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문제 정의
- 4. Structured radiation exposure pathways along with receptors potentially to be affected from recycling of decommissioning concrete waste released from regulatory control assumed in this study.
- 결과에 영향을 미치는 주요 입력변수의 변화가 각 피폭자의 예상 피폭방사선량에 미치는 영향을 보다 정량적으로 분석하기 위한 목적으로, 특정 연도에 발생된 원전 해체 콘크리트가 해당 지자체 내에서 연간 발생되는 일반 콘크리트 건설폐기물과 유통과정에서 혼합·희석되는 비율인 희석계수가 0.01 부터 1 까지 범위에서 순차적으로 변화될 경우 예상되는 피폭방사선량의 변화 추이를 Fig. 6에 제시하였다.
- 따라서, 이 논문에서는 국내 원전의 해체 예상일정을 고려하여 해체 콘크리트 폐기물의 연도별 발생량을 예측하고, 관련 법령 및 국내 산업계의 실제 관행에 기초하여 자체 처분된 해체폐기물의 유통 시나리오를 도출한 후, 콘크리트 폐기물의 자체처분에 따른 예상 방사선영향을 평가하였다. 또한 이를 통해, IAEA SRS No.
- 따라서, 이 논문에서는 국내 원전의 해체 예상일정을 고려하여 해체 콘크리트 폐기물의 연도별 발생량을 예측하고, 관련 법령 및 국내 산업계의 실제 관행에 기초하여 자체 처분된 해체폐기물의 유통 시나리오를 도출한 후, 콘크리트 폐기물의 자체처분에 따른 예상 방사선영향을 평가하였다. 또한 이를 통해, IAEA SRS No. 44에 근거해 수립된 현행 국내 자체처분 규제체계가 앞으로 예상되는 대량의 해체 콘크리트 폐기물 자체처분에 대해서도 그 유효성을 유지할 수 있는지 여부를 정량적으로 평가하고, 이와 함께 대량 해체폐기물의 자체처분의 안전성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하고자 한다.
가설 설정
- - 피폭자 B : 해당 피폭자는 25 t 트럭을 운전하는 운전종사자로 가정하였다. 대부분의 대형 트럭은 폐기물의 운반 및 적하작업까지 차량 내에서 모두 조작이 가능하므로 운반 소요시간 외에 1회 운반 시 0.
- - 피폭자 E : 피폭자 B와 동일하게 25 t 트럭을 이용하여 가공된 재생골재를 각 공사현장으로 운반하는 운전종사자를 가정하였다. 트럭의 최대 적재량인 25 t을 만재 한 상태로 운행한다는 가정을 하였고, 따라서 피폭자 B와 동일하게 방사선피폭이 가능한 연간 작업시간을 700 h·y-1로 상정하였다.
- - 피폭자 F : 건축물 건설을 목적으로 한 성토작업 현장에서 소형 기계식 롤러를 이용하여 성토작업을 수행하는 작업자를 가정하였다. 일반적인 건설현장에서의 성 토층 두께로 0.
- - 피폭자 I : 매립장에서 최종복토 후 30년이 경과한 시점부터 일반인이 거주할 수 있는 국내 규정(폐기물관리법 시행령)을 고려하여 30년 후부터 매립부지에서 작물을 재배하면서 거주하는 농부를 피폭자 I로 가정하였다[21]. 이 피폭자의 경우 식품 섭취에 따른 피폭 가능성을 배제할 수 없으므로 참고문헌에 제시된 국내 음식물 섭취량 자료를 적용하였다[4].
- - 피폭자 K : 이 논문에서는 도로건설 후 일반인이 해당 도로에서 1일 1시간씩 보행한다고 가정하였다. 피폭자 K는 자체처분 콘크리트가 모두 도로의 최하부에서 지반의 역할을 수행하는 노체로 재활용되는 경우 해당 도로를 보행하는 일반인을 대표한다.
- - 피폭자 L : 피폭자 L의 피폭상황은 자체처분 콘크리트가 모두 도로 보조기층에 재활용되었다는 가정을 제외하면 피폭자 K와 동일하다. 도로의 상부가 받는 하중을 완충하고 이를 하부에 전달하는 역할을 수행하는 보조기층의 두께는 0.
- 각 원전의 설계수명은 신고리3∼6호기 및 신한울1,2호기의 경우 60년, 기타 가압경수로는 40년, 가압중수로는 30년으로 가정하고 설계수명 종료 후 계속운전은 고려하지 않았다.
- 0209으로, 2088~2090년 기간 중 울산 지역에서 해체 콘크리트 폐기물이 가장 큰 희석계수를 보여줄 것으로 예측되었다. 그러나 원전의 해체 중 발생된 콘크리트 폐기물이 해당 광역자치단체 내에서 해당 년도에 발생된 일반 콘크리트 건설폐기물과 균일하게 혼합된다는 가정은 이상적이라고 할 수 있다. 또한, 각 지자체 별로 발생되고 있는 폐콘크리트 건축폐기물의 수량에 비해서 해체 콘크리트 폐기물의 수량이 상대적으로 적으므로, 원전에서 발생된 콘크리트 폐기물이 모두 같은 지역 내의 단일 처리시설에서 순환골재로 가공되고 단일 도로의 건설 또는 단일 지역의 성토 및 단일 매립장의 복토로 재활용되는 보수적인 시나리오(이 경우 희석계수는“1”)도 완전하게 배제할 수는 없을 것으로 판단된다.
- - 피폭자 B : 해당 피폭자는 25 t 트럭을 운전하는 운전종사자로 가정하였다. 대부분의 대형 트럭은 폐기물의 운반 및 적하작업까지 차량 내에서 모두 조작이 가능하므로 운반 소요시간 외에 1회 운반 시 0.8분의 적하시간을 추가하고, 섭취 및 흡입에 따른 피폭이 없다고 가정하였다[16]. 차량의 운송거리는 원전에서 가상적인 골재 재활용 공장까지의 거리 100 km로 가정하였고, 트 의 평균 운행속도를 30 km·h-1로 가정하여 소요될 것으로 예상되는 시간을 수식 (4)를 이용하여 계산하였다.
- 75 m 두께)은 차폐체 역할을 하게 된다[22]. 따라서, 연 365시간의 피폭시간과 실외 거주비율 0.043를 가정하였다.
- 따라서, 이 논문에서는 실제 국내 콘크리트 건설폐기물 재활용 통계자료에 근거하여 해체 콘크리트 폐기물의 자체처분에 따른 희석계수를 0.0597∼1 범위로 가정하여 해체 콘크리트 폐기물 재활용에 따른 방사선영향을 평가하였다.
- 또한 폐 콘크리트의 밀도는 국내에서 통상적으로 적용되는 값인 1.6 g·cm-3로 가정하였으며, 따라서 자체처분 콘크리트 89,804 t을 상차하는 데에 필요한 시간은 수식 (3)을 이용하여 계산할 수 있다[17].
- 원전별 자체처분 콘크리트 폐기물 발생량은 수식 (1)과 같이 NUREG-1640 보고서에 제시된 원자로 출력에 따른 근사식을 이용하여 계산하였다[3]. 수식 (1)은 원래 NUREG -1640 보고서에 제시된 원자로 전기출력에 따른 금속폐기물 발생량을 보정하기 위한 수식이며, 이 논문에서는 해당 관계식을 콘크리트 폐기물에 대해서도 적용 가능하다고 가정하였다.
- 그러나 3개조 작업관행을 고려할 때 개인별 피폭시간은 그 값의 1/3인 192시간으로 볼 수 있다. 수식 (6)을 적용하면 실외 거주비율은 0.022을 얻을 수 있고 실내 거주비율은 0으로 가정하였다.
- 여기서, 8760은 1년을 시간단위로 환산한 값이다. 수식(6)을 이용하여 계산된 실외 거주비율은 0.024이고 모든 성토 작업은 실외에서 이루어지므로 실내 거주비율(Indoor fraction)은 0으로 가정하였다.
- 연간 89,804 t의 콘크리트 폐기물을 처리하는데 697 t·y-1가 소요되는 것으로 가정하였다.
- 4m 두께)이 차폐체 역할을 하게 된다[19]. 연간 피폭시간과 실외 거주비율은 피폭자 K와 동일하게 가정하였다.
- 각 원전의 설계수명은 신고리3∼6호기 및 신한울1,2호기의 경우 60년, 기타 가압경수로는 40년, 가압중수로는 30년으로 가정하고 설계수명 종료 후 계속운전은 고려하지 않았다. 원전의 해체전략 및 일정은 현재 고리1호기에 적용될 예정인 즉시철거(즉, 영구정지 후 5년의 과도기 상태를 거쳐 이후 10년 동안 해체 완료)를 일률적으로 가정하였고, 자체처분 대상 해체 콘크리트 폐기물은 10년간의 해체기간 중 매년 동일한 수량씩 발생되고 해당 년도에 모두 자체처분 되는 것으로 가정하였다.
- 이 논문에서는 각 원전이 소속된 행정구역(즉, 광역 지자체) 내에서 자체처분 콘크리트가 유통이 될 것이라 가정하고, 자체처분 콘크리트 폐기물의 연간 발생량을 원전이 소재한 각 지자체별로 평가하였다. 그 결과, 지자체 별 해체 콘크리트 폐기물 연간 발생량 최대값은 89,804 t (2088∼2090년 울산광역시)로 예측되었으며, 이는 울산광역시 소재 신고리 3∼6호기의 해체로 인한 것이다.
- 이때 1년 중 실내에서 0.5년, 실외에서 0.5년 체류하는 것으로 가정하였다.
- 이에 따라 17대의 트럭이 동시에 운영된다고 가정함으로써 연간 운전종사자의 작업시간을 700 h·y-1로 상정하였다.
- 최종복토는 폐기물관리법 시행령에 따라 여러 층으로 구성되며, 그 중 배수층 조성에 재생골재를 이용할 수 있다[21]. 이에 따라 평가대상인 배수층(자체처분 콘크리트가 이용되는 층)의 두께는 0.3 m, 배수층 상부에는 0.6 m 두께의 식생대층(일반 식물이 자랄 수 있는 층)이 차폐기능을 수행하는 것으로 가정하였다[21]. 작업시간을 계산하기 위하여 수식 (5)를 이용하였고, 단위 체적 당 작업시간 Hw (= 0.
- - 피폭자 D : 피폭자 D는 가공된 자체처분 콘크리트 폐기물을 기계로 트럭에 싣는 상차 작업자이다. 이에 따라 피폭자 A와 동일한 작업방식과 장비의 제원을 가정하였다[16]. 또한, 국내 연구로 해체 사례, NUREG-1640 보고서 둥에 근거하여 가공작업 후 순환골재의 밀도 증가(가공 후 순환골재 밀도 ρ를 약 2.
- 43 h/100 m3 )은 수식 (5)에서와 동일하게 가정하였다. 이에 따라 피폭자 H는 191시간을 외부에서 작업하는 것으로 계산되었고, 수식 (6)을 적용하여 실외 거주비율 0.022, 실내 거주비율은 0으로 가정하였다.
- - 피폭자 F : 건축물 건설을 목적으로 한 성토작업 현장에서 소형 기계식 롤러를 이용하여 성토작업을 수행하는 작업자를 가정하였다. 일반적인 건설현장에서의 성 토층 두께로 0.6 m를 고려하였고, 표준품셈에서 고려하는 단위체적 당 작업시간을 0.47 h/100 m3 으로 가정하였다[16]. 연간 작업시간은 수식 (5)를 이용하여 계산할 수 있다.
- 6 m 두께의 식생대층(일반 식물이 자랄 수 있는 층)이 차폐기능을 수행하는 것으로 가정하였다[21]. 작업시간을 계산하기 위하여 수식 (5)를 이용하였고, 단위 체적 당 작업시간 Hw (= 0.43 h/100 m3 )은 수식 (5)에서와 동일하게 가정하였다. 이에 따라 피폭자 H는 191시간을 외부에서 작업하는 것으로 계산되었고, 수식 (6)을 적용하여 실외 거주비율 0.
- 차량의 운송거리는 원전에서 가상적인 골재 재활용 공장까지의 거리 100 km로 가정하였고, 트 의 평균 운행속도를 30 km·h-1로 가정하여 소요될 것으로 예상되는 시간을 수식 (4)를 이용하여 계산하였다.
- 콘크리트 폐기물에서 주로 검출되는 4가지 주요 감마선 방출핵종(60Co, 137Cs, 152Eu 및 154Eu)이 무제한적 자체처분 허용농도인 0.1 Bq·g-1 수준으로 존재한다고 가정하고 4가지 시나리오에 대한 예상 피폭방사선량을 평가하였다.
- 트럭의 최대 적재량인 25 t을 만재 한 상태로 운행한다는 가정을 하였고, 따라서 피폭자 B와 동일하게 방사선피폭이 가능한 연간 작업시간을 700 h·y-1로 상정하였다.
- 한편, 이들 방사성핵종의 초기 방사능농도는 모두 국내 원자력안전법령에 규정된 자체처분 허용농도인 0.1 Bq·g-1으로 가정하였다[5].
- 호흡률은 보수적 평가를 위해 1.2 m3 ·h-1(=10,512 m3 ·y-1)로 가정하였고, 분진의 농도는 국내 노출기준인 0.01 g·m-3로 가정하였다[15].
- - 피폭자 A : 해당 피폭자는 기계(로더)를 이용하여 자체 처분 대상 폐기물로 분류된 폐콘크리트를 트럭에 상차하는 상차 작업자이다. 회당 상차 수량으로 국내 표준품셈에서 권고하는 로더의 규격인 3.5 m3 를 적용하였고, 회당 소요시간은 5분으로 가정하였다[16]. 또한 폐 콘크리트의 밀도는 국내에서 통상적으로 적용되는 값인 1.
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