원자력발전소에서 발생한 방사성 콘크리트와 인근 주민으로부터의 방사성 콘크리트 재활용 작업자에 대한 방사선 안전성을 평가하였다. 전기 출력이 1000 MW인 원자력발전소를 해체할 경우 약 500,000톤의 콘크리트 폐기물이 발생한다. 해체 사업의 비용을 줄이기 위해 콘크리트 폐기물의 부피를 감소시키는 것이 중요하다. 이를 위해 바이오쉴드 콘크리트에서 유래한 저준위 방사성 시멘트 분말을 고형화(응고) 첨가제로 재활용한다. 일반 산업 폐기물로부터의 시멘트를 사용하는 대신, 방사성 콘크리트에서 시멘트를 추출하여 고형화 첨가제로 사용함으로써 처분해야 하는 방사성 콘크리트 폐기물 드럼의 수를 감소시킨다. 다양한 노출 시나리오가 존재하므로 각 시나리오에서의 방사선 피폭 선량을 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 7가지 시나리오를 선정하여 평가하였다. 시설 작업자, 원자력발전소 작업자, 매립지 관리 작업자에 대한 방사선 피폭은 연간 선량 한도 이내였으며, 비록 연 2000 h 근무하더라도 한도를 초과하지 않았다. 로더는 연간 90–93 h 동안 드럼 가까이에서 작업할 수 있고, 트럭 운전사는 연간 편도 621회 운송할 수 있다. 매립지 폐쇄 후 도로 이용자와 주민에 대한 선량 평가 결과, 두 집단 모두 일반 대중에 대한 선량 한도에 비해 현저히 낮은 값을 보였다. 바이오쉴드 콘크리트 재활용은 특정 조건이 충족되는 모든 시나리오에서 방사선학적으로 안전한 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구는 콘크리트 재활용 시 바이오쉴드 콘크리트로부터의 시멘트 분말을 근로자 및 대중의 방사선 안전 한도를 초과하지 않으면서 안전하게 사용할 수 있음을 보여주었다. • 콘크리트 폐기물 재활용 공정에 대한 안전성 평가를 수행하였다. • 재활용 과정에서 근로자 및 주민의 시나리오별 선량을 평가하였다. • 근로자와 인근 주민의 선량은 연간 선량 한도보다 낮았다. • 바이오쉴드 콘크리트 재활용은 시나리오 전반에서 방사선학적으로 안전한 것으로 확인되었다.

해체 대상이었던 원자력발전소에서 사용 후 수지를 이용하여 그래핀 양자점을 합성하는 것이 가능한지에 대해 실험적으로 분석하였고, 그에 따른 폐기 비용 절감 효과를 추정하였다. 방사선 안전 및 규제 문제로 인해 그래핀 양자점은 원자력발전소에 사용하기 전의 오염되지 않은 이온교환 수지 IRN150 H/OH를 사용하여 합성하였다. 그래핀 양자점의 합성을 시도하였으며, 원자힘현미경, 푸리에 변환 적외선 분광법, 라만 분광법을 이용하여 특성을 분석하였다. 합성된 그래핀 양자점에 대한 특성화 결과, 사용 후 수지를 그래핀 양자점으로 재활용할 수 있음을 확인하였다. 월성 원자력발전소에 존재하는 사용 후 수지의 양을 고려하면, 3932드럼의 ILW는 1636드럼의 LLW 및 786드럼의 EW로 전환되며, 폐기 비용은 42 310 612 USD만큼 감소하여 79%의 감소를 나타내는 것으로 추정된다.

원자력발전소에서는 방사성 액체 폐기물과 냉각수에 노출된 금속 부품의 부식이 슬러지의 형성을 초래할 수 있다. 본 연구는 고화된 방사성 슬러지의 용출 안정성을 향상시키기 위해 페로 프릿 첨가제의 최적화를 조사하였다. 구체적으로, Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 , NiO, Co로 구성된 모의 슬러지를 다양한 첨가제—페로 프릿 3110, 페로 프릿 3195, 및 B 2 O 3—를 사용하여 고화하고, ANSI/ANS 16.1 조건에서 용출 안정성을 평가하였다. 목표 원소 네 가지 중에서 Fe, Ni, Co는 전반적으로 우수한 용출 저항성을 일관되게 보였으나, Cr은 추가적인 고정화가 필요한 것으로 나타났다. 방사성 폐기물 처분에서 용출 저항성 평가의 핵심 동위원소인 Co는 모든 시험 조건에서 용출액의 농도가 낮게 나타났다. B 2 O 3-풍부 프릿의 첨가는 유리 네트워크 구조를 강화하고 이온의 이동성을 억제함으로써 Cr의 용출 저항성을 크게 향상시켰다. 이러한 개선은 B 2 O 3가 비교유(非橋) 산소(non-bridging oxygen) 함량을 감소시키고 네트워크 중합(network polymerization)을 증가시키는 역할에 기인한다. 슬러지에서 Cr 2 O 3와 NiO의 함량이 증가함에 따라, 안정적인 고화를 위해 요구되는 소결 온도는 950에서 1050 °C로 상승하였다. 본 연구 결과는 최종 처분에 적합한 화학적으로 내구성 있는 고화 방사성 슬러지를 생산하기 위해서는 특히 B 2 O 3의 도입을 통해 열적 및 조성적 최적화가 모두 필요함을 보여준다.

고압 회전 노즐과 U-Net 기반 딥러닝 분할 모델을 통합하여 자동 제염 및 모니터링 시스템을 개발하였다. 방사성 탱크 내부에 고압 워터 제트(400 bar, 28 L/min)를 적용하고, 유도결합플라즈마–광학방출분광분석기(ICP–OES)를 사용하여 잔류 Co 농도를 측정함으로써 제염 효율을 평가하였다. 4회의 제염 사이클 후 전체 잔류 오염은 4.23% ± 8.10%로 감소하였다. 특히, 4그룹과 5그룹은 완전 제염에 도달한 반면 1그룹은 19.3%를 잔류시켜, 이는 노즐 위치의 영향이 큼을 보여주었다. ICP–OES 결과는 육안으로 제염된 것으로 보이는 영역에도 400–800 mg/kg의 Co가 포함되어 있음을 확인함으로써, 영상 기반 평가의 가능성을 뒷받침하였다. 실시간 제염 모니터링을 가능하게 하기 위해 딥러닝 모델을 훈련하여 오염 및 제염된 영역을 분할하였다. 시험된 모델 중 DeepLabv3가 가장 높은 Dice 계수(0.6988)와 F0.5 점수(0.7178)를 달성하여, 분할 정확도와 오탐(false-positive) 감소 간의 균형을 제공하였다. 제안된 시스템은 면봉(smear paper)으로 수동 오염 확인을 수행할 필요를 제거함으로써, 방사선 노출을 줄이고 제염 효율을 향상시켰다. 본 연구는 고압 제트 제염에 실시간 딥러닝 기반 모니터링을 결합함으로써, 핵 해체 시 방사성 폐기물 관리에 더 안전하고 효과적인 접근이 가능함을 보여준다.

본 연구는 울산 1호기(Wolsong Unit 1) 가동 중 발생한 혼합 방사성 폐기물(폐기물 수지, 활성탄, 제올라이트)에 대한 베타 핵종 제거 공정의 방사선학적 안전성을 평가하였다. 또한 폐기물 처리 용량을 최적화하기 위해 사고 시나리오에서 작업자 방사선 피폭을 감소시킬 수 있는 가능성을 조사하였다. VISIPLAN 선량평가 코드를 사용하여, 베타 핵종 제거 공정 중 공기 중 방사성 입자가 누출되는 시나리오에서 외부 피폭을 분석하였다. 내부 피폭은 공기 중 방사성 입자의 농도와 보호 장비의 유효성을 고려하여 평가하였다. 1 kW 베타 핵종 제거 원자로는 활성탄과 제올라이트를 처리하는 반면, 9 kW 베타 핵종 제거 원자로는 폐기물 수지를 처리한다. 공기 중 방사성 입자 누출 조건에서 1 kW 및 9 kW 베타 핵종 제거 원자로의 최대 총 선량률은 각각 1.51×10 -2 mSv/h 및 7.22×10 -2 mSv/h에 도달하였다. 5년 기간 동안 연간 선량 한도 20 mSv를 기준으로, 1 kW 및 9 kW 원자로의 허용 운전 시간은 각각 1,325 h 및 277 h로 산정되었다. 본 결과는 원자로 해체 및 방사성 폐기물 관리에 대한 방사선 안전성 평가 기법의 발전에 기여할 것으로 기대된다.

원자력발전소에서 발생한 방사성 콘크리트와 인근 주민으로부터의 방사성 콘크리트 재활용 작업자에 대한 방사선 안전성을 평가하였다. 전기 출력이 1000 MW인 원자력발전소를 해체할 경우 약 500,000톤의 콘크리트 폐기물이 발생한다. 해체 사업의 비용을 줄이기 위해 콘크리트 폐기물의 부피를 감소시키는 것이 중요하다. 이를 위해 바이오쉴드 콘크리트에서 유래한 저준위 방사성 시멘트 분말을 고형화(응고) 첨가제로 재활용한다. 일반 산업 폐기물로부터의 시멘트를 사용하는 대신, 방사성 콘크리트에서 시멘트를 추출하여 고형화 첨가제로 사용함으로써 처분해야 하는 방사성 콘크리트 폐기물 드럼의 수를 감소시킨다. 다양한 노출 시나리오가 존재하므로 각 시나리오에서의 방사선 피폭 선량을 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 7가지 시나리오를 선정하여 평가하였다. 시설 작업자, 원자력발전소 작업자, 매립지 관리 작업자에 대한 방사선 피폭은 연간 선량 한도 이내였으며, 비록 연 2000 h 근무하더라도 한도를 초과하지 않았다. 로더는 연간 90–93 h 동안 드럼 가까이에서 작업할 수 있고, 트럭 운전사는 연간 편도 621회 운송할 수 있다. 매립지 폐쇄 후 도로 이용자와 주민에 대한 선량 평가 결과, 두 집단 모두 일반 대중에 대한 선량 한도에 비해 현저히 낮은 값을 보였다. 바이오쉴드 콘크리트 재활용은 특정 조건이 충족되는 모든 시나리오에서 방사선학적으로 안전한 것으로 확인되었다. 따라서 본 연구는 콘크리트 재활용 시 바이오쉴드 콘크리트로부터의 시멘트 분말을 근로자 및 대중의 방사선 안전 한도를 초과하지 않으면서 안전하게 사용할 수 있음을 보여주었다. • 콘크리트 폐기물 재활용 공정에 대한 안전성 평가를 수행하였다. • 재활용 과정에서 근로자 및 주민의 시나리오별 선량을 평가하였다. • 근로자와 인근 주민의 선량은 연간 선량 한도보다 낮았다. • 바이오쉴드 콘크리트 재활용은 시나리오 전반에서 방사선학적으로 안전한 것으로 확인되었다.