초록 ▼

○ 원전 해체에 있어 해체 기간이나 해체 비용에 가장 영향을 비치는 것이 해체 폐기물 발생임. 현재 고리1호기의 경우 200리터들이 8만 드럼 발생 예상하고 있는데 국내 처분장 현황을 고려할 때 14,500드럼으로 줄이는 것이 목표임.
○ 원전을 해체하게 되면 대량의 오염 금속이 발생되는데 이것을 제대로 제염 처리해 규제 해제한 후 재사용/재활용하지 못한다면 국내에서 목표로 하고 있는 해체 폐기물 발생 목표 14,500 드럼은 달성하기 어려울 것으로 판단됨.
○ 따라서, 고리1호기를 성공적으로 해체하기 위하여 원전 해체

○ 원전 해체에 있어 해체 기간이나 해체 비용에 가장 영향을 비치는 것이 해체 폐기물 발생임. 현재 고리1호기의 경우 200리터들이 8만 드럼 발생 예상하고 있는데 국내 처분장 현황을 고려할 때 14,500드럼으로 줄이는 것이 목표임.
○ 원전을 해체하게 되면 대량의 오염 금속이 발생되는데 이것을 제대로 제염 처리해 규제 해제한 후 재사용/재활용하지 못한다면 국내에서 목표로 하고 있는 해체 폐기물 발생 목표 14,500 드럼은 달성하기 어려울 것으로 판단됨.
○ 따라서, 고리1호기를 성공적으로 해체하기 위하여 원전 해체 시 발생하는 폐기물을 최소화하기 위한 폐기물 감용 처리와 규제 해제 기술 개발 및 부지 복원 환경 평가 기술 등을 근본적이면서 집중적으로 연구하는것이 중요함.

① 1세부 과제
○ 원전 해체 폐기물 감용 및 처리를 위한 규제해제 및 평가방법론 개발
- 국내외 원전 해체 시 제염, 철거, 방사성폐기물 처리/처분 기술 분석을 통하여 고리 1호기 해체 시 적용 가능한 기술 수준 파악함.
- 규제해제 평가 인자는 재질, 밀도, 형태, MDA에 따라서 변하는 것으로 확인됨.
- 3D 스캔을 이용한 규제해제 폐기물 측정장치를 구성하였고, 평가방법론을 도출.
- 플라즈마 표면 제염과 겔, 폼 제염 등 다양한 건식 제염 기술 분석을 통하여 해체 시 발생하는 다양한 형태와 재질의 금속 폐기물에 적용 가능한 적합한 기술임을 확인함.

② 2세부 과제
○ 원전해체 중저준위 금속폐기물의 규제해제 수준 첨단 제염기술 개발
- 코발트(Cobalt, Co) 산화막으로 모의 방사화된 시편을 제작하여 대기압 플라즈마 표면 제염 실험 결과 제염율 90% 이상을 만족하였음.
- 고주파 유도로를 사용하여 STS의 용융 제염실험을 진행하였으며 Cr은 Slag와 잉곳에서 검출되었으며, Co와 Ni은 잉곳에서 검출되었고, Zn은 분진에서 검출되었음.
- 용융제염 시 Co는 Ni 내에 고용상으로 존재하며, 이를 양극재로 사용하여 전해제염 시 Co는 전해질로 용해되어 전해질에 농축될 것으로 판단됨.
- Co는 음극에서 금속으로 환원 된 후 NiCl₂와 반응하여 CoCl₂로 전해질로 용해되는 자발적 반응으로 인해 전착된 Ni의 제염 가능성 확인.
- ICP를 이용하여 전착물과 전해질의 분석 결과를 통해 Ni에 대한 Co의 분리 계수를 계산한 결과, 840.47의 값을 갖는 것으로 확인됨.

③ 3세부 과제
○ 원전부지 해체 기준에 따른 부지 특성화 및 환경영향 평가 기술 개발
- 국내외 부지복원 사례분석을 통해 부지 내 구조물과 계통 및 기기의 오염, 부지의 지하수, 지하수에 의한 토양 오염까지 모두 정확하게 고려해야 하며 이와 관련해 제염 비용, 부지 해제 규제 기준도 조정, 복원 일정 등의 문제가 발생할 수 있음을 확인.
- Sr-90은 다양한 경로에서 피폭 영향을 주고 타 핵종에 비하여 높은 농도로 장시간 영향을 줄 수 있음으로 이에 대한 처리가 필수적이며 특히 C-14가 발생하는 중수로 원전에서는 물에 오염원이 유출되지 않도록 해야 한다는 것을 확인.
- 선원항 확인을 위해서는 원자로 내에 방사화 될 수 있는 주요 요소를 분석해야 하며 피폭경로의 상관성 분석을 위해서 RESRAD의 결과에 영향을 줄 수 있는 피폭경로 변수 조사 및 민감도 분석 수반되어야 함.

④ 4세부 과제
○ 폐기물 감용, 처분을 위한 원전 해체용 금속 절단 최적 기술 개발
- 고리1호기 등 원전의 해체 대상체를 분석하고 본 연구의 우선 절단 대상체를 RVI로 선정함.
- 절단 대상체 별 가용한 금속절단 기술을 분석하고 각 절단 기술의 성능과 특성을 분석함.
- 기계적 절단 기술, 열적 절단 기술, 전기적 절단 기술 등 대부분의 금속 절단 기술의 특성을 분석하고, 재질에 따른 및 절단 대상체의 두께에 따른 적절한 기술을 선정.
- 열적 절단에서 발생하는 절단 용융풀 거동 분석을 수행하여 플라즈마 아크 절단 토치 및 레이저 절단 헤드 개발에 필요한 절단 특성을 파악함.
- 열적 절단 시 발생하는 2차폐기물의 발생 메커니즘과 발생량에 대한 특성을 분석함

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results of R&D
① Part 1
○ When decommissioning of nuclear power plants, the technology level applicable to the decommissioning of Kori Unit 1 is analyzed through analysis of decontamination, demolition, and radioactive waste disposal.
○ Evaluation factors have been confirmed to vary acco

Ⅳ. Results of R&D
① Part 1
○ When decommissioning of nuclear power plants, the technology level applicable to the decommissioning of Kori Unit 1 is analyzed through analysis of decontamination, demolition, and radioactive waste disposal.
○ Evaluation factors have been confirmed to vary according to material, density, shape and MDA.
○ A deregulated waste measuring device using 3D scanning was constructed and the evaluation methodology was derived.
○ Dry decontamination is confirmed that it is a suitable technology applicable to metal waste of various shapes and materials that occur during decommissioning through analysis of various dry decontamination technologies such as plasma surface decontamination, gel, and foam decontamination.
② Part 2
○ The simulated radioactive STS with cobalt oxide film were fabricated and satisfied the decontamination rate of 90% or more as a result of atmospheric pressure plasma surface decontamination test.
○ Cr was detected in slag and ingot. Co and Ni were detected in ingot and Zn was detected in dust
○ During the melting decontamination, Co exists in the form of solid solution in Ni, and when this electro-decontamination is performed using this solid solution as a cathode material, it is considered that Co is dissolved in the electrolyte and concentrated in the electrolyte.
○ Considering the concentration of Co, electrolytic decontamination of Ni alloy was experimented by increasing the concentration of CoCl₂ to 0 ~ 2 wt.% In LiCl-KCl eutectic electrolyte.
○ It is expected that the Ni purity of the electrodeposit is high due to the spontaneous reaction that the Co is reduced to the metal from the cathode and then reacts with NiCl₂ and dissolves into the electrolyte with CoCl₂
○ The separation factor of Co for Ni was found to be 840.47 through analysis of the complex and electrolyte using ICP.
③ Part 3
○ The analysis of domestic and foreign site restoration cases should accurately consider the contamination of structures, systems and equipment on the site, soil contamination by underground water and ground water on the site, and related issues such as decontamination cost, Confirm that it can occur.
○ It is necessary to treat Sr-90 as it can affect the exposures in various routes and affect the concentration for a long period of time compared to other nuclides. Especially in the heavy water reactor where C-14 occurs, Confirmed.
○ Identification of the crew term involves analyzing the main elements that can be released into the reactor and involves analyzing the exposure path parameters and sensitivity analysis that can affect the RESRAD results for the correlation analysis of the exposure path.
④ Part 4
○ Analyze the decommissioning target of the nuclear power plant, such as Kori Unit 1, and select RVI as the preferred target for this research.
○ Analyze available metal cutting technology by cutting target and analyze the performance and characteristics of each cutting technology.
○ The characteristics of most metal cutting techniques such as mechanical cutting, thermal cutting, and electrical cutting are analyzed, and the appropriate technology is selected according to the material and thickness of the cutting target, and the base technology is presented to select the optimal cutting technology.
○ The action of cutting melt pool resulting from thermal cutting is analyzed to identify the cutting characteristics necessary for the development of plasma arc cutting torch and laser cutting head.
○ Analysis of the mechanism and the characteristics of the generation of secondary wastes generated during thermal cutting.

(출처 : SUMMARY 20p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 6
• SUMMARY ... 14
• CONTENTS ... 24
• 목차 ... 25
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 26
• 제1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 26
• 제2절 연구범위 ... 39
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 43
• 제1절 국내 기술 수준 및 시장 현황 ... 43
• 제2절 국외 기술 수준 및 시장 현황 ... 55
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 74
• 제1절 1세부 과제 ... 74
• 제2절 2세부 과제 ... 150
• 제3절 3세부 과제 ... 177
• 제4절 4세부 과제 ... 257
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 302
• 제1절 연구개발목표의 달성도 ... 302
• 제2절 정량적 성과 ... 306
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 319
• 제1절 추가연구의 필요성 및 2단계 연구개발 목표 ... 319
• 제2절 타연구에의 응용 및 기업화 추진방안 ... 329
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 331
• 제7장 연구장비의 구축 및 활용 결과 ... 333
• 제8장 참고문헌 ... 334
• 끝페이지 ... 340