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문제 정의
- 본 논문에서는 국내 중저준위 방사성폐기물의 특성 및발생현황 그리고 발생전망을 정리하였다. 또한 국내 핵종재고량 평가방법[3]을 적용하여 2014년까지 수집된 방사성폐기물 발생량 자료를 기반으로 처분시설 별 처분가능한 방사성폐기물의 분류 및 전체 처분부지(80만 드럼)의 핵종재고량을 예측하고 향후 과제를 제시하고자 한다.
- 본 논문에서는 국내 중저준위 방사성폐기물의 특성 및발생현황 그리고 발생전망을 정리하였다. 또한 국내 핵종재고량 평가방법[3]을 적용하여 2014년까지 수집된 방사성폐기물 발생량 자료를 기반으로 처분시설 별 처분가능한 방사성폐기물의 분류 및 전체 처분부지(80만 드럼)의 핵종재고량을 예측하고 향후 과제를 제시하고자 한다.
- 고리 1호기(600 MWe)를 해체 시 발생하는 해체폐기물의 양은 대략 14,000 드럼이 발생할 것으로 예상된다[8]. 본 논문에서는 원자력발전소 해체폐기물의 핵종재고량을 예측하기 위하여 중저준위 방사성폐기물관리 시행계획[2]의 장기발생량 예측결과에 근거하여 해체시점과 해체폐기물의 발생시점 및 발생량을 반영하였다.
- 예측결과, 중준위 폐기물을 처분하는 1단계 처분시설이 가장 높은 핵종재고량을 보여주었으며, 특히 중수로발전소의 폐수지와 폐필터가 높은 핵종재고량을 나타냈다. 이러한 핵종 재고량 예측결과를 기반으로 방사성폐기물의 신분류기준에 맞추어 향후 경주 처분시설의 안정적인 종합개발에 반영하고자 한다. 또한 전체 처분시설에 대한 종합개발이 안전성평가를 통한 처분시설 및 개발단계 별 safety case의 구축을 통해 안전성 최적화에 기여할 것으로 판단된다.
가설 설정
- 재포장 드럼은 200 L 포장물의 방사능량을 동일하게 가정하였으며, 초고압압축 폐기물은 200 L 포장물 방사능량의2배를 적용하였다. 고리 4-pack 폐기물은 200 L드럼의 4배를 적용하고, 고리 원형콘크리트는 폐수지 200 L 1개를 재포장하기 때문에 200 L의 방사능량을 동일하게 가정하였다. 폴리머 콘크리트(PC-HIC)는 농축폐액 200 L 드럼 4개를 재포장하기때문에 200 L 드럼의 4개의 방사능량을 적용하였다.
- 원자력발전소 해체폐기물의 방사능량은 중수로를 제외한 200 L 드럼 중 준위 별로 가장 높은 폐기물로 가정하였다. 극저준위에는 농축폐액 시멘트 고화폐기물의 방사능량, 저준위에는 폐수지 건조의 방사능량, 중준위에는 폐수지 건조의 방사능량으로 가정하여 적용하였다.
- 처분대상 개봉선원 폐기물의 총 저장량은 200 L 드럼 기준으로 5,566 드럼이며, 개봉선원 폐기물 중 약 80%가 가연성 폐기물이다. 방사성동위원소 폐기물은 모두 200 L 드럼에 포장되어 있다고 가정하였다.
- 처분대상 방사성폐기물(80만 드럼)은 중준위는 5만 드럼, 저준위는 39만 드럼, 극저준위는 36만 드럼이 발생할 것으로 예측하고 있다. 산업체에서 발생되는 폐기물은 기타폐기물로 분류하였으며, 분석결과 저준위로 분류되어 2단계 처분시설에 처분을 가정하였다.
- 원자력발전소 운영폐기물 중 더 이상 발생하지 않는 폐기물을 우선 처분한다고 가정하였다. 더 이상 발생하지 않는 폐기물 종류는 폐수지 중 HIC-FE, C1형, C2형, 고리원형, 시멘트고화 재포장(320 L), 건조 재포장(320 L)이며, 농축폐액 중에는 C1형, C2형, 고리 4-pack, 시멘트고화 재포장(320 L),농축폐액 고화체(320 L), 농축폐액 고화체 재포장(320 L), 농축폐액 폴리머 콘크리트 PC-HIC(860 L), 폐필터 중 C2형, C4형, 콘크리트라이닝 재포장(320 L)이고, 잡고체 중에는 일반잡고체 재포장(320 L), 초고압압축(320 L), 차폐잡고체 재포장(320 L), 중수로 초고압압축(320 L)이 이에 해당한다.
- 원자력발전소 해체폐기물의 발생시점을 2030년으로 가정하였으며 원자력발전소의 운영계획에 따라 2070년부터 2080년 사이에는 수명이 만료되는 원전이 없기 때문에 해체폐기물의 발생량이 동일하게 적용하였다[2]. Table 4는 발생원에 따른 방사성폐기물 발생량 추이를 요약하였다.
- 원자력발전소 해체폐기물의 방사능량은 중수로를 제외한 200 L 드럼 중 준위 별로 가장 높은 폐기물로 가정하였다. 극저준위에는 농축폐액 시멘트 고화폐기물의 방사능량, 저준위에는 폐수지 건조의 방사능량, 중준위에는 폐수지 건조의 방사능량으로 가정하여 적용하였다.
- 원자력발전소의 운영 시 호기 당 연간 100 드럼의 발생과 원자력발전소의 해체 시 호기 당 14,000 드럼의 발생을 가정하였다. 특히, 원자력발전소 해체 시 발전소 2개 단위로 해체하며 운영수명 종료 시 6년 간 관리 후 5년 간 해체를 가정하였다.
- 재포장 드럼은 200 L 포장물의 방사능량을 동일하게 가정하였으며, 초고압압축 폐기물은 200 L 포장물 방사능량의2배를 적용하였다. 고리 4-pack 폐기물은 200 L드럼의 4배를 적용하고, 고리 원형콘크리트는 폐수지 200 L 1개를 재포장하기 때문에 200 L의 방사능량을 동일하게 가정하였다.
- 중준위(5만 드럼) 폐기물은 해체 폐기물 및 비원전폐기물을 포함하여 현재까지 발생한 중준위 과 발생비율을 적용하여 예측하였다. 저준위 및 극저준위도 중준위와 동일한 가정을 적용하여 최적화하였다.
- DTC방법은 ISO에서 주요 핵종의 핵종재고량 평가방법으로 감마핵종 분석방법과 함께 표준방법으로 규정하고 있으며, 미국 DOE의 TRU폐기물의 방사능분석 및 스페인, 핀란드에서도 DTC 방법을 사용하고 있다. 중수로 폐수지의 경우는 방사화학분석법으로 주요 핵종의 비방사능을 구한 후 전체 폐수지가 균질하다는 가정을 적용하여 방사능량을 예측하였다.
- 원자력발전소의 운영 시 호기 당 연간 100 드럼의 발생과 원자력발전소의 해체 시 호기 당 14,000 드럼의 발생을 가정하였다. 특히, 원자력발전소 해체 시 발전소 2개 단위로 해체하며 운영수명 종료 시 6년 간 관리 후 5년 간 해체를 가정하였다. 한국원자력연구원은 연간 364 드럼이 발생하며 한전원자력연료㈜는 연간 350 드럼 그리고 RI폐기물은 연간 33 드럼 발생을 가정하였다.
- 폐기물 준위 별 평균 방사능과 개별 처분시설의 처분수량에 따라 처분시설 별 핵종재고량을 예측하게 되며 이때 다음의 가정사항을 적용하였다.
- 한국원자력연구원 폐기물은 원자력발전소 운영폐기물 중 폐기물 종류가 유사한 폐기물을 참조하여 방사능량을 가정하였으며, 농축폐액은 시멘트고화, 폐수지는 건조, 폐필터는 콘크리트 라이닝, 잡고체는 일반잡고체를 적용하였다.
- 특히, 원자력발전소 해체 시 발전소 2개 단위로 해체하며 운영수명 종료 시 6년 간 관리 후 5년 간 해체를 가정하였다. 한국원자력연구원은 연간 364 드럼이 발생하며 한전원자력연료㈜는 연간 350 드럼 그리고 RI폐기물은 연간 33 드럼 발생을 가정하였다.
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