본 연구는 북한 원자력시설의 해체로 인해 발생하는 해체 폐기물 관리대안을 수립하기 위한 선행 연구로서, 관리대안 수립을 위해서 가장 핵심이 되면서도 필수적으로 선행되어야 하는 연구인 북한 원자력 시설 해체폐기물량 산정을 수행하였다.
북한의 핵 개발 이력을 살펴보면, 북한 핵 개발은 주로 영변을 중심으로 이루어져 왔으며 실제로 영변에는 현재 다양한 북한의 원자력 시설이 밀집되어 있다. 따라서 본 연구에서는 영변에 위치한 원자력 시설을 그 대상으로 삼았으며, 그중에서도 운영 중인 주요 원자로인 IRT-2000 과 5 MWe 흑연로, 현재 건설 중인 실험용 ...
본 연구는 북한 원자력시설의 해체로 인해 발생하는 해체 폐기물 관리대안을 수립하기 위한 선행 연구로서, 관리대안 수립을 위해서 가장 핵심이 되면서도 필수적으로 선행되어야 하는 연구인 북한 원자력 시설 해체폐기물량 산정을 수행하였다.
북한의 핵 개발 이력을 살펴보면, 북한 핵 개발은 주로 영변을 중심으로 이루어져 왔으며 실제로 영변에는 현재 다양한 북한의 원자력 시설이 밀집되어 있다. 따라서 본 연구에서는 영변에 위치한 원자력 시설을 그 대상으로 삼았으며, 그중에서도 운영 중인 주요 원자로인 IRT-2000 과 5 MWe 흑연로, 현재 건설 중인 실험용 경수로, 그리고 추가적으로 해체 시 대량의 액체 폐기물이 발생하여 특별한 관리가 필요하다고 생각되는 북한의 재처리시설을 연구대상으로 선정하였다.
우선 폐기물량 산정을 위하여 각 시설의 시설 이력 및 제원을 분석하였다. IRT-2000의 경우 1959년 구소련과의 원자력 협정 체결 후 도입한 구소련 표준형 연구로로써, 1965년부터 가동을 시작하여 현재까지 운영되고 있지만, 북한 내 우라늄 수급사정에 따라 운전과 정지를 반복하고 있는 것으로 보이며 정확한 운전 이력은 알기 힘들다. 5 MWe 흑연로는 1986년 가동을 시작하였으며 비핵화 조치를 받은 바 있다. 2007년 제네바 합의 이후 시설운영이 중단되었다가 최근 2013년 운영이 재가동이 시작된 것으로 추측하고 있다. 5 MWe 흑연로는 북한에서 플루토늄을 생산하기 위한 가장 핵심이 되는 시설로 알려져 있으며 다른 시설에 비하여 비교적 운전 이력 및 연소도 등이 알려져 있다. 북한의 실험용경수로는 구소련형 가압 경수로인 WWER(Water-Water Energetic Reactor) 노형으로 알려졌으며, 지난 2010년 7월 31일부터 공사를 착수하여, 2012년부터 운영에 들어갈 예정이라고 밝혔었지만 아직까지 완공되지 않은 것으로 판단된다. 북한의 재처리시설은 습식공법인 퓨렉스 공법을 이용하고 있다. 습식공법은 공정 수행 시에 다량의 액체폐기물이 발생하는 것이 특징이다. 재처리 이력은 1990년 초의 소규모 재처리를 포함하여 총 4번의 재처리를 수행했을 것으로 추정하고 있다.
이렇게 분석한 시설 이력을 바탕으로 하여 국내외 유사 해체사례를 찾아 북한의 해체폐기물 발생량 추정에 참고하였다. IRT-2000 원자로는 구소련에서 개발된 연구용 원자로로서, 구소련지역 이외에서 라트비아, 불가리아, 북한, 이라크 등에도 건설되었으며 현재 해체가 완료된 불가리아, 라트비아, 그루지아의 해체사례를 조사하였다. 5 MWe 흑연로는 북한이 건설 당시 참고로 한 영국의 Calder Hall 원자로와 현재 부분해체가 어느 정도 마무리된 스페인 Vandellos-1 의 사례를 조사하였다. 실험용 경수로의 경우 아직 시설이 완공되지 않았으므로 특정한 유사사례를 찾기보다는 대표적인 경수로 해체 사례로 손꼽히는 미국 Main Yankee의 해체사례를 조사하였다. 재처리시설은 북한과 같이 습식 재처리 공법을 사용하는 재처리시설의 대표적인 해체사례로 언급되고 있는 벨기에 Eurochemic 의 사례를 조사하였다.
이러한 해외 각국의 해체사례를 분석하고 활용하기 위하여 국내외 방사성폐기물 분류기준을 조사하였으며, 이를 바탕으로 북한 원자력시설 해체폐기물량을 다음과 같이 산정하였다.
IRT-2000의 콘크리트 폐기물 발생량은 약 18 m3 이며, 금속폐기물은 23.8 m3 으로 추정하였다. IRT-2000에서 발생된 사용후핵연료는 핵연료 제원과 연소율을 고려해 볼 때 평균적으로 연간 약 10～12다발의 사용후핵연료가 발생할 것으로 예상할 수 있다.
5MWe 흑연로는 콘크리트 폐기물의 경우 차폐콘크리트에서 약 144톤, 기타 시설철거 및 제염으로 발생하는 콘크리트 폐기물이 약 6,600톤으로 추정하였다. 금속폐기물은 원자로압력용기가 약 164톤, 압력용기를 제외한 금속폐기물량이 약 327톤이다. 이외에는 특수 폐기물로 흑연이 약 600톤 존재하며 사용후핵연료의 경우 운전 이력을 고려해 볼 때 약 3,850다발이 시설 내 존재하고 있을 것으로 추정하였다.
실험용 경수로는 아직 공사 중인 시설이라 시설의 제원이나 운전 이력 등 을 고려하기 어려우므로 기존의 경수로 원자로 해체폐기물 산정량을 참고하여 폐기물량을 산정하였다. 그 결과 콘크리트 폐기물 약 86톤, 금속폐기물 약 77톤이 발행하는 것으로 추정하였다.
핵연료재처리시설은 해체 시에 직접적으로 발생되는 해체 폐기물도 중요하지만, 운영 중 발생하는 액체 방사성폐기물에 대한 고려또한 반드시 필요하다. 북한에서 재처리한 사용후핵연료의 질량을 150톤으로 가정할 경우 운영중 발생한 중준위 액체 방사성폐기물아 472 m3, 고준위 액체 방사성폐기물의 경우 562,000 m3 ～ 1,498,000 m3 가량 발생할 것으로 추정하였다. 재처리시설 해체 시에 발생하는 해체 폐기물은 콘크리트가 약 36,994톤, 금속이 2,252톤이 발생할 것으로 추정하였다.
본 연구는 북한 원자력시설의 해체로 인해 발생하는 해체 폐기물 관리대안을 수립하기 위한 선행 연구로서, 관리대안 수립을 위해서 가장 핵심이 되면서도 필수적으로 선행되어야 하는 연구인 북한 원자력 시설 해체폐기물량 산정을 수행하였다.
북한의 핵 개발 이력을 살펴보면, 북한 핵 개발은 주로 영변을 중심으로 이루어져 왔으며 실제로 영변에는 현재 다양한 북한의 원자력 시설이 밀집되어 있다. 따라서 본 연구에서는 영변에 위치한 원자력 시설을 그 대상으로 삼았으며, 그중에서도 운영 중인 주요 원자로인 IRT-2000 과 5 MWe 흑연로, 현재 건설 중인 실험용 경수로, 그리고 추가적으로 해체 시 대량의 액체 폐기물이 발생하여 특별한 관리가 필요하다고 생각되는 북한의 재처리시설을 연구대상으로 선정하였다.
우선 폐기물량 산정을 위하여 각 시설의 시설 이력 및 제원을 분석하였다. IRT-2000의 경우 1959년 구소련과의 원자력 협정 체결 후 도입한 구소련 표준형 연구로로써, 1965년부터 가동을 시작하여 현재까지 운영되고 있지만, 북한 내 우라늄 수급사정에 따라 운전과 정지를 반복하고 있는 것으로 보이며 정확한 운전 이력은 알기 힘들다. 5 MWe 흑연로는 1986년 가동을 시작하였으며 비핵화 조치를 받은 바 있다. 2007년 제네바 합의 이후 시설운영이 중단되었다가 최근 2013년 운영이 재가동이 시작된 것으로 추측하고 있다. 5 MWe 흑연로는 북한에서 플루토늄을 생산하기 위한 가장 핵심이 되는 시설로 알려져 있으며 다른 시설에 비하여 비교적 운전 이력 및 연소도 등이 알려져 있다. 북한의 실험용경수로는 구소련형 가압 경수로인 WWER(Water-Water Energetic Reactor) 노형으로 알려졌으며, 지난 2010년 7월 31일부터 공사를 착수하여, 2012년부터 운영에 들어갈 예정이라고 밝혔었지만 아직까지 완공되지 않은 것으로 판단된다. 북한의 재처리시설은 습식공법인 퓨렉스 공법을 이용하고 있다. 습식공법은 공정 수행 시에 다량의 액체폐기물이 발생하는 것이 특징이다. 재처리 이력은 1990년 초의 소규모 재처리를 포함하여 총 4번의 재처리를 수행했을 것으로 추정하고 있다.
이렇게 분석한 시설 이력을 바탕으로 하여 국내외 유사 해체사례를 찾아 북한의 해체폐기물 발생량 추정에 참고하였다. IRT-2000 원자로는 구소련에서 개발된 연구용 원자로로서, 구소련지역 이외에서 라트비아, 불가리아, 북한, 이라크 등에도 건설되었으며 현재 해체가 완료된 불가리아, 라트비아, 그루지아의 해체사례를 조사하였다. 5 MWe 흑연로는 북한이 건설 당시 참고로 한 영국의 Calder Hall 원자로와 현재 부분해체가 어느 정도 마무리된 스페인 Vandellos-1 의 사례를 조사하였다. 실험용 경수로의 경우 아직 시설이 완공되지 않았으므로 특정한 유사사례를 찾기보다는 대표적인 경수로 해체 사례로 손꼽히는 미국 Main Yankee의 해체사례를 조사하였다. 재처리시설은 북한과 같이 습식 재처리 공법을 사용하는 재처리시설의 대표적인 해체사례로 언급되고 있는 벨기에 Eurochemic 의 사례를 조사하였다.
이러한 해외 각국의 해체사례를 분석하고 활용하기 위하여 국내외 방사성폐기물 분류기준을 조사하였으며, 이를 바탕으로 북한 원자력시설 해체폐기물량을 다음과 같이 산정하였다.
IRT-2000의 콘크리트 폐기물 발생량은 약 18 m3 이며, 금속폐기물은 23.8 m3 으로 추정하였다. IRT-2000에서 발생된 사용후핵연료는 핵연료 제원과 연소율을 고려해 볼 때 평균적으로 연간 약 10～12다발의 사용후핵연료가 발생할 것으로 예상할 수 있다.
5MWe 흑연로는 콘크리트 폐기물의 경우 차폐콘크리트에서 약 144톤, 기타 시설철거 및 제염으로 발생하는 콘크리트 폐기물이 약 6,600톤으로 추정하였다. 금속폐기물은 원자로압력용기가 약 164톤, 압력용기를 제외한 금속폐기물량이 약 327톤이다. 이외에는 특수 폐기물로 흑연이 약 600톤 존재하며 사용후핵연료의 경우 운전 이력을 고려해 볼 때 약 3,850다발이 시설 내 존재하고 있을 것으로 추정하였다.
실험용 경수로는 아직 공사 중인 시설이라 시설의 제원이나 운전 이력 등 을 고려하기 어려우므로 기존의 경수로 원자로 해체폐기물 산정량을 참고하여 폐기물량을 산정하였다. 그 결과 콘크리트 폐기물 약 86톤, 금속폐기물 약 77톤이 발행하는 것으로 추정하였다.
핵연료재처리시설은 해체 시에 직접적으로 발생되는 해체 폐기물도 중요하지만, 운영 중 발생하는 액체 방사성폐기물에 대한 고려또한 반드시 필요하다. 북한에서 재처리한 사용후핵연료의 질량을 150톤으로 가정할 경우 운영중 발생한 중준위 액체 방사성폐기물아 472 m3, 고준위 액체 방사성폐기물의 경우 562,000 m3 ～ 1,498,000 m3 가량 발생할 것으로 추정하였다. 재처리시설 해체 시에 발생하는 해체 폐기물은 콘크리트가 약 36,994톤, 금속이 2,252톤이 발생할 것으로 추정하였다.
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