건식제염 발생 나노입자의 포집 특성

Filtration Property of Nano-sized Particles Generated from Dry Decontamination Process

고방사성 물질을 취급하는 시설은 허용된 방사성 준위를 유지해야하고 시설의 개·보수나 해체 시 작업자의 피폭저감을 위해서는 시설의 방사성 오염물질을 제거하는 제염공정이 필요하다. 이들 제염공정 중에서 화학제 등을 사용하는 습식제염공정은 제염 효과는 우수하지만 제염후 폐액이 발생하므로써 폐액과 관련된 화학적 처리공정이 필요하다. 이에 반해 물리적 방법에 의한 건식제염 공정은 폐액이 발생하지 않으므로 이와 관련한 추가 폐액처리가 불필요한 반면 제거된 미세 건식폐기물이 주변으로 비산함으로써 재오염 문제와 제염효과가 저하되는 문제가 있다. 따라서 비산으로 인한 오염확산을 억제하기 위해서는 제염과 동시에 여과매체에 의한 제염으로 제거된 미세 입자의 효과적 수거가 필요하다. 이와 관련하여 고방사능 건식제염 시 발생되는 나노크기의 미세입자를 효과적으로 포집할 수 있는 여과체에 의한 사전 포집특성을 조사하였다. 나노크기의 NaCl 분산체(0.2 M NaCl 수용액을 분무발생기에 채워 NaCl 액적을 분무 발생시킨 후 확산건조기를 거쳐 입자만 공급)를 HEPA filter(여지:PALL Model type A/E)에 통과시켜 포집 전후의 입자 수 농도를 UCPC(TSI model 3025A)와 electrostatic classifier(TSI model 3080)로 구성된 SMPS로 측정하여 포집효율을 평가하였다. 실험 결과, 약 110 nm 입자크기에서 포집효율이 약 97%로 가장 낮게 나타남을 알 수 있었다. 이는 입자크기에 따라 확산, 차단 및 관성충돌의 포집 메카니즘이 다른데 기인하여 주어진 필터와 면속도에서 최저 포집효율을 나타내는 입자크기와 면속도가 존재하기 때문이다. 큰 입경의 입자에 대한 포집효율 값이 변동이 있는 것은 NaCl 나노 입자의 낮은 농도에 기인한 것으로 보인다.