Abstract
The production of $^{14}C$ occurs in the Moderator(MOD), Primary Heat Transport System (PHTS), Annulus Gas System(AGS) and Fuel in the CANDU reactor. Among the four systems, The MOD system is the largest contributor to $^{14}C$ production(approximately 94.8%). $^{14}C$ is distributed of $^{14}CO_2$, $H_2^{14}CO_3$, $H^{14}{CO_3}^-$ and $^{14}{CO_3}^{2-}$ species as a function of the pH of water. Of these species, $H_2^{14}CO_3$ and $H^{14}{CO_3}^-$ form are predominant because the pH of MOD system is ＞ 5. In this paper, adsorption-desorption characteristics of bicarbonate ion (${HCO_3}^-$) by IRN 150 resin was investigated. ${HCO_3}^-$ ion existed in neutral condition(app. pH 7)was reacted with ion exchange resin (IRN-150) and saturated with it. Then $NaNO_3$ and $Na_3PO_4$ solutions selected as extraction materials were used to make an investigation into feasibility of ${HCO_3}^-$ extraction from resin saturated with ${HCO_3}^-$. Desorption of $CO^{2+}$ and $Cs^+$ ion by $Na^+$ ion was not occurred, and desorption of ${HCO_3}^-$ ion by ${NO_3}^-$ and ${PO_4}^{3-}$ was occurred slowly. Also, the status of ion exchange which is used in Wolsong NPPs and generation of spent resin yearly were surveyed.
CANBU형 원전에서 $^{14}C$ 핵종은 감속재 계통, 냉각재, 환형기체 및 연료 계통에서 생성된다. 이4가지 계통 중 감속재 계통이 전체 $^{14}C$ 생성의 94.8%를 차지하고 있다. $^{14}C$ 핵종은 용액 내에서 PH에 따라 용존 이산화탄소$^{14}CO_2$), 중탄산 이온($H^{14}{CO_3}^-$), 탄산 이온($^{14}{CO_3}^{2-}$) 및 탄산($H_2^{14}CO_3$)의 형태로 존재하는데, 감속재 계통에서는 PH가 5이상으로서 주로 이산화탄소($^{14}CO_2$), 탄산($H_2^{14}CO_3$) 및 중탄산 이온($H^{14}{CO_3}^-$)으로 존재한다. 본 연구에서는 월성 원전 각 계통에서 사용되고 있는 이온교환수지 현황과 년도별 폐수지 발생현황을 조사하였다. 그리고 월성 원전에서 사용되고 있는 IRN 150 수지의 탄소화합물의 흡$\cdot$탈착 특성을 살펴보기 위해, 중성 pH에서 주로 존재하는 ${HCO_3}^-$ 이온을 IRN 150 수지와 반응시켜 포화시킨 뒤, $NaNO_3$ 와 $Na_3PO_4$ 및 HC1, NaOH의 탈착용액을 선정하여 ${HCO_3}^-$ 이온의 탈착 가능성을 알아보았다. $Na^+$ 이온에 의한 $CO^{2+}$ 이온 및 $Cs^+$이온의 탈착은 거의 발생되지 않았으며, ${NO_3}^-$ 이온 및 ${PO_4}^{3-}$ 이온에 의한 ${HCO_3}^-$ 이온의 탈착은 서서히 진행되었다.
