[논문]원전 해체 시 방사성금속폐기물 발생량 감소를 위한 RESRAD-RECYCLE 코드 적용성 평가 연구

김동민; 이상헌; 김선일; 조훈조; 송종순

문제 정의

1차계통의 주요 계통 및 기기를 제외한 대부분의 폐기물은 저준위 또는 극저준위 폐기물로 분류되며 폐기물량 산정 및 처분비용에 결정적인 역할을 한다. 본 논문에서는 RESRAD-RECYCLE 코드를 활용하여 실제 해체시 발생이 예상되는 폐기물에 대한 자체처분 가능성을 제시하기 위해 사전연구를 수행하였다. 본 연구의 목표는 원자력 발전소 해체 시 발생하는 방사성금속폐기물을 자체처분하기 위한 작업자 및 일반인의 위해도를 평가하고 폐기물량 및 처분비용을 줄이는데 있다.
본 논문에서는 RESRAD-RECYCLE 코드를 활용하여 실제 해체시 발생이 예상되는 폐기물에 대한 자체처분 가능성을 제시하기 위해 사전연구를 수행하였다. 본 연구의 목표는 원자력 발전소 해체 시 발생하는 방사성금속폐기물을 자체처분하기 위한 작업자 및 일반인의 위해도를 평가하고 폐기물량 및 처분비용을 줄이는데 있다.

제안 방법

붕산회수탱크 배관에서는 Co-60, Ag-110 m 두 핵종이 검출되었으나, 실제 자체처분 시 작업자와 일반인에 영향을 미치는 방사성핵종이 더 많을 것으로 판단하였다. 따라서 본 연구에서는 작업자와 일반인에 영향을 미치는 방사성핵종을 분석하였으며, 현장 실제측정값을 기반으로 Co-60 대비 핵종농도비를 이용하여 Sr-90, Cs-134, Cs-137, Ce144의 핵종농도를 도출하여 평가에 적용하였다.
원전 영구정지 후 해체를 대비하기 위해서는 방사성 금속폐기물의 처리비용 및 해체기간을 줄일 수 있는 연구가 필요하다. 이에, 본 논문에서는 자체처분을 위한 평가방법으로 RESRAD-RECYCLE 전산코드를 활용하여 작업자와 일반인의 피폭선량을 선행평가 하였다. 본문에서는 국내 실정에 맞는 입력 Data 확보의 한계로 인하여 코드에서 제시하는 Default값을 인용한 평가를 수행하였으나 향후, 국내 실정에 맞는 합리적인 입력인자를 구축하여 작업자와 일반인에 대한 위해도를 평가할 필요가 있다.
RESRAD-RECYCLE 전산코드를 이용한 작업자와 일반인의 선량평가를 수행하기에 앞서 내부피폭 선량환산인자(Dose Conversion Factor)를 국내 실정에 맞게 ICRP60으로 수정해야한다. 작업자의 경우 ICRP72에 명시되어있는 호흡과 섭취에 대한 선량환 산인자를 적용하여 내부피폭선량을 평가하였으며 일반인은 연령군별 선량환산인자의 차이를 보정하기 위해 보수적으로 호흡과 섭취의 선량환산인자를 두 배로 적용하여 내부 피폭선량을 평가하였다. 호흡에 대한 작업자와 일반인의 AMAD(Active Median Aer odynamic Diameter)는 ICRP 68에 근거하여 작업자는 5 μ의 AMAD, 일반인은 1 μ의 AMAD를 적용하였다.
호흡에 대한 작업자와 일반인의 AMAD(Active Median Aer odynamic Diameter)는 ICRP 68에 근거하여 작업자는 5 μ의 AMAD, 일반인은 1 μ의 AMAD를 적용하였다.

대상 데이터

자체처분을 위한 선량 평가 시 코드 내에 작업자와 일반인의 시나리오를 국내 실정에 맞게 선별해야한다. 본 논문에서는 보수적인 평가를 위해 41개의 시나리오 중 금속에 대한 모든 시나리오(38개)를 평가하였다. 자체처분을 위해서 국내 원자력 법에서 정하고 있는 “방사성폐기물 자체처분에 관한 규정” 개인에 대한 연간 피폭방사선량 10 μSv/y 미만, 집단에 대한 총 피폭방사선량이 1 man·Sv/y 미만을 만족해야한다.
본 연구에서는 방사성금속폐기물량 감소를 위한 위해도 평가를 위해서 1차계통 내에 중성자에 의해 방사화된 기기 중 붕산회수탱크(Boron Recove ry Tank) 배관을 평가대상으로 선정하였다. 붕산회수탱크는 1차냉각설비로부터의 추출수 및 격납용 기냉각재 드레인 등을 냉각재저장탱크에 수집, 저류한 후 붕산회수장치에서 탈가스, 증발농축처리하는 설비인 붕산회수계통(Boron Recovery System)으로 분류된다.

성능/효과

붕산회수탱크 배관에서는 Co-60, Ag-110 m 두 핵종이 검출되었으나, 실제 자체처분 시 작업자와 일반인에 영향을 미치는 방사성핵종이 더 많을 것으로 판단하였다. 따라서 본 연구에서는 작업자와 일반인에 영향을 미치는 방사성핵종을 분석하였으며, 현장 실제측정값을 기반으로 Co-60 대비 핵종농도비를 이용하여 Sr-90, Cs-134, Cs-137, Ce144의 핵종농도를 도출하여 평가에 적용하였다.
작업자와 제염을 고려한 일반인의 모든 시나리오에 대해 차체처분 가능여부를 확인하기 위해서 선량을 평가한 결과 지연해체 시 제염계수(5)이상, 즉시해체 시 제염계수(50)이상이면 자체처분이 가능할 것으로 판단된다.

후속연구

이에, 본 논문에서는 자체처분을 위한 평가방법으로 RESRAD-RECYCLE 전산코드를 활용하여 작업자와 일반인의 피폭선량을 선행평가 하였다. 본문에서는 국내 실정에 맞는 입력 Data 확보의 한계로 인하여 코드에서 제시하는 Default값을 인용한 평가를 수행하였으나 향후, 국내 실정에 맞는 합리적인 입력인자를 구축하여 작업자와 일반인에 대한 위해도를 평가할 필요가 있다. 이는 발전소 해체 시점과 제염수행여부를 파악하기 위한 사전자료 활용할 수 있을 것이며 폐기 물량 재산정을 통한 해체비용과 해체기간을 줄이는 데 도움이 될 것으로 예상된다.
본문에서는 국내 실정에 맞는 입력 Data 확보의 한계로 인하여 코드에서 제시하는 Default값을 인용한 평가를 수행하였으나 향후, 국내 실정에 맞는 합리적인 입력인자를 구축하여 작업자와 일반인에 대한 위해도를 평가할 필요가 있다. 이는 발전소 해체 시점과 제염수행여부를 파악하기 위한 사전자료 활용할 수 있을 것이며 폐기 물량 재산정을 통한 해체비용과 해체기간을 줄이는 데 도움이 될 것으로 예상된다.

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