[학위논문]RESRAD-BUILD를 이용한 고리1호기 격납건물 기념관 재이용시 잔류방사능 유도농도 도출 Derivation of DCGL at the Reuse of the Memorial Building of the Kori 1 Containment Building by RESRAD-BUILD원문보기
원자력은 석유 대체 에너지로 1960 ~ 1980년대 집중적으로 건설되었다. 2017년 11월 기준으로 세계적으로 가동원전은 448기이고 영구정지원전은 164기이다. 이중 해체가 완료된 원전은 19기로 상용원전 해체를 경험한 나라는 미국, 일본, 독일이 있다. 현재 운영되고 있는 다수 원전은 2020년 이후 설계수명이 만료되어 원전해체가 점차적으로 증가할 것으로 예상되고 우리나라도 고리1호기로 시작하여 점차적으로 설계수명의 만료가 시작된다. 고리1호기는 2017년 6월에 40년간 운전을 마치고 원전해체에 착수하고 고리원자력부지 내 원전의 추가수명이 고려되지 않는 경우 2025년까지 고리1호기를 포함해서 4개의 원전이 설계수명을 다하게 된다. 원전해체란 IAEA에서는 원자력 시설에 대한 모든 규제관리의 종료를 허가할 수 있는 제도적·기술적 활동을 의미하고 미국 NRC에서는 시설이나 부지를 운영에서 제외하고 잔류방사능을 무제한적 사용 또는 제한적 사용 가능 농도까지 줄이고 면허를 종료하는 것을 말한다. 원자력안전법에서는 허가 받은 시설의 운영을 영구적으로 정지한 후, 해당 시설과 부지를 철거하거나 방사성오염을 제거함으로써 원자력안전법의 적용대상에서 배제하기 위한 모든 활동을 말한다. 해체전략에는 크게 즉시해체와 지연해체로 구분되며 해체를 경험한 국가 대부분 즉시해체 방법으로 진행되고 있다. 고리1호기는 즉시해체 방법으로 진행되며 2025년까지 ...
원자력은 석유 대체 에너지로 1960 ~ 1980년대 집중적으로 건설되었다. 2017년 11월 기준으로 세계적으로 가동원전은 448기이고 영구정지원전은 164기이다. 이중 해체가 완료된 원전은 19기로 상용원전 해체를 경험한 나라는 미국, 일본, 독일이 있다. 현재 운영되고 있는 다수 원전은 2020년 이후 설계수명이 만료되어 원전해체가 점차적으로 증가할 것으로 예상되고 우리나라도 고리1호기로 시작하여 점차적으로 설계수명의 만료가 시작된다. 고리1호기는 2017년 6월에 40년간 운전을 마치고 원전해체에 착수하고 고리원자력부지 내 원전의 추가수명이 고려되지 않는 경우 2025년까지 고리1호기를 포함해서 4개의 원전이 설계수명을 다하게 된다. 원전해체란 IAEA에서는 원자력 시설에 대한 모든 규제관리의 종료를 허가할 수 있는 제도적·기술적 활동을 의미하고 미국 NRC에서는 시설이나 부지를 운영에서 제외하고 잔류방사능을 무제한적 사용 또는 제한적 사용 가능 농도까지 줄이고 면허를 종료하는 것을 말한다. 원자력안전법에서는 허가 받은 시설의 운영을 영구적으로 정지한 후, 해당 시설과 부지를 철거하거나 방사성오염을 제거함으로써 원자력안전법의 적용대상에서 배제하기 위한 모든 활동을 말한다. 해체전략에는 크게 즉시해체와 지연해체로 구분되며 해체를 경험한 국가 대부분 즉시해체 방법으로 진행되고 있다. 고리1호기는 즉시해체 방법으로 진행되며 2025년까지 사용후핵연료를 반출하고 본격해체를 2022년 6월부터 2030년 12월까지 계획하고 있다. 원전해체 후 부지 이용사례를 보면 녹지, 상업시설, 발전소 등으로 활용하고 있으며 대부분 녹지로 이용하고 있다. 고리1호기는 1980년부터 우리나라 전력산업의 중요한 역할을 수행했고 세계원전 5대 강국으로 발돋움하는데 밑거름이 되어왔다. 고리1호기는 이러한 상징성으로 기념관으로 활용할 경우에 대해 주민홍보 및 국민에 대한 원전이해도 증가에 많은 도움이 될 것이라고 생각되어 고리1호기 격납건물을 기념관으로 재이용시에 대한 연구를 수행하였다. 고리1호기 격납건물은 주요 계통 및 기기가 밀집되어 있는 장소로 방사선피폭 관리가 필요한 지역이고 고리1호기 격납건물은 40년간 운영되면서 많은 핵종이 격납건물 내부에 존재할 것으로 예상된다. RESRAD-BUILD의 피폭경로는 건물거주 시나리오와 건물보수 시나리오로 나눌 수 있으며 건물거주 시나리오는 거주자, 사무실 근로자, 현장 근로자, 방문자를 포함하고 건물보수 시나리오는 제염 근로자, 건물 보수 근로자, 건물철거 근로자를 포함한다. 본 연구에서는 RESRAD-BUILD를 이용하여 고리1호기 본격해체 시작시점(2022년) 및 본격해체 완료시점(2030년)에 작업자 및 방문자 시나리오를 만들어 시간대별 입력인자를 고려하여 결정론적 및 확률론적 분석방법을 수행하였다. 결정론적 분석은 이미 알고 있는 변수에 대한 확정값을 입력하였고 확률론적 분석은 핵종별 민감 매개변수를 도출한 후 부분순위 상관계수(PRCC)를 이용하여 절대값이 0.1 초과인 매개변수(민감 매개변수)를 선정하였다. 사분위수(Quartile) 값을 통한 부분순위 상관계수가 0.1 초과하는 매개변수는 75 %의 값을, -0.1 미만인 매개변수는 25 %의 값을 배정값(Assigned Value)으로 선정한 후 확률론적 분석을 통해 각 핵종별 선량환산계수(DCF)를 계산하였다. 원자력안전법에 따르면 피폭선량은 방사선작업종사자는 연간 평균 20 mSv이고 해체기준(부지 개방기준)은 0.1 mSv이다. 작업자 시나리오에서는 연간 선량한도를 보수적으로 평가하기 위해 1 mSv, 5 mSv로 설정하였고 방문자 시나리오에서는 0.1 mSv로 설정하였다. 고리1호기 격납건물 콘크리트에는 다양한 핵종이 존재하고 실제로 표면오염도를 측정하고 부지이력조사 등을 고려하여 계산해야 되지만 RESRAD-BUILD를 이용한 잔류방사능 유도농도는 원자력안전법 허용표면오염도의 기준을 훨씬 뛰어넘는 결과가 도출되었다. 특히, 방문자 시나리오로 계산한 결과를 보면 2017년 기준(영구정지 시점)에 일반인이 2시간 동안 고리1호기 격납건물을 방문한다고 가정하는 경우 0.1 mSv/yr에 훨씬 못 미치게 피폭될 것은 물론 방문자가 일년 내내 하루에 8시간 씩 고리1호기 격납건물을 방문해도 주요 핵종 및 DCGL이 가장 낮게 계산된 핵종 기준으로 재계산해도 0.1 mSv/yr 이하로 피폭될 것으로 도출되었다. 이것은 격납건물 내 일부 고 선량지역을 제염 및 해체시 관리할 수 있으면 해체작업시 시간과 금액을 절약할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 원전에 대한 주민이해도 증진 및 국민 수용성 향상에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상되며 향후 원전해체를 준비하고 수행하는데 활용될 것으로 기대된다.
원자력은 석유 대체 에너지로 1960 ~ 1980년대 집중적으로 건설되었다. 2017년 11월 기준으로 세계적으로 가동원전은 448기이고 영구정지원전은 164기이다. 이중 해체가 완료된 원전은 19기로 상용원전 해체를 경험한 나라는 미국, 일본, 독일이 있다. 현재 운영되고 있는 다수 원전은 2020년 이후 설계수명이 만료되어 원전해체가 점차적으로 증가할 것으로 예상되고 우리나라도 고리1호기로 시작하여 점차적으로 설계수명의 만료가 시작된다. 고리1호기는 2017년 6월에 40년간 운전을 마치고 원전해체에 착수하고 고리원자력부지 내 원전의 추가수명이 고려되지 않는 경우 2025년까지 고리1호기를 포함해서 4개의 원전이 설계수명을 다하게 된다. 원전해체란 IAEA에서는 원자력 시설에 대한 모든 규제관리의 종료를 허가할 수 있는 제도적·기술적 활동을 의미하고 미국 NRC에서는 시설이나 부지를 운영에서 제외하고 잔류방사능을 무제한적 사용 또는 제한적 사용 가능 농도까지 줄이고 면허를 종료하는 것을 말한다. 원자력안전법에서는 허가 받은 시설의 운영을 영구적으로 정지한 후, 해당 시설과 부지를 철거하거나 방사성오염을 제거함으로써 원자력안전법의 적용대상에서 배제하기 위한 모든 활동을 말한다. 해체전략에는 크게 즉시해체와 지연해체로 구분되며 해체를 경험한 국가 대부분 즉시해체 방법으로 진행되고 있다. 고리1호기는 즉시해체 방법으로 진행되며 2025년까지 사용후핵연료를 반출하고 본격해체를 2022년 6월부터 2030년 12월까지 계획하고 있다. 원전해체 후 부지 이용사례를 보면 녹지, 상업시설, 발전소 등으로 활용하고 있으며 대부분 녹지로 이용하고 있다. 고리1호기는 1980년부터 우리나라 전력산업의 중요한 역할을 수행했고 세계원전 5대 강국으로 발돋움하는데 밑거름이 되어왔다. 고리1호기는 이러한 상징성으로 기념관으로 활용할 경우에 대해 주민홍보 및 국민에 대한 원전이해도 증가에 많은 도움이 될 것이라고 생각되어 고리1호기 격납건물을 기념관으로 재이용시에 대한 연구를 수행하였다. 고리1호기 격납건물은 주요 계통 및 기기가 밀집되어 있는 장소로 방사선피폭 관리가 필요한 지역이고 고리1호기 격납건물은 40년간 운영되면서 많은 핵종이 격납건물 내부에 존재할 것으로 예상된다. RESRAD-BUILD의 피폭경로는 건물거주 시나리오와 건물보수 시나리오로 나눌 수 있으며 건물거주 시나리오는 거주자, 사무실 근로자, 현장 근로자, 방문자를 포함하고 건물보수 시나리오는 제염 근로자, 건물 보수 근로자, 건물철거 근로자를 포함한다. 본 연구에서는 RESRAD-BUILD를 이용하여 고리1호기 본격해체 시작시점(2022년) 및 본격해체 완료시점(2030년)에 작업자 및 방문자 시나리오를 만들어 시간대별 입력인자를 고려하여 결정론적 및 확률론적 분석방법을 수행하였다. 결정론적 분석은 이미 알고 있는 변수에 대한 확정값을 입력하였고 확률론적 분석은 핵종별 민감 매개변수를 도출한 후 부분순위 상관계수(PRCC)를 이용하여 절대값이 0.1 초과인 매개변수(민감 매개변수)를 선정하였다. 사분위수(Quartile) 값을 통한 부분순위 상관계수가 0.1 초과하는 매개변수는 75 %의 값을, -0.1 미만인 매개변수는 25 %의 값을 배정값(Assigned Value)으로 선정한 후 확률론적 분석을 통해 각 핵종별 선량환산계수(DCF)를 계산하였다. 원자력안전법에 따르면 피폭선량은 방사선작업종사자는 연간 평균 20 mSv이고 해체기준(부지 개방기준)은 0.1 mSv이다. 작업자 시나리오에서는 연간 선량한도를 보수적으로 평가하기 위해 1 mSv, 5 mSv로 설정하였고 방문자 시나리오에서는 0.1 mSv로 설정하였다. 고리1호기 격납건물 콘크리트에는 다양한 핵종이 존재하고 실제로 표면오염도를 측정하고 부지이력조사 등을 고려하여 계산해야 되지만 RESRAD-BUILD를 이용한 잔류방사능 유도농도는 원자력안전법 허용표면오염도의 기준을 훨씬 뛰어넘는 결과가 도출되었다. 특히, 방문자 시나리오로 계산한 결과를 보면 2017년 기준(영구정지 시점)에 일반인이 2시간 동안 고리1호기 격납건물을 방문한다고 가정하는 경우 0.1 mSv/yr에 훨씬 못 미치게 피폭될 것은 물론 방문자가 일년 내내 하루에 8시간 씩 고리1호기 격납건물을 방문해도 주요 핵종 및 DCGL이 가장 낮게 계산된 핵종 기준으로 재계산해도 0.1 mSv/yr 이하로 피폭될 것으로 도출되었다. 이것은 격납건물 내 일부 고 선량지역을 제염 및 해체시 관리할 수 있으면 해체작업시 시간과 금액을 절약할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 원전에 대한 주민이해도 증진 및 국민 수용성 향상에 도움을 줄 수 있을 것으로 예상되며 향후 원전해체를 준비하고 수행하는데 활용될 것으로 기대된다.
Nuclear power was built intensively in the 1960s and 1980s as alternative energy for oil. Globally, there are 448 nuclear power plants operating and 164 nuclear power plants are permanent shut down. There are 19 nuclear power plants that have completed the dismantling, and the United States, Japan, ...
Nuclear power was built intensively in the 1960s and 1980s as alternative energy for oil. Globally, there are 448 nuclear power plants operating and 164 nuclear power plants are permanent shut down. There are 19 nuclear power plants that have completed the dismantling, and the United States, Japan, and Germany have experienced decommissioning. At present, nuclear power plants are expected to increase as the design life time expires after 2020, and the Republic of Korea begins with Kori Unit 1, and the design life time is gradually expired. Kori Unit 1 was completed 40 years of operation in June 2017 and will begin decommissioning the nuclear power plant, and by the year 2025, four nuclear power plant in Kori-Site including Kori Unit 1 will be completed. The decommissioning of nuclear power plants means that the IAEA has implemented institutional and technical activities to permit the termination of all regulatory control of nuclear facilities, and the US NRC has excluded the operation of facilities or sites and reduced the residual radioactivity to unlimited or restricted useable concentrations termination of license. The strategy of decommissioning is divided into immediate decommissioning and delayed decommissioning. Kori Unit 1 will be decommission immediately, and the spent fuel will be carried out until 2025 and the full scaled decommissioning is planned from June 2022 to December 2030. After decommissioning the nuclear power plant, it is used as a green field, a commercial facility, a power plant, etc. Kori Unit 1 has played an important role in the Republic of Korea electric power industry since the 1980s and has become the foundation for growth as the world's fifth largest nuclear power plant. The Kori Unit 1 was considered to be helpful for publicity of the residents and understanding of the nuclear power of the people when it was used as a memorial hall as a symbol. The Kori Unit 1 containment building is a place where the main system and equipment are concentrated and needs to be managed for radiation exposure. The Kori Unit 1 containment building is expected to be many radionuclides in the containment building for 40 years. The exposure path of RESRAD-BUILD can be classified into two major categories : building occupancy and building renovation. Building occupancy scenarios include residents, office workers, industrial workers, and visitors. Building renovation scenarios include decontamination workers, building renovation workers, and building demolition workers. In this study, we use RESRAD-BUILD to construct a scenario of worker and visitor at the start of Kori Unit 1 full-scale demolition(2022) and at the time of completion of demolition(2030), and perform deterministic and probabilistic analyzes considering time-series input factors. In the deterministic analysis, the definite values of already known variables are input, and in the probabilistic analysis, after deriving the radionuclide sensitive parameter, the parameter with absolute value exceeding 0.1 was selected using Partial Rank Correlation Coefficient(PRCC). A parameter with a partial rank correlation coefficient of more than 0.1 through quartile is 75% value less than -0.1 through quartile is 25% were selected as assigned value, and then the Dose Conversion Factor(DCF) of each radionuclide was calculated through probabilistic analysis. According to the nuclear safety law, the average dose of radiation workers is 20 mSv and the criterion of decommissioning is 0.1 mSv of annually. In the worker scenario, the annual dose limit was set to 1 mSv, 5 mSv for conservative evaluation, and in the visitor scenario it was set to 0.1 mSv. Containment building concrete of Kori Unit 1 contain various kinds of radionuclides and it is necessary to actually calculate the surface contamination value and to consider the Historical Site Assessment. However, the Derived Concentration Guideline Level(DCGL) using RESRAD-BUILD was derived as a results exceeding the standard of nuclear safety law allowable surface contamination. In particular, the visitor scenario shows that if the public visits a containment building in Kori Unit 1 for 2 hours in 2017, the exposure will be much less than 0.1 mSv/yr, and even if a visitor the Kori Unit 1 containment building for 8 hours a day throughout the year, the main nuclide and the lowest DCGL nuclide will be exposed to less than 0.1 mSv/yr. If it is possible to manage the disposal and decommission of some high exposure dose area inside the containment building, it will save time and money in decommission work. In addition, it is expected that it will contribute to improve understanding of resident's understanding of NPPs and improve public acceptance, and it is expected to be used to prepare for and decommission NPPs in the future.
Nuclear power was built intensively in the 1960s and 1980s as alternative energy for oil. Globally, there are 448 nuclear power plants operating and 164 nuclear power plants are permanent shut down. There are 19 nuclear power plants that have completed the dismantling, and the United States, Japan, and Germany have experienced decommissioning. At present, nuclear power plants are expected to increase as the design life time expires after 2020, and the Republic of Korea begins with Kori Unit 1, and the design life time is gradually expired. Kori Unit 1 was completed 40 years of operation in June 2017 and will begin decommissioning the nuclear power plant, and by the year 2025, four nuclear power plant in Kori-Site including Kori Unit 1 will be completed. The decommissioning of nuclear power plants means that the IAEA has implemented institutional and technical activities to permit the termination of all regulatory control of nuclear facilities, and the US NRC has excluded the operation of facilities or sites and reduced the residual radioactivity to unlimited or restricted useable concentrations termination of license. The strategy of decommissioning is divided into immediate decommissioning and delayed decommissioning. Kori Unit 1 will be decommission immediately, and the spent fuel will be carried out until 2025 and the full scaled decommissioning is planned from June 2022 to December 2030. After decommissioning the nuclear power plant, it is used as a green field, a commercial facility, a power plant, etc. Kori Unit 1 has played an important role in the Republic of Korea electric power industry since the 1980s and has become the foundation for growth as the world's fifth largest nuclear power plant. The Kori Unit 1 was considered to be helpful for publicity of the residents and understanding of the nuclear power of the people when it was used as a memorial hall as a symbol. The Kori Unit 1 containment building is a place where the main system and equipment are concentrated and needs to be managed for radiation exposure. The Kori Unit 1 containment building is expected to be many radionuclides in the containment building for 40 years. The exposure path of RESRAD-BUILD can be classified into two major categories : building occupancy and building renovation. Building occupancy scenarios include residents, office workers, industrial workers, and visitors. Building renovation scenarios include decontamination workers, building renovation workers, and building demolition workers. In this study, we use RESRAD-BUILD to construct a scenario of worker and visitor at the start of Kori Unit 1 full-scale demolition(2022) and at the time of completion of demolition(2030), and perform deterministic and probabilistic analyzes considering time-series input factors. In the deterministic analysis, the definite values of already known variables are input, and in the probabilistic analysis, after deriving the radionuclide sensitive parameter, the parameter with absolute value exceeding 0.1 was selected using Partial Rank Correlation Coefficient(PRCC). A parameter with a partial rank correlation coefficient of more than 0.1 through quartile is 75% value less than -0.1 through quartile is 25% were selected as assigned value, and then the Dose Conversion Factor(DCF) of each radionuclide was calculated through probabilistic analysis. According to the nuclear safety law, the average dose of radiation workers is 20 mSv and the criterion of decommissioning is 0.1 mSv of annually. In the worker scenario, the annual dose limit was set to 1 mSv, 5 mSv for conservative evaluation, and in the visitor scenario it was set to 0.1 mSv. Containment building concrete of Kori Unit 1 contain various kinds of radionuclides and it is necessary to actually calculate the surface contamination value and to consider the Historical Site Assessment. However, the Derived Concentration Guideline Level(DCGL) using RESRAD-BUILD was derived as a results exceeding the standard of nuclear safety law allowable surface contamination. In particular, the visitor scenario shows that if the public visits a containment building in Kori Unit 1 for 2 hours in 2017, the exposure will be much less than 0.1 mSv/yr, and even if a visitor the Kori Unit 1 containment building for 8 hours a day throughout the year, the main nuclide and the lowest DCGL nuclide will be exposed to less than 0.1 mSv/yr. If it is possible to manage the disposal and decommission of some high exposure dose area inside the containment building, it will save time and money in decommission work. In addition, it is expected that it will contribute to improve understanding of resident's understanding of NPPs and improve public acceptance, and it is expected to be used to prepare for and decommission NPPs in the future.
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