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문제 정의
- 그럼에도 불구하고, 안전성평가는 미래 처분장 전개를 모델링 및 많은 데이터를 사용하여 정량화된 결과를 제시하게 되므로 처분장 인허가 과정에서 매우 중요시 되고 있다. 본문에서는 고준위 폐기물처분 안전성 평가 관점에서 미국, 핀란드, 스웨덴, 프랑스를 대상으로 안전성평가 기간, 방사선량 기준 및 평가의 불확실성 등과 관련된 기술기준을 조사하였다.
제안 방법
- 미국의 처분장 관련 제반 사항들은 미국 Energy Policy Act of 1992에 근거하고 있으며, 동법 Section 801에는 EPA(Environmental Protection Agency)에 의해 제시된 기술기준(standard)을 NRC(Nuclear Regulatory Commission) 는관련 규정과 일치시키도록 하고 있다. 따라서, EPA 및 NRC 의 관련규정을 통하여 미국의 고준위폐기물 처분장 인허가와 관련된 기술적 사항들을 조사하였으며, 그중에서 EPA의 40 CFR Part 197 "'Public Health and Environmental Radiation Protection Standards for Yucca Mountain" [1], NRC의 10 CFR Part 60 "'Disposal of High-level Radioactive Wastes in Geologic Repositories" [2] 및 10 CFR Part 63 ", Disposal of High-level Radioactive Wastes in a Geologic Repository at Yucca Mountain, Nevada” (3)를 주로 참고하였다. 특호] , 네바다주 의회를 중심으로 2004년 추진된 Yucca Mountain 고준위 폐기물 처분장 건설 관련 청원에 대한 법원 판결은 처분장 안전성 평가와 관련된 기술기준의 변화에도 큰 영향을 미침을 알 수 있었다.
- 이에 따라, EPA 및 NRC는 평가기간에 대한 과학적 근거를 마련하는 한편 평가기간 변화와 관련되는 peak dose 및 불확실성(uncertainty)에 대하여 중점적으로 검토하였다. 기존 규정에서는 peak dose가 값이 10, 000년 이후에 나타날 경우, 평가 값에 대한 불확실성이 커지면서 평가값에 대한 신뢰도가 떨어질 수 있기 때문에 이를 법적 제한치에 엄격하게 비교하지 않았으나, 평가기간이 확대되는 경우 확대된 기간 중에 peak dose가 나타날 때 제한치와 비교하여 엄격하게 규제를 할 것인지 여부가 중요해 졌기 때문이다.
- 이와 관련하여, DOE의 성능평가가 Individual protection standard after permanent closure 및 Individual protection standard for human intrusion을 충족시킴을 보여주기 위호} 여, 10, 000년까지 평가에서 도출된 선량은 산술평균 (arithmetic mean)을 사용하고, 10, 000년 이후의 평가에서는 중앙값(median)을 사용하도록 제시하였다.
- 미국에서 자연 방사선은 지역별로 1 mSv/yr부터 10 mSv/yr까지 많은 편차가 존재지만 평균 자연방사선 수준을 3 mSv/yr로 간주하였으며, 그 중 라돈의 영향을 약 2 mSv/yr로 가정하여 Amargosa Valley 지 역에 라돈이 25% 더 영향을 미침을 고려한 가중치를 부여하였다. 즉, 미국 전역의 평균 라돈 영향(2 mSv/yr), Amargosa Valley에서 라돈 영향이 25% 정도 더 크게 작용(0.5 mSv/yr) 및 우주선/지각에서의 방사선 (1 mSv/yr) 영향 등을 고려하여 RMEI 의 자연 방사선 수준을 근거로 peak dose 값을 제 시하였다.
- 5 mSv/yr(350 m rem/yr)를제시하면서 그 근거를 자연방사선에 두고 있다. 즉, 선량 제한치를 도줄하기 위하여 Yucca Mountain 인근지 역에 대한 자연 방사선량은 조사되어야 하며, 이를 위해 Amargosa Valley 주민을 RMEI (reasonably maximally exposed individual)로 결정하였다. 미국에서 자연 방사선은 지역별로 1 mSv/yr부터 10 mSv/yr까지 많은 편차가 존재지만 평균 자연방사선 수준을 3 mSv/yr로 간주하였으며, 그 중 라돈의 영향을 약 2 mSv/yr로 가정하여 Amargosa Valley 지 역에 라돈이 25% 더 영향을 미침을 고려한 가중치를 부여하였다.
이론/모형
- 스웨덴의 고준위폐기물 처분장 관련한 기술기준은 Swedish Radiation Protection Ordinance# 기반으로 한 기존의 방사선 방호 규제 기관이 었던 SSI의 regulation 및 guideline으로 알 수 있었다. Table 4는 SSI 관련 regulation인 SSI FS 1998:4의 The Swedish Radiation Protection Institute's Regulations on Dose Limits at Work with Ionising Radiation에 나타나 있는 방사선 작업자의 선량 기준이다.
성능/효과
- 먼저, 평가기간과 관련하여, 미국은 10"000년의 평가 기간을 1,000, 000년으로 확대하였으며, 핀란드는 평가 기간을 명시하고 있지는 않지만 최소한 수천 년 이상 평가되어야 한다고 언급하고 있으며, 스웨덴은 처분장 폐쇄 후 1, 000년, 100,000년, 100,000년 이상으로 세분하고 있으며, 프랑스는 10, (MX)년까지 엄격하게 평가하도록 규정하고 있었다. 또한, 최대 몇 년까지 평가할 것인가 여부는 국가별로 'period of geological stability 를 몇 년으로 결정하는가에 달려 있다고 할 수 있다.
- 넷째, EPA는 처분이나 폐쇄 후 단계에서 뿐만 아니라 운영이나 폐쇄 전 단계에서 Individual dose를 계산할 때 DOE의 weighting factors 사용에 대하여 명시할 필요가 있음을 제시하였으며, 이에 대해 NRC는 처분이나 폐쇄 후 단계에서 뿐만 아니라 운영이나 폐쇄 전 단계에서 Individual dose를 계산을 위하여 EPA가 명시하는 weighting factors(40CFP Part 197의 Appendix A)를 채택하고 작업자에 대한 radiation dose 계산에도 동일한 weighting factors를 사용할 것을 제시하였다.
- 둘째 , RFS는 정상시나리오와 기후변화와 같은 자연 현상 및 인간침입에 의한 대안시나리오를 고려하여야 하며, 정상 시나리오에서 방사선적 영향은 0.25 mSv/yr를 초과해서는 안된다고 규정하고 있다. 이 값은 현 규제하에서 일반 대중에 대한 분기당 피폭선량 제한치 에 해당한다.
- 둘째 , 방사선 량 제 한치와 관련하여 , 미 국 Yucca Mountain 처분장 경우, EPA와 NRC는 평가기간의 확대 에 따른 peak dose로 10, 000년 이내는 0, 15 mSv/yr 및 1, 000, 000년 이내는 1 mSv/yr로 이원화된 기준을 확정하였다. 핀란드는 일반인에 대한 연간 선량한도로 0mSv/yr를 제시하면서 natural events 및 human action으로 야기되는 사건에 대한 상한선으로는 5 mSv/yr를 제시하고 있으며, 프랑스는 0.
- 둘째, DOE가 보여주어야 할 10, 000년 이후 성능평가에서 중앙값(median)을 사용한다는 것은 중앙값이 본질적으로 통계분포의 최대치와 최저치의 정중앙에 위치하게 되는 분포의 상대적 특징에 의존하게 되므로 장기 처분장 성능평가에 적합할 것으로 판단하였지만, 통계작업에 항상 사용하게 되는 산술평균(arithmetic mean)을 사용하는 것으로 최종 제시하였다.
- 먼저 , 처분 후 10, 000년부터 1,, 00년까지의 평가와 관련하여 제시된 3.5 mSv/yr(35O mrem/yr)의 peak dose 값은 기존 제한치에 비하여 지나치게 높고, 미래세대에게 불리하며 , 적절하지 않은 자연 방사선을 적용하고 있다는 반대 의견에 대하여, EPA 및 NRC는 ICRP, NCRP, IAEA, UNSCEAR 등에서 제시하고 있는 의료용을 제외한 방사선원으로부터 유효 피 폭선 량 권고치 인 1 mSv/yr를 근거로 peak dose로 1 mSv/yr를 수정 제시하였다.
- 셋째, 불확실성과 관련하여, 안전성평가결과를 선량 기준과 상호 엄격하게 비교하는 것은 비합리적임을 많은 안전성 평가 전문가들은 주장하고 있다. 이는 처분장에 대한 안전성 평가에 많은 불확실성을 포함될 수밖에 없으며, 불확실성을 해결하는 방안으로 보수적으로 접근하게 되는 특징을 고려해 보면, 평가결과로 나타나는 연간 선량은 방사선 기준을 충족시키기 힘들 수 있으며 평가기간이 길어질수록 불확실성은 더욱 커지게 되기 때문이다.
- 최종 제안된 내용은 제시된 이견들을 광범위하게 수렴하였으므로 별다른 이견 없이 확정되었다. Table 1 및 Table 2는 미국 Yucca Mountain 고준위폐기물처분장의 안전성 평가와 관련된 세부 사항(평가기간 및 방사선 기준 등)들을 법정 판결 전후 및 최근 확정된 내용까지 10 CFR Part 63을 기준으로 요약한 것이다.
- 따라서, EPA 및 NRC 의 관련규정을 통하여 미국의 고준위폐기물 처분장 인허가와 관련된 기술적 사항들을 조사하였으며, 그중에서 EPA의 40 CFR Part 197 "'Public Health and Environmental Radiation Protection Standards for Yucca Mountain" [1], NRC의 10 CFR Part 60 "'Disposal of High-level Radioactive Wastes in Geologic Repositories" [2] 및 10 CFR Part 63 ", Disposal of High-level Radioactive Wastes in a Geologic Repository at Yucca Mountain, Nevada” (3)를 주로 참고하였다. 특호] , 네바다주 의회를 중심으로 2004년 추진된 Yucca Mountain 고준위 폐기물 처분장 건설 관련 청원에 대한 법원 판결은 처분장 안전성 평가와 관련된 기술기준의 변화에도 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 이는 법원이 Yucca Mountain 고준위폐기물 처분장 건설과 관련된 대다수 사안에 동의하지만, NAS(National Academy of Science)권고사항을 참고하여 EPA의 10, 000년 기준의 평가에 대한 근거부족을 이유로 EPA의 40 CFR Part 197 및 NRC의 10 CFR Part 63의 관련 부분을 무효화 한다는 판결을 내 렸기 때문이다.
후속연구
- 스웨덴은 100, 000년 이후의 평가 결과를 법적 제한치와 엄격하게 비교하는 것은 무의미함을 공식화하고 있는 반면, 미국은 Yucca Mountain 처분장의 안전성평가기간 확대 과정에서 안전성평가에 포함된 불확실성 에도 불구하고 평가결과를 법 적 제한치에 엄 격하게 비교하기로 결정하였다. 이러한 상반된 결과에 대하여, 방사성폐기물에 대한 일반인의 우려, 미래세대에게도 동등한 기준 적용 및 최신 기술기준이라는 면 등을 고려해 보면, 평가에 포함된 불확실성에도 불구하고 장기 안전성평가 결과를 법적 제한치와 향후에는 보다 엄격하게 비교하게 될 가능성이 커 보이며 평가의 불확실성을 줄일 수 있는 모델링 기법 에 대한 연구가 강화될 필요가 있다.
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