이다. 해당 기술은 기후에너지환경부 에너지기술개발사업 지원으로 개발됐으며 국내 특허 출원을 마치고 미국·일본·유럽·중국·UAE 등 해외 특허 출원을 앞두고 있다.
임승주 박사는 "탄화한 폐수지를 고화체 무게의 40%까지 넣어도 경주 중·저준위 방사성폐기물 처분시설의 주요 인수기준을 충족해 처분 폐기물의 부피와 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대된다"며 "처리가 까다로운 방사성 폐수지를 탄화해 안정적으로 고체화하고 최종 처분해야 할 폐기물의 부피와 비용을 줄일 수 있다는 데 의미가 크다"고 말했다.
◎공감언론 뉴시스 [email protected]
한국원자력연구원은 원자력시설청정기술개발부 임승주 박사팀이 원전에서 발생하는 방사성 폐이온교환수지를 탄화한 뒤 시멘트나 지오폴리머로 고체화하는 기술을 개발해 그린방사선에 이전했다고 23일 밝혔다. 기술이전 조건은 정액기술료 1억원과 매출액 2%의 경상기술료다.
원전의 정상운전이나 해체과정에서는 시설과 설비에 묻은 방사성물질을 제거하는 제염작업이 이뤄진다. 이 과정에서 발생하는 폐액 속 방사성물질을 이온교환수지로 걸러내며 방사성물질을 흡착해 더 이상 사용할 수 없게 된 수지가 방사성 폐이온교환수지다. 폐수지는 최종 처분을 위해 시멘트 등으로 고형화해야 한다.
문제는 폐수지가 물을 쉽게 흡수하고 팽창해 그대로 시멘트 등과 섞어 굳히기 어렵다는 점이다. 폐수지를 많이 넣으면 고체 내부에 균열이 생겨 처분시설의 인수기준을 충족키 어렵고 반대로 적게 넣으면 최종 처분해야 할 고체 폐기물의 양과 비용이 늘어난다. 이로 폐수지는 현재 원전 내 임시 보관되고 있다.
연구팀은 폐수지를 산소가 없는 환경에서 가열해 열분해하는 탄화기술을 적용해 물을 흡수해 부푸는 특성을 억제한 뒤 탄화 폐수지를 고화체 전체 무게의 40%까지 넣고 시멘트와 지오폴리머로 각각 고형화했다.
검증에선 압축·열순환·침수·침출·유리수 시험 등 경주 중·저준위 방사성폐기물 처분시설의 주요 폐기물 인수기준을 모두 충족시킨 것으로 확인됐다.
특히 시멘트 등을 60%까지 추가해 고화체를 만들었을 때 최종 부피가 탄화 폐수지 자체 부피보다 20% 이내로만 증가해 고형화 과정에서 늘어나는 처분 부피를 최소화했다.
방사성물질이 고화체에서 외부로 빠져나오는 정도를 평가한 침출시험에서도 세슘 침출지수는 시멘트 고화체 9.18, 지오폴리머 고화체 10.41이었으며 코발트 침출지수는 각각 10.43과 13.77로 모두 처분 인수기준인 6.0을 넘어섰다.
이번 기술은 폐수지 고화체의 최종 부피와 처분 비용을 줄이면서 안전성을 확보할 수 있어 원전 해체 현장에도 활용될 전망이다.
기술을 이전받은 그린방사선은 이번 기술을 활용해 폐이온교환수지 고형화 처리 사업에 진출할 예정이다. 해당 기술은 기후에너지환경부 에너지기술개발사업 지원으로 개발됐으며 국내 특허 출원을 마치고 미국·일본·유럽·중국·UAE 등 해외 특허 출원을 앞두고 있다.
임승주 박사는 "탄화한 폐수지를 고화체 무게의 40%까지 넣어도 경주 중·저준위 방사성폐기물 처분시설의 주요 인수기준을 충족해 처분 폐기물의 부피와 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대된다"며 "처리가 까다로운 방사성 폐수지를 탄화해 안정적으로 고체화하고 최종 처분해야 할 폐기물의 부피와 비용을 줄일 수 있다는 데 의미가 크다"고 말했다.
◎공감언론 뉴시스 [email protected]
