[논문]중저준위 방사성폐기물 소내용 운반용기 설계개념

이경호; 윤정현; 조천형; 정성환; 김성환; 이흥영

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이경호 (한국수력원자력(주)) , 윤정현 (한국수력원자력(주)) , 조천형 (한국수력원자력(주)) , 정성환 (한국수력원자력(주)) , 김성환 (한국수력원자력(주)) , 이흥영 (한국수력원자력(주))

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문제 정의

최근 원전수거 물 부지확보사업이 진행되면서 방사성폐기물 운반의 안전성에 대해 일반국민들의 관심이 증가하고 있다. 따라서 한수원(주)에서는 운반법규에서 요구하는 법적 규제요건을 충분히 만족시킬 뿐만 아니라 보다 운반의 안전성이 보다 증가된 방사성폐기물 운반용기를 개발하고자 한다.

제안 방법

운반용기는 운반법규에서 규정하는 시험요건 뿐만 아니라, 취급의 용이성, 폐기물 처리시설 내부에 있는 기존설비와의 간섭현상, 지게차 및 크레인과 같은 취급장비의 설계사양을 고려하여야 한다. 또한 운반시스템의 경제성을 감안하여 현재 운영중인 방사성폐기물 취급장비를 최대한 이용하고자 하며, 기존의 윙바디 형식의 차량에 운반용기 적재가 가능하도록 중량과 크기제한을 고려하여 운반용기를 설계하였다.
운반용기를 설계하기 위해 적재할 폐기물 드럼의 표면선량률 준위에 따라 운반용기를 분류하였다. 현재 방사선 안전규칙에서는 운반수단에서 2m 떨어진 위치에서 운반물의 이격 선량률이 0.
1mSv/hr 이하를 유지하도록 규정하고 있다. 이 요건을 만족시키기 위해 방사선 차폐해석을 통해 운반물을 표면선량률에 따라 IP-1, IP-2, A, B형으로 분류하였다. 또한 중량 제한치를 고려하기 위해 개별드럼의 무게는 400kg으로 하였으며, 운반물의 최대무게는 10톤 미만으로 하였다.
이는 현재 각 원전에서 가용할 수 있는 지게차의 최대용량을 고려한 것이다. 또한 법규에서 요구하는 이격선량률을 만족시키고 중량제한을 고려하여 차폐체 재질과 두께를 결정하였다. 저선량률 드럼을 운반하는 IPT형 운반용기는 차폐가 필요하지 않기 때문에 ISO 20ft full height 컨테이너를 사용하고자 한다.
2에 나타내었다. A형 운반용기는 운반법규에서 저준 위비방사능(Low Specific Activity)물질 및 표면오염물체 (Surface Contaminated Object)로 분류될 수 없는 방사능량이 A2값 이내인 방사능물질을 운반하도록 설계하였다. 또한 표면선량률이 최대 680mrem/hr인 드럼을 적재하도록 하였다.
A형 운반용기는 운반법규에서 저준 위비방사능(Low Specific Activity)물질 및 표면오염물체 (Surface Contaminated Object)로 분류될 수 없는 방사능량이 A2값 이내인 방사능물질을 운반하도록 설계하였다. 또한 표면선량률이 최대 680mrem/hr인 드럼을 적재하도록 하였다. B형 운반용기는 방사능량이 A2값을 초과하면서 저준위 비방사능물질 및 표면오염물체로 분류되지 않는 방사성폐기물을 대상으로 하였다.
B형 운반용기는 방사능량이 A2값을 초과하면서 저준위 비방사능물질 및 표면오염물체로 분류되지 않는 방사성폐기물을 대상으로 하였다. 주로 표면선량률이 높은 폐필터를 운반대상물로 하였으며, 최대 5,000mrem/hr까지의 표면선량률을 갖는 폐기물 용기를 적재하도록 설계하였다. 각 운반용기별 운반대상 폐기물과 차폐체 두께, 취급방법 등을 Table 1에 요약하였다.
운반용기의 취급방법으로는 드럼을 IP-2, A, B형 운반용기에 적재할 경우에는 지게차로 빈 운반 용기를 폐기물처리시설로 이송한 후, 크레인으로 개별 드럼을 운반용기에 적재하도록 하였다. 드럼을 적재한 운반용기는 지게차로 윙바디 차량에 적재되도록 고려하였다.

대상 데이터

또한 표면선량률이 최대 680mrem/hr인 드럼을 적재하도록 하였다. B형 운반용기는 방사능량이 A2값을 초과하면서 저준위 비방사능물질 및 표면오염물체로 분류되지 않는 방사성폐기물을 대상으로 하였다. 주로 표면선량률이 높은 폐필터를 운반대상물로 하였으며, 최대 5,000mrem/hr까지의 표면선량률을 갖는 폐기물 용기를 적재하도록 설계하였다.

후속연구

향후 개념설계된 운반용기를 기준으로 시험모델을 제작할 예정이며, 시험모델의 안전성시험과 구조 · 열해석 결과의 비교를 통해 운반용기의 건전성을 입증하고자 한다.

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