[논문]신 분류기준을 적용하기 위한 원전 해체폐기물량 및 처분 비용 산정에 대한 사전 연구

송종순; 김영국; 이상헌

doi:10.7733/jnfcwt.2015.13.1.45

신 분류기준을 적용하기 위한 원전 해체폐기물량 및 처분 비용 산정에 대한 사전 연구
A Pre-Study on the Estimation of NPP Decommissioning Radioactive Waste and Disposal costs for Applying New Classification Criteria 원문보기

Journal of nuclear fuel cycle and waste technology = 방사성폐기물학회지, v.13 no.1, 2015년, pp.45 - 53

초록
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1978년 고리 1호기의 상업 운전을 시작으로 현재 우리나라에서는 총 23기의 원전이 운영 중에 있다. 운영 중인 원전으로부터 방사성폐기물이 계속 발생되고 누적되어 갈 것이다. 또한 원전의 수명 연장과 신규 원전의 추가 건설 이외에도 제염해체 연구시설 등 각종 원자력 시설에서 발생하는 방사성폐기물은 꾸준히 증가하고 있다. 우리나라는 최근 IAEA에서 권고하는 신 분류기준을 적용한 신분류기준에 대해 원자력안전위원회 고시를 개정하였다. 중·저준위폐기물을 IAEA 신 분류기준을 적용하여 세분화한다면, 약 98%를 차지하는 저준위 및 극저준위 방사성폐기물과 규제면제폐기물을 효과적으로 처분 할 수 있게 된다. 본 논문에서는 신 분류기준을 적용한 해외 적용 사례와 처분 방안 현황을 분석하여 국내에 적용 가능한 최적의 합리적인 적용 방안 및 해체 방사성폐기물량을 산정해 보고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper

Since the commercial operation of Kori Unit #1 nuclear power plant(NPP) started in 1978, 23 units at present are operating in Korea. Radioactive wastes will be steadily generated from these units and accumulated. In addition, the life-extension of NPPs, construction of new NPPs and decontamination and decommissioning research facilities will cause radioactive wastes to increase. Recently, Korea has revised the new classification criteria as was proposed by IAEA. According to the revised classification criteria, low-level, very-low-level and exempt waste are estimated to about 98% of total disposal amount. In this paper, current status of overseas cases and disposal method with new classification criteria are analyzed to propose the most reasonable method for estimating the amount of decommissioning waste when applying the new criteria.

주제어

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문제 정의

해체폐기물의 종류에 따른 처리 방법과 단위 물량에 대한 처리 비용 등은 현재의 분석자료로는 산정할 수가 없다. 따라서 본 논문에서는 원전 해체에 의해 발생된 방사성폐기물의 처분 비용을 원전의 용량에 따라 제시해 보고자 한다.
본 논문에서는 기존의 분류기준에 대한 해외 사례와 처분 방안 현황을 분석하여 국내에 적용 가능한 합리적인 방안을 도출하고, 이에 따른 해체 폐기물량 및 처분비용을 산정하고자 한다.
본 논문에서는 원자로형에 대해 해체 방사성폐기물 발생량을 구분하지 않았으나, 가압중수로의 경우 해외 사례를 참고하여 본 논문에서 제시한 해체 방사성폐기물 발생량과 처분 비용을 비교 분석하고자 한다. 가압중수로의 경우 IAEA 보고서에서는 캐나다의 온타리오 DNGS발전소(881M We)의예상 해체 폐기물량을 LLW는 1, 305 ton, ILW는 598 ton으로 Table 7과 같이 제시하고 있다[9].
원전으로 분류할 수 있다. 앞에서 해외 경험 사례와 국제기구의 자료를 조사 및 분석하고, 이를 바탕으로 원전 용량에 따른 해체 방사성폐기물 발생량을 평가할 수 있는 기준을 제시하였다. 이에 따라 우리나라에서 운영되고 있는 원전의 해체에 의해 발생될 것으로 평가되는 처분 대상 해체 방사성 폐기물량은 1,000 MWe급 가압경수로를 해체할 경우는 19, 000 드럼, 600 MWe급 가압경수로와 가압중수로를 해체할 경우는 14, 000 드럼으로 평가할 수 있다.

제안 방법

시 발생되는 해체방사성폐기물 발생량을 Table 2와 같이 예측하고 있다[4]. 금속의 밀도를 약 7.0 g/cm³, 콘크리트의 밀도를 약 2.0 g/cm³ 그리고 해체 잡고체의 밀도를 약 0.8 g/cm³으로 고려하고, 드럼 당 충진율은 폐기물 인수기준에 맞도록 85%를 고려하였다. 따라서, IAEA에서는 1, 000 MWe PWR 원전 1기 해체 시 발생되는 해체 방사성폐기물 발생량을 약 6, 200 ton (14, 000 드럼; 200 리터 드럼 기준)으로 예상하고 있다.
원전 해체를 수행한 해외 경험 사례와 국제기구의 자료를 조사 및 분석하고, 이를 바탕으로 원전 용량에 따른 해체 방사성폐기물 발생량을 평가할 수 있는 기준을 제시하였다. 이에 따라 우리나라에서 운영되고 있는 원전의 해체에 의해발생될 것으로 평가되는 최종처분 대상 해체 방사성 폐기물량은 1,000 MWe급 가압경수로를 해체할 경우는 19, 000 드럼, 600 MWe급 가압경수로와 가압중수로를 해체할 경우는 14, 000 드럼을 기준 발생량으로 제시하고자 한다.
제시하였다. 이에 따라 우리나라에서 운영되고 있는 원전의 해체에 의해발생될 것으로 평가되는 최종처분 대상 해체 방사성 폐기물량은 1,000 MWe급 가압경수로를 해체할 경우는 19, 000 드럼, 600 MWe급 가압경수로와 가압중수로를 해체할 경우는 14, 000 드럼을 기준 발생량으로 제시하고자 한다. 해체 방사성폐기물의 처리 및 감용에 관한 상세한 사례와 자료는 현재까지 국제기구는 물론 원전을 해체해 본 경험을 가진 국가들로부터 발표된 사례가 없다.
한편, IAEA와 일본의 자료를 바탕으로 원전 해체 시 방사성폐기물 처리 비용을 보수적으로 산정하였다. IAEA와 일본의 자료에서 제시하는 중, 저준위 방사성폐기물 약 6, 200 ton 을 보수적으로 200리터 드럼으로 환산하면 약 31,000 드럼으로 처리 비용은 약 369, 830백만원이 소요될 것으로 비용을 유추 할 수 있다.

성능/효과

가압중수로의 경우 IAEA 보고서에서는 캐나다의 온타리오 DNGS발전소(881M We)의예상 해체 폐기물량을 LLW는 1, 305 ton, ILW는 598 ton으로 Table 7과 같이 제시하고 있다[9]. 따라서 처분 대상 해체 방사성폐기물 총 발생량은 1, 903 ton으로, 이를 앞에서 환산한 기준에 따라 200 리터 드럼으로 환산하면 약 9, 520 드럼이 되며, 처분비용은 113, 574백만원으로 평가할 수 있다.
리터 드럼당 1, 193만원이다. 본 논문에서 제시하는 처분 대상 해체 방사성폐기물량을 기준으로 현재 운영 중인원전 용량별 해체 방사성폐기물의 처분비용을 산정해 보면 1, 000 MWe급 가압경수로의 경우 해체 방사성폐기물의 처분 비용으로 약 226, 670백만원이 소요될 것으로 평가할 수 있다. 또한 600 MWe급 가압경수로와 가압중수로의 경우는 약 167,020백만원이 소요될 것으로 평가할 수 있다.
원전 해체 경험을 보유하고 있는 선진국의 사례를 조사하고 정리한 결과에 의하면 원전 해체를 통해 발생된 방사성폐기물의 발생량으로 제시된 수치는 원전 해체로부터 발생하는 모든 종류의 방사성폐기물을 처리, 감용하고 난 후에 최종처분장에 처분해야 할 폐기물의 양으로 분석된다. 해체폐기물의 종류에 따른 처리 방법과 단위 물량에 대한 처리 비용 등은 현재의 분석자료로는 산정할 수가 없다.
이는 제염 활동의 강화로 방사성폐기물 발생량을 최소화한 결과이다. 총 5기 해체 결과 발생된 폐기물이므로 한 호기 당 평균 3, 300 ton의 폐기물이 발생된 것으로 추정된다. 이를 드럼으로 환산하기 위해 200 리터 드럼 당 폐기물의 무게를 약 200~500 kg으로 가정하면 6, 600~16, 500 드럼이 발생된것으로 판단된다.

후속연구

또한, 방사성폐기물을 원자력안전위원회고시 제 2014-3 호 "방사성폐기물 분류 및 자체처분 기준에 관한 규정"을 적용하여 원전 해체에서 발생된 최종처분 대상 방사성폐기물을 효율적이고 경제적으로 처분할 수 있을 것으로 판단되지만, 경제성 이외에도 안전성이나 주민수용성을 충분히 고려하여 최종 판단할 필요가 있다.
국내에 운영 중인 원전의 해체폐기물을 현재까지 개발되었거나 개발 중인 제염기술을 충분히 활용하여 발생량을 저감하고, 저장을 통한 방사능 저감(Decay&Delay)를 통해 준위를 감소시킴과 동시에, 신 분류기준에 따라 적절한 처분방식을 선택하게 되면 보다 안전하고 경제적으로 해체 방사성폐기물을 처리할 수 있을 것이다. 그러나 원전 해체로부터발생되는 방사성폐기물은 해체 대상 원전의 운전 이력, 원전사업자의 해체 전략, 또는 국가의 방사성폐기물의 관리 규제 등에 의하여 그 발생량이 위에서 제시된 기준 발생량과 많은 편차가 있을 수 있음도 주지해야 될 것이다
그러나 실질적인 해체방사성폐기물 발생량은 향후 국내해체사업과 관련된 방사성폐기물의 관리정책, 규제 해제 기준, 재활용 전략 등에 의하여 상당 부분 좌우 될 것이다.
있다. 그러나 현재 기술개발중인 제염기술을 상용화하여 해체 방사성폐기물량을 저감하고, 적정한 기간 동안 저장하여 방사능을 상당 부분 감소시킴과 동시에IAEA 신 분류기준을 적용하여 적절한 처분 방식을 선택하여 처분한다면 원전 해체 방사성폐기물 발생량과 처리 비용, 그리고 최종 처분 비용도 줄일 수 있을 것으로 판단된다.
해체 방사성폐기물의 처리 및 감용에 관한 상세한 사례와 자료는 현재까지 국제기구는 물론 원전을 해체해 본 경험을 가진 국가들로부터 발표된 사례가 없다. 따라서 국내 원전 해체로부터 발생되는 방사성폐기물의 처리에 관한 물량과 비용 산정은 추후 과제로 남게 되었다.
최종처분 대상이 되는 원전 해체 방사성폐기물의 확정과 각 분류 별 해체폐기물 처분 부지에서의 핵종별 허용 농도 기준의 확립, 규제면제 폐기물의 처분 방안을 위한 제도 마련, 극저준위폐기물의 방사능 저감을 위한 저장 부지 확보, 고준위 폐기물 처분 계획 수립 등에 관한 연구가 필요할 것이다.
향후, 본문에서 다룬 사전연구를 바탕으로 신 분류기준을 적용한 국내 원전 해체 폐기물량 및 비용산정에 대한 연구와 처분방안의 최적화 연구를 수행 할 예정이다.

참고문헌 (9)

International Atomic Energy Agency(IAEA), Classification of Radioactive Waste, General safety Guide No. GSG-1, Vienna (2009).
Notice of the Nuclear Safety and Scurity Commission No. 2014-03, Guidelines for radioactive waste classification and clearance standards (2014).
Y.G. Kim, "A Study on Applying the New Classifica-tion of Domestic Radioactive Waste Disposal Options", Master`s Degree, Chosun University (2014).
International Atomic Energy Agency(IAEA), Managing Low Radioactivity Material from the Decommissioning of Nuclear Facilities, Technical Report Series No. 462 (2008).
Organisation for Economic Co-operation and Development Nuclear Energy Agency(OECD NEA), Decom-missioning Nuclear Power Plants-Policies, Strategies and Costs, NEA (2003).
Electric Power Research Institute(EPRI), Maine Yankee Decommissioning Experience Report, Detailed Ex-periences 1997-2004 (2005).
Projet PENLY 3, Mieux Comprendre Les Enjeux du Nucleaire (2010).
Japan Nuclear Energy Safety Organization(JNES), reports on measure of abolition, handbook 09-0001 (2010).
International Atomic Energy Agency(IAEA), Disposal Aspects of Low and Intermediate Level Decommission-ing Waste (Results of a Coordinated Research Project 2002-2006), IAEA-TECDOC-1572 (2007).

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표제어: PCR

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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