상하수도 120회 4교시 문제 3. 방사능 오염수의 제거방법에 대하여 설명하시오.

답 1. 방사능 오염수의 문제점

- 1986년 체르노빌 참사 이후, 후쿠시마 원전사고는 세계사에서 두 번째로 큰 원자력 대이변으로서, 갑상선 이상, 불임, 특정-암 발생위험도 등과 함께 토양, 건물, 식물, 물, 공기 등 인체 및 환경에 전례가 없이 심각하게 영향을 미치는 방사성 오염의 원인

- 이러한 원전사고 이외에도, 방사성 오염물 발생은 핵연료 주기시설, 핵폭탄 산업, 우라늄 농축공장, 방사성 동위원소 생산/이용시설, 의학/농업/연구 등의 분야에서 야기될 수 있기 때문에, 포괄적인 처리대책이 요구

답 2. 방사능 오염수의 제거방법

1) 방사능 폐기물 처리공정의 주요한 목적

- 방사능 폐기물의 부피저감, 방사능 물질의 제거, 그리고 방사능 폐기물의 물리적 상태와 화학적 성분의 변화

- 방사능 폐수 처리공정의 경우, 일반적으로 폐수에 존재하는 방사능 물질을 제거하는 일에 중점

2) 제거방법

- 방사능 폐수를 처리하는데 활용될 수있는 물리화학적 처리공정으로는 증발(evaporation), 화학적 침전(chemical precipitation), 이온교환(ion exchange), 역삼투(reverse osmosis), 전기투석(electrodialysis), 한외여과(ultrafiltration), 그리고 정밀여과 (microfiltration) 등

[이미지 출처 : 후쿠시마 원전 오염수의 처리, 환경부] : 

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답 3. 제거방법 세부설명

1) 증발공정

- 증발공정은 반응조에 고온 고압의 수증기를 주입하여 물과 방사능 물질을 분리시키는 공정

- 고온 고압의 수증기 (~150 ℃ 및 ~0.5 MPa)때문에 방사능 폐수에 존재하는 물은 수증기로 변화하고, 방사능 폐수는 방사능 물질과 염으로 구성된 방사능 물질 농축물로 변환

2) 화학적 침전

- 방사능 폐수에 화학물질(산, 염, 또는 응집제)을 주입 시, 폐수의 pH가 변하고 응집현상 촉진

- 이러한 과정에서 수중에 녹아있던 방사능 물질을 포함하여 불순물은 침전물로 변환되며, 작은 방사능 입자는 큰 입자로 성장

- 이후 방사능 침전물과 방사능 입자는 여러 고액분리공정을 이용하여 제거

3) 이온교환

- 이온교환물질로 채워진 반응조에 방사능 폐수가 유입되면, 이온교환물질에 부착되어 있던 이온들은 수중으로 탈착 되고, 그 탈착된 자리에 방사능 이온이 부착

- 유기성 이온교환물 질보다 무기성 이온교환물질이 방사능 폐수의 처리에 주로 사용

4) 막분리

- 역삼투는 수중에 있는 방사능 이온을 제거하는데 활용, 한외여과와 정밀여과는 방사능 폐수에 있는 입자성 물질을 분리하는데 사용

5) 전기투석

- 이온교환막과 전극이 설치되어 있는 반응조에 전기장을 생성, 수중의 이온을 효과적으로 분리

[이미지 출처 : 후쿠시마 원전 오염수의 처리, 환경부] : 

 

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