학술논문

원전 해체 산업에서의 휴대용 100W 파이버 레이저를 이용한 제염 공정 적용에 관한 연구
Document Type
Academic Journal
Source
대한기계학회 논문집 A권. 2023-12 47(12):979-986
Subject
Nuclear Power Plant(원자력 발전소)
Decommissioning(원전 해체)
Laser Decontamination(레이저 제염)
Fiber Laser(파이버 레이저)
Stainless Steel(스테인리스강)
Ni-ferrite(니켈-페라이트)
Language
Korean
ISSN
1226-4873
2288-5226
Abstract
핵 물질을 포함하고 있는 시설 및 방사성 폐기물은 원전 해체 시 방사성 물질이 방출되어 인체 및 생태계에 심각한 위해를 끼칠 수 있다. 이로 인하여 원자력 시설의 방사능 준위를 낮추는 제염 공정은 필수적이다. 본 연구에서는 여러 한계가 존재하는 기존의 제염 공정을 대체하고자 레이저 제염 빔을 이용하여 공정변수에 따른 제거 특성을 확인하고자 하였다. 본 실험은 Ni-ferrite로 코팅된 STS304 시험편에 대해 평균 출력 100 W의 휴대용 Q’ 스위칭 파이버 레이저를 이용하여 수행하였다. 레이저 빔 패턴, 비초점 거리 및 에너지 밀도를 변화시켜 코팅층의 제거 여부를 확인하였다. 레이저 제염 실험 결과, 원자력 시설에 형성된 오염 물질을 제거하기 위한 제염 공정의 적용 가능성을 확인하였다.
Facilities and radioactive waste, containing nuclear materials, can cause serious harm to the human body and ecosystem by releasing radioactive materials when nuclear power plants are decommissioned. Hence, the decontamination process that lowers the radioactive level is essential. In this study, to alternate the existing decontamination process, the removal characteristics according to the process parameters were confirmed using a laser decontamination beam. This experiment was performed on a STS304 specimen coated with Ni-ferrite using portable Q" switching fiber laser with an average power of 100 W. It was confirmed whether the coating layer was removed by changing the laser beam pattern, de-focused distance, and energy density. Based on the laser decontamination experiment, the applicability of the decontamination process was confirmed for removing contaminants formed in nuclear facilities.