원자력 시설 인근 수계에서 방사성 세슘 제거를 위한 일라이트 개질 연구 (Study on the Illite Modification for Removal of Radioactive Cesium in Water Environment near Nuclear Facilities)

서지정보

· 발행기관 : 대한자원환경지질학회
· 수록지 정보 : 자원환경지질 / 51권 / 2호 / 113 ~ 120페이지
· 저자명 : 황정환, 정성욱, 신우식, 한원식

초록

체르노빌과 후쿠시마와 같은 원자력 사고를 통해 환경으로 방출되는 방사성 세슘(137Cs)은 화학적 독성과 γ선 방출, 그리고 긴 반감기(t1/2 = 30.2 년) 때문에 주된 감시대상 방사성 핵종 가운데 하나이다. 1족 알칼리 금속인 세슘은 점토광물에 잘 흡착되며, 특히 운모류 광물인 일라이트와 특이적 흡착을 하는 것으로 알려져 있다. 이는 일라이트의 frayed edge sites 에 세슘이 선택적 흡착을 일으키기 때문이며, 이러한 흡착 지점은 일라이트의 풍화 정도 및 결정도에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 연구는 인공 풍화 실험(pH=2.0 at 50oC)을 통해 일라이트 표면을 개질함으로써 세슘의 흡착 성능을 증가시키기 위해 수행되었다. 일라이트의 층간 양이온들(K, Ca)은 반응 1일 이내에 다량 용출되는 반면, 결정 구조를 구성하는 Si와 Al은 점진적으로 용출되었다. 또한 일라이트 시료의 결정도가 감소하여 인위적인 화학적 풍화가 발생하였음을 지시하였다. 저농도의 세슘과 흡착 실험을 진행한 결과, 흡착분배계수가 기존에비해 약 2배 증가하였다. 이러한 결과는 비교적 저온에서 손쉽게 일라이트의 흡착 성능을 개선할 수 있음을 암시한다.

영어초록

Radioactive cesium(137Cs) can be released into the environment through severe nuclear accidents such as the Chernobyl and Fukushima, The 137Cs is one of major monitoring radionuclides due to its chemical toxicity, γ radiation and long half-life(t1/2=30.2 yrs). It has been known well that illite adsorb selectively and strongly the cesium due to frayed edge sites. The quantity of the FES in the illite could be controlled by weathering processes.
Therefore, this study was modified illite samples through artificial weathering in the laboratory to increase sorption efficiency for cesium. Abundant interlayer cations(i.e., K, Ca) were eluted within 1 day, while Si and Al were gradually released from the crystal structure. In addition, broad peaks of XRD indicated the occurrence of chemical weathering. The cesium sorption distribution coefficients increased up to approximately 2 times after the weathering. These results suggested that sorption capacity of illite could be enhanced for cesium through artificial weathering under low temperature.

참고자료

· 없음