In this study, adsorption and transport models were developed to analyze the effect of chelating agents on the adsorption and subsurface transport of radioactive solutes.
The effect of chelating agents on the adsorption of radioactive solutes was analyzed by developing an adsorption model based upon the extended concept of distribution coefficient reflecting the presence of chelating agents. Also, a batch adsorption experiment was conducted in order to validate the developed adsorption model and to investigate the effect of chelating agent on the adsorption of radioactive metal solutes. In this experiment, a Cobalt(II)/EDTA/Bentonite system was considered as a representative chelation/adsorption system. It was found from the results that the presence of chelating agents significantly reduced the adsorbing capacity of geologic media such as clay minerals and soils. Thus it was concluded that the presence of chelating agents even in a small amount could contribute to the mobilization of radioactive solutes from radioactive waste burial sites by reducing the adsorbing capacity of geologic media.
The effect of chelating agents on the transport of radioactive solutes in subsurface porous media was analyzed by formulating an advective-dispersive transport model which incorporated chelate formation, adsorption, decay, and degradations and by introducing the concept of a tenad. Particularly the governing equation for the tenad of radioactive solutes, {M}, was presented as a linear partial differential form by introducing the extended distribution coefficient, $K_D$. The calculated results from the model showed that the transport rate of the chelated radionuclides was much greater than that of the free ionic radionuclides. This much faster transport of the chelated radionuclides was found to be due to the lower retardation factor of the chelated radionuclides than the free ionic radionuclides. The effect of parameters on the transport of radioactive solutes was also analyzed by simulating the developed transport model.
본 연구에서는 방사성 용질의 흡착 및 지중이동에 대한 착화제의 영향을 분석하기 위하여 흡착 및 이동모델을 개발하였다.
방사성 용질의 흡착에 대한 착화제의 영향은 착화제의 존재를 반영하는 확장된 개념의 분배계수에 기초한 흡착모델을 개발함으로써 분석되었다. 또한 개발된 흡착모델을 검증하고 착화제의 영향을 조사하기 위한 회분 흡착실험을 수행하였다. 실험에서는 Cobalt/EDTA/Bentonite 시스템이 착화 및 흡착 시스템으로써 고려되었다. 결과로서 착화제의 존재는 점토광물 및 토양과 같은 지질학적 매질들의 흡착능력을 크게 저하시키는 것으로 나타났다. 따라서 비록 적은 양이라 할지라도 착화제의 존재는 지질학적 매질의 흡착능력을 저하시킴으로써 방사성폐기물 처분장으로 부터 방사성 핵종들의 이동에 기여할 수 있다고 하겠다.
지하의 다공성 매질에서의 방사성 용질의 이동에 대한 착화제의 영향은 착화물 형성, 흡착, 붕괘 및 열화 등을 포함하는 대류-확산 이동방정식을 구성하고, tenad라는 개념을 도임함으로써 분석되었다. 특히, 방사성 용질의 tenad인 $\{M\}$에 대한 지배방정식은 확장된 분배계수인 $K_D$를 도입함으로써 선형편미방의 형태로 주어졌다. 이동모델로 부터의 계산결과들은 착화된 방사성 핵종들의 이동속도가 착화되지 않은 이온성 방사성 핵종들보다 매우 큼을 보였다. 이러한 착화된 방사성 핵종들의 빠른 이동은 이온성 핵종들에 비해 작은 지연계수에 기인하는 것으로 나타났다.
