한국원자력연구소(소장 장인순) 원자력화학연구팀(연구책임자 김원호 박사)은 과학기술부가 지원하고 있는 원자력연구개발사업으로 방사성 물질을 분석하기 위해 유도결합 플라스마 원자방출 분광분석기(ICP-AES)의 방사선 차폐시스템을 설치하고, 핵물질 및 핵분열생성물의 정량기술을 개발함으로써 방사성 물질내 미량성분의 정밀 측정기술을 확보했다. 한국원자력연구소가 개발한 유도결합 플라스마 원자방출 분광분석기의 차폐시스템은 표면 방사선량률 100 mR/h 이하의 방사성 물질을 취급할 수 있는 차폐능을 지니고 있으며, 사용후 핵연료와 같은 고방사성 물질내 성분원소를 정량할 수 있다. 사용후 핵연료내 함유된 성분원소 가운데 핵분열 수율이 큰 원소(Ba과 Sr), 열중성자 흡수단면적이 큰 원소(Ce, Eu, Gd, La, Nd, Pr, Y, Sm 및 Cd) 및 지르칼로이 피복관 부식에 영향을 미치는 원소(I), 핵연료 연소과정에서 금속합금을 형성하는 원소(Ru, Rh, Pd 및 Mo) 그리고 용해과정에서 재침전물을 형성하는 원소(Zr)의 정량기술을 개발했다. 사용후 핵연료 용액에 추출 크로마토그래피법을 적용해 주요 성분원소를 분리·회수(회수율 98-100%)한 후 방사선 차폐 유도결합 플라스마 원자방출 분광분석기로 측정했다. 측정 농도범위가 0.01-0.1 mg/L인 경우 측정 정밀도는 95% 이상이었다. 특히, 방사선 차폐 전기화학 측정장치를 설치하고, 사용후 핵연료에 함유된 핵물질(우라늄 또는 플루토늄) 정량기술을 개발했다. 확립된 정량방법에 따라 핵연료 제조공정에서 사용되는 우라늄을 측정한 결과, 20mg일 경우 99.95% 이상의 측정 정밀도를 보임으로써 국제 기술수준에 상위하는 정량 결과임을 확인했다. 사용후 핵연료 용액에 함유된 0.3-0.5mg의 플루토늄을 음이온교환수지관에서 분리하고, 전기량 적정법으로 정량한 결과 99.7% 이상의 측정 정밀도를 얻었다. 정밀 측정기술은 핵물질 통제 및 계량에 활용할 수 있는 중요한 기술이다. 과학기술부는 방사성 물질 미량성분 정량기술이 방사성 폐기물, 원자력발전소 냉각수, 원자로 재료물질 등 국내 원자력 산업계에서 발생하는 방사성 물질 성분원소 분석에 활용할 수 있으며, 원자력 산업 및 연구활동에 대한 국민 신뢰도를 향상시킬 수 있게 될 것으로 기대하고 있다. <Chemical Daily News 2001/06/01> |
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