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.

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