다핵종제거설비(ALPS) : 원자력 발전소 오염수 정화

다핵종 제거 설비(ALPS)

ALPS는 후쿠시마 원자력 발전소 오염수를 정화하는 데 사용되는 설비입니다. 이 설비는 2011년 지진과 쓰나미 이후 설치되었으며 그 이후로 수백만 톤의 오염수를 정화하는 데 사용되었습니다.

ALPS는 복잡한 설비이지만 기본 아이디어는 간단합니다. 오염수를 설비를 통해 펌핑하여 방사성 핵종을 제거합니다. 설비는 이온 교환수, 다공성 막 및 활성탄과 같은 다양한 기술을 사용하여 핵종을 제거합니다.

ALPS는 매우 효과적인 설비이지만 완벽하지는 않습니다. 설비는 세슘과 스트론튬과 같은 대부분의 방사성 핵종을 제거할 수 있지만 삼중수소와 같은 일부 핵종은 제거할 수 없습니다. 삼중수소는 자연적으로 존재하는 방사성 핵종이며 매우 어렵습니다. 

방사성 물질	ALPS  제거율
세슘-137	99.7%
스트론튬-90	99.8%
요오드-131	99.9%
크세논-133	99.9%

 

ALPS 설비 장점 단점

ALPS 설비	장점	단점
삼중수소를 제거하는 데 효과적입니다.	비싸고 유지 관리가 복잡합니다.	모든 삼중수소를 제거할 수 없습니다.
방출되는 물의 양을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.	삼중수소를 제거하는 유일한 방법이 아닙니다.
원자력 발전소의 안전을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.	삼중수소가 환경으로 방출되는 것을 완전히 방지할 수는 없습니

ALPS의 기능

ALPS는 다음과 같은 다양한 기술을 사용하여 오염수에서 방사성 핵종을 제거합니다.

• 이온 교환: 이온 교환은 이온 교환수라고 하는 특수 재료를 사용하여 방사성 핵종을 제거하는 기술입니다. 이온 교환수는 양전하 또는 음전하를 띤 이온을 끌어당깁니다. 방사성 핵종은 종종 양전하 또는 음전하를 띠므로 이온 교환수에 끌립니다. 그런 다음 방사성 핵종은 이온 교환수에서 제거되고 오염수는 정화됩니다.
• 다공성 막: 다공성 막은 매우 작은 구멍이 있는 특수 재료를 사용하여 방사성 핵종을 제거하는 기술입니다. 방사성 핵종은 종종 이 구멍보다 크기 때문에 막에 걸러집니다. 그런 다음 방사성 핵종은 막에서 제거되고 오염수는 정화됩니다.
• 활성탄: 활성탄은 방사성 핵종을 흡수하는 특수 재료를 사용하여 방사성 핵종을 제거하는 기술입니다. 방사성 핵종은 종종 활성탄에 흡수됩니다. 그런 다음 방사성 핵종은 활성탄에서 제거되고 오염수는 정화됩니다.

ALPS 처리 단계

• 여과: 여과는 ALPS의 첫 번째 단계입니다. 오염수는 여과 매체를 통과시켜 침전물, 부유물 및 기타 입자를 제거합니다.
• 흡착: 흡착은 ALPS의 두 번째 단계입니다. 오염수는 활성탄을 통해 흐르고 탄소 표면에 결합된 방사성 핵종이 제거됩니다.
• 음이온 교환: 음이온 교환은 ALPS의 세 번째 단계입니다. 오염수는 음이온 교환 수지를 통해 흐르고 수지 표면에 결합된 방사성 핵종이 제거됩니다.
• 이온 교환: 이온 교환은 ALPS의 네 번째 단계입니다. 오염수는 양이온 교환 수지를 통해 흐르고 수지 표면에 결합된 방사성 핵종이 제거됩니다.
• 증발: 증발은 ALPS의 다섯 번째 단계입니다. 오염수는 증발기에서 증발하여 방사성 핵종의 농도를 높입니다.

ALPS는 오염수에 함유된 방사성 핵종을 제거하는 데 매우 효과적인 설비입니다.
그러나 ALPS는 삼중수소를 완전히 제거할 수 없습니다.

ALPS의 처리 단계

단계	설명
여과	오염수를 여과 매체를 통과시켜 침전물, 부유물 및 기타 입자를 제거합니다.
흡착	오염수를 활성탄을 통해 흐르고 탄소 표면에 결합된 방사성 핵종을 제거합니다.
음이온 교환	오염수를 음이온 교환 수지를 통해 흐르고 수지 표면에 결합된 방사성 핵종을 제거합니다.
이온 교환	오염수를 양이온 교환 수지를 통해 흐르고 수지 표면에 결합된 방사성 핵종을 제거합니다.
증발	오염수를 증발기에서 증발하여 방사성 핵종의 농도를 높입니다.