​유리고화 프로세스 1

전 세계 원자력 발전소에서는 현재 규소 등으로 유리를 끓여 그 안에 53종의 방사능 핵 폐기물을 영구적으로 가두는 공법(유리고화)을 연구하고 있다.

​유리고화 프로세스 2

1차 유리고화 완성 후 드럼통에 유리 고화체를 넣은 뒤 아래와 같이 암반에 매립하는 공법을 이용하고 있다.

​유리고화 프로세스 3

현재 전 세계에서는 지하에 동굴을 만들어 방사성 폐기물을 처분하는 동국 방식을 널리 사용 중이다.

But...

​유리고화로 사용하는 기본 물질은 규소(Si)이다!
“세계 유일 방사성 핵폐기물 99.53% 영구 처리 액티바”
자연 상태에서의 규소의 녹는 점은 1,414 ℃이며, 액티바의 63%가 이산화규소 성분

Si

원소기호

원자번호

화학계열

원자량

전자배열

상태

밀도

녹는점

끓는점

융해열

기화열

비열용량

산화상태

​전기음성도

Si

14

준금속

28.0855g/mol

1s2 2s2 2p6 3s2 3p2

고체

2.3290g/cm3

1414℃

3265

50.21kJ/mol

359kJ/mol

19.789J/mol.k(25℃)

4, 3, 2, 1, 0, -1, -2, -3, -4

1.90 (Pauling scale)

유리고화의 핵심 소재인 규소는 1,414 ℃에 도달해야만 녹으며, 세계 원자력 발전 1위 회사인 美 벡텔사는 1,200 ℃에서 유리고화를 완성하며, 세계 2위 회사인 프랑스 오라노사는 1,100 ℃에서 유리고화를 완성한다.

그러나 고준위 핵폐기물인 세슘은 녹는점이 28.5 ℃, 끓는 점이 671 ℃이며, 스트론튬의 녹는점은 777 ℃, 끓는점은 1,382 ℃이다.

 

고로 규소가 녹기 시작하는 1,414 ℃ 이전에 세슘과 스트론튬 등은 유리고화 과정에서 700 ℃가 넘어서는 과정에서 이미 기화(휘발)되기 때문에, 유리고화체 안에 영구하게 갇히는 것이 아니라 대기 중으로 휘발된다. 그러므로 70년 동안 전 세계 유리고화체 내에 영구 처리 되었다는 고준위 방사능 핵폐기물들은 대기와 토양에 그대로 2차 피폭되어 있었다는 결론에 도달한다.

위 이유로 전 세계 방사성 핵폐기물 재처리 업체들이 다양한 촉매들을 이용해서 저온으로 유리를 용융해야만 하는데 현재 전 세계의 기술력은 유리고화체 내에 포획된 고준위 방사능 핵 폐기물을 6%~8% 미만으로만 처리하고 있다.

 

이와 반대로 액티바의 63%가 규소인 반면 1차 유리고화 시 액티바는 양자 파동을 이용하여  이산화규소가 550℃부터 녹기 시작해서 650℃ 사이에서 완벽하게 유리고화체를 완성 후 1차에 53종의 방사능 핵폐기물을 99.53% 유리고화체 안에 가두는 것에 세계 유일로 성공하였다.

※ACTIVA [분말 크기 40nm]
※ACTIVA Ceramic Ball
액티바의 구성

액티바는 7∼20㎛파장 영역 광 에너지를 방사(복사)하는 규산염 광분으로 주성분이 SiO2이고 AI과 화합 수화성 규산알루미늄(천연규산알루미늄)으로 구성되어 있고 Ca, Mg, K, Na, Ti, Ge, Au 등 20여종 전위원소들이 함유된 수화성 무기물이다.

 

광분은 화강암, 규장암, 고령토 등에서 열수변질파쇄방법(발명특허 보유)에 의해 풍화작용을 인위적 기계적 방법에 의하여 시트상태에서 동형 치환하여 6각원환형(Six member ring)으로 깨진 틈 분쇄로 잉여 O2의 다정점 구형으로 된다.

 

직경은 0.05㎛ 이상의 Powder로 제조하였다. 이렇게 물로 분쇄하는 어려움을 선택하게 된 배경은 다정점의 손괴를 극소화하고 7∼20㎛ 파장 영역 광 에너지를 선택적 고기능으로 방사(복사)를 하여 방사율을 92∼95% 높이기 위한 목적이다. 또한 고열(500℃)을 피한 것은 천연의 수화(OH)를 유지시켜 동식물이나 사람이 사용하는 약재 성을 보존하기 위한 것이다.

 

약용은 중금속이나 독성이 없어야 한다. 특히 미세석면이나 유리질(크리스화)과 같이 침상, 섬유상, 편상 등의 형상은 발암물질 인자가 되기 때문에 금물이다. 액티바는 이러한 발암성 미세석면과 유리질이 없는 원광을 선택 천연의 수화성(OH)를 잃지 않는 범위의 400℃ 수온 이내에서 물의 팽창을 이용한 구조 분쇄로 시트상태에서 동형치환하여 사면체와 팔면체가 혼합된 6각6원 환형(Sixmember ring)의 구상형으로, 7∼20㎛ 파장영역 92∼95%의 원적외선 방사(복사)율을 높인 무 중금속, 무 독성, 무 석면, 무 유리질화한 약 알카리성 음이온 천연 규산알루미늄이다.

액티바! 세계 최초로 규사를 550 ℃에서 녹여 650 ℃ 에서
유리고화를 완성하다!

2008년 액티바는 한국원자력연구원과 원자력환경기술 연구원 및 호서대학교와 공동으로 고준위 방사성 핵폐기물 56종 중 53종을 1차에 99.53% 유리 안에 가두는 것에 세계 최초로 성공하게 되었고, 이 사실을 독일의 뮌휀대학교에서도 인정을 받았다.

 

지구촌은 현재 노화된 시설로 전 세계 원자력 발전소 해체 사업만 수 백 조원에 달하지만 세계 1위~3위 방폐물 처리 업체들의 기술력으로는 고준위 방사성 폐기물을 6~8% 정도 밖에 처리를 못하기 때문에 콘크리트로 한시적으로 덮어 놓고 있는 실정이다.

 

중국은 전력난으로 인해 한해 8기씩 총 128개의 원자력 발전소를 건립해야 한다. 아프리카 국가들 또한 2019년 현재 심각한 전력난으로 값싼 에너지 확보를 위하여 280조 원의 예산을 수립하고, 이곳의 원전 사업 수주를 위해 미국, 러시아, 프랑스, 일본, 대한민국이 각축전을 벌이고 있다.

 

고준위 방사능 폐기물은 지난 60년 동안 대부분이 유리고화 과정에서 700℃ 가 넘어서면 대기중으로 휘발되어 2차 피폭이 이루어졌고, 그것이 고스란히 대기중으로 퍼져나가 원전 주변 인근 주민들의 혈액암 원인이 되거나 동식물들에 피폭되어 다시 인체에 유입되는 악순환의 재처리 방식이었다.

 

원소는 불변의 진리로 유리의 원료인 규소(Si)는 1,414℃에라는 고온에 도달해야만 녹기 시작하며 각종 촉매를 이용해도 전 세계 원전 시공 업체(방폐물 처리업 포함)의 기술로는 800℃가 넘어서야 규소가 녹기 시작하기 때문에 대부분의 고준위 방사능 물질이 대기중으로 휘발되어 2차 피폭이 된다. 반면, 대한민국의 고유 소재와 기술로 만들어낸 무기이온교환체 액티바는 550℃~650℃사이에서 9억 분의 1초 사이에 2,000~2,500번의 양자 파동을 일으켜 퀀텀에너지로 유리를 녹여낸다. 위와 같이 손에 들고 있어도 될 정도로 안전하게 핵폐기물을 유리고화체 내에 가두는 것에 성공했다.

Glassification Data

한국수력원자력회사, 원자력환경기술원 자문 연구원 송명제 실장, 박종길 박사
700℃ 이하 유리고화 세계 유일 소재

Only 1 & top technology in the world's

lActiva: Inorganic compound amorphous vitrified form

lThe viscosity of melted glass is low, the electrical conductivity is good, and the PCT result is also satisfactory.

lLoading rate of up to 65% results in good volume reduction.

lThe vitrification process temperatures (Tg, Td, TL and Tm) mean that the vitrified form melts at low temperature.

lIt prevents transition effect of glass and reduces volatilization of volatile substance.

lThe vitrified form is ideal in CCM operation.

Activa :

무기 화합물 비정질 유리화 된 형태이다.

용융 유리의 점도가 낮고, 전기 전도도가 좋으며 PCT 결과도 만족스럽다.

최대 65 % 로딩 속도로 볼륨을 줄일 수 있다.

유리화 공정 온도 (Tg, Td, TL 및 Tm)는 유리화 된 형태가 저온에서 녹는 것을 의미한다.

유리의 전이 효과를 방지하고 휘발성 물질의 휘발을 줄인다.

유리화 된 형태는 CCM 작동에 이상적이다.

세계 유일 550 ℃~650 ℃ 유리고화 완성 소재 액티바
※ 손으로 들고 있어도 될 정도로 안전해진 액티바 유리고화 시편

Eco Activa

“유리고화 소재만 연간 200조원 시장”
​설비 투자가 저렴한 소재 판매 우선 전략
❖ 고준위 핵 폐기물 유리고화 소재 판매
    (내수 및 해외 원전 수출 사업) 
❖ 원전 해체 사업 수주  
❖ 원전 건설 사업 수주

원자력 발전 산업에서의 액티바 유리고화 및 토양 복원 사업 경제 효과

방폐물 유리고화 기술 현황

액티바 원자력연구소의 임무 및 역할

원자력 연구 개발

원자로, 핵연료, 원자력 안전, 핵연료주기, 방사성폐기물, 방사선 및 R1 이용기술, 원자력 기반 기술 등

연구기반 거대시설 운영

하나로, RIPF, IMEF/PIEF​열수력 종합실증 시험시설

국가위임 기관고유 임무

원자력 통제 지원 및 기술 개발

원자력 인력 양성

원자력 정책연구

원자력 역할 – 이산화탄소 배출 감축

•1971년 650만 톤 -> 2001년 1억 3천만 톤: 20배 증가

•원자력을 석탄화력 대체 시 -> 8,900만 톤의 이산화탄소 배출 증가 (‘01년 기준)

원자력 역할 – 외화 유출 절감

•에너지 총수입액(2001): 337억불

원자력 역할 – 전기요금 안정

세계 원자력발전기수(1999)

일상생활의 에너지

액티바 방폐물 유리고화 산업 전망

結論)후쿠시마 원전 고준위 핵 폐기물 침출수 문제를 5분의 1 비용으로

간단하게 해결 가능

※ 후쿠시마 원전

Bio Activa

Mineral Water Activa2000

미세먼지보다 수만 배 작은 세슘과 코발트 등의 방사능 물질을 흡착한다는 의미는 액티바 미네럴 워터가 우리 몸 속 미세먼지 제거에 훌륭한 대안이 될 수 있다는 뜻이다.

증류슈 45㎖에 약10-4 μci/cc 농도의 방사성 용액 5mg을 혼합하여 용액제조 각 기의 용액에 액티바를 첨가하고 흡착용액 제조 쉐이커를 이용하여 24시간 동안 교반 쉐이커의 전원을 off 한 뒤, 약 30분간 방치, 상등액 10㎖를 필터링하여 HPGe 검출을 이용한 방사능 계측 결과이다.

Activa Application [액티바 적용 분야]

제약산업 진출

현재 액티바는 캐나다 CFDA에 먹는 미네랄로 4종류의 건강 기능성 식품과 1종의 외용 연고 및 1종의 콜라겐 크림이 상품으로 등록되어 있으며 www.lottesopping.ca에서 지난 15년 동안 꾸준히 판매되고 있다.  

NADH는 미토콘드리아 내에서 TCA회로(tricarboxylic acid cycle:미토콘드리아 내에서 일어나는 에너지 생성을 위한 화학적 순환 과정)를 통해 몸 속에 산소가 많이 축적돼 있을 때 에너지원으로서 형성되는 물질이다.

액티바를 섭취하면 NADH가 평상시보다 3∼8배 더 많이 만들어지는데, 이는 액티바가 강한 지방 분해력이 있고 몸속에 있는 산소를 더 많이 활용하게 하기 때문이다. 액티바의 생육광파는 활성산소를 흡수, 환원 시킴으로써 세포막 파괴를 막아 면역력을 강화하고, DNA를 보호함으로써 단백질 합성을 원활하게 한다. 또한 효소를 보호함으로써 생리 대사를 원활하게 하는 항산화 작용이 매우 우수하다.
ORAC테스트에 의하면 액티바는 활성산소 수용량에서 일반 소재보다 약 125배 높게 나타나는데 이는 활성산소의 작용을 125배 막아준다는 뜻이다. 또한 액티바는 활성산소 환원량이 약 8.5배 높게 나타나는데 이는 유해한 활성산소를 건강한 산소로 환원시키는 능력이 8.5배 이상이라는 뜻이다.

이처럼 액티바는 활성산소로부터 세포막, DNA, 효소 등을 보호하는 항산화 작용 능력이 매우 우수하다는 것이다.

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