Abstract
A study has been done on the separation of iodide from spent pressurized water reactor (PWR) fuels and its quantitative determination using ion chromatography. Spent PWR fuels were dissolved with mixed acid of nitric and hydrochloric acids (80 : 20 molL%) which can oxidize iodide to iodate to prevent it from be vaporized. After reducing ${IO_3}^-$ to $I_2$ in 2.5 M $HNO_3$ with $NH_2OH{\cdot}HCl$, Iodine was selectively separated from actinides and all other fission products with carbontetrachloride and back-extracted with 0.1 M $NaHSO_3$. Recovered iodide was determined using the ion chromatograph of which the column was installed in a glove box for the analysis of radioactive materials. In practice, spent PWR fuel with 42,000~44,000 MWd/MtU was analyzed and its quantity was compared to that calculated by burnup code, ORIGEN2. The agreement was achieved with a deviation of -8.3~-0.5% from the ORIGEN 2 data, $324.5{\sim}343.6{\mu}g/g$.
사용 후 핵연료의 화학특성 연구를 위하여 요오드의 분리와 정량에 관한 연구를 수행하였다. 사용 후 핵연료를 용해시키는 과정에서 핵연료 중에 CsI로 존재하는 요오드가 $I_2$로 산화되어 휘발되지 않도록 질산과 염산의 혼합산 (80:20 mol%)을 이용하여 비휘발성 ${IO_3}^-$로 안정화시켰다. 2.5 M $HNO_3$ 매질에서 $NH_2OH{\cdot}HCl$을 이용하여 $I_2$로 환원시킨 후 사염화탄소로 추출하여 우라늄과 핵분열생성물로부터 분리, 회수하였다. 0.1 M $NaHSO_3$을 사용하여 요오드를 역추출하였으며 수용액층으로 회수된 요오드를 이온 크로마토그래피로 정량하였다. 방사성 물질 분석에 적합한 이온 크로마토그래피/차폐 시스템을 구성하였으며 42,000~44,000 MWd/MtU 의 연소도를 갖는 사용후핵연료를 대상으로 요오드를 분석한 결과 Origin 2 연소도 전산코드에 의한 계산결과인 $324.5{\sim}343.6{\mu}g/g$와는 -8.3~-0.5%의 편차를 나타내었다.
