아직도 원전수거물을 반대하십니까?
- 작성일
- 2004.10.26 16:22
- 등록자
- 핵이싫은신분들
- 조회수
- 1507
Ⅰ. 방사성수거물의 처리처분
1. 방사성 수거물 정의
□ 방사성 수거물 : 방사성물질 또는 그에 의하여 오염된 물질로서 폐기의 대상이 되는 물질(원자력법)
2. 중/저준위 수거물
□ 중/저준위 수거물은 방사능의 정도가 낮은 것을 말하며 원자력발전소의 운전원이나 보수요원이 사용했던 장갑, 덧신,가운,
걸레 그리고 각종 교체 부품 같은 것들임
□ 또한 방사성 동위원소를 사용하는 산업체, 병원, 연구기관에서 나오는 방사성수거물도 중/저준위 수거물로 구분함
3. 고준위 수거물
□ 고준위 수거물은 사용후 원전연료 자체 또는 이를 자원으로 재활용하기 위해 재처리할 때 발생하는 수준의 방사능을 갖는
수거물을 말함
○ 방사능 농도 : 반감기 20년 이상의 알파선을 방출하는 핵종으로 4,000 Bq/g 이상
○ 열발생율 : 2kW/㎥ 이상
※ 사용후 원전연료는 수거물이라기보다는 95%이상을 재활용할 수 있는 물질이기 때문에 수거물로 간주하지 않는 것이 세계
적인 추세임
4. 기체수거물의 처리
□ 기체수거물은 일단 밀폐된 탱크에 저장했다가 방사능이 기준치 이하로 떨어지면 고성능 필터를 통해 대기로 방출
□ 배기구에는 고감도 방사선 측정장치가 설치되어 있어서 혹시라도 방사성물질이 새어나갈 경우에는 경보가 울리면서 배기
구가 자동으로 폐쇄됨
5. 액체수거물의 처리
□ 액체수거물은 증발장치를 이용하여 깨끗한 물과 찌꺼기로 분류한 후에 깨끗한 물은 재사용하거나, 고성능의 방사능 측정
장치가 달린 배수구를 통해 외부로 내보냄
□ 찌꺼기는 시멘트 등을 이용하여 안정된 고화체로 만든 후 철제 드럼에 넣어 밀봉함
6. 고체수거물의 처리
□ 고체수거물은 원자력발전소의 운전원이나 보수요원들이 사용했던 작업복, 장갑, 덧신이나 발전소 보수를 위해 교체한 부품
등과 같은 것들로서 압축하여 부피를 최소화한 후 역시 철제드럼에 넣어 밀봉함
7. 방사성수거물의 처리(천층처분 및 동굴처분)
□ 천층처분과 동굴처분으로 나눌 수 있음
□ 천층처분 : 땅을 얕게 파서 처분하는 방식으로 약 10미터 높이의 트렌치나 콘크리트 구조물을 만들어 처분하는 방식임
□ 동굴처분 : 땅속 깊은 곳 또는 산속이나 해저에 동굴을 인위적으로 파서 처분하는 방식임.
※ 어떤 처분방식을 택하느냐 하는 것은 그 나라의 특성에 따라 다름
8. 외국 처분장의 사례
□ 천층처분 채택국가 : 미국, 영국, 프랑스, 스페인, 일본 등
○ 프랑스의 라망쉬 처분장(운영년도 1969년), 로브처분장(1992년), 영국의 드릭처분장(1959년), 미국의 비티(1962년),
리치랜드(1965년), 반웰(1971년) 처분장은 모두 천층처분장임
○ 1992년 말부터 일본의 경우도 천층처분을 택하고 있음
□ 동굴처분 채택국가 : 스웨덴, 독일, 핀란드 등
○ 스웨덴의 경우는 포스마크라는 곳에 해저동굴을 만들어 1988년부터 운영해오고 있음
○ 독일은 앗쎄(Asse)라는 곳에 있는 오래된 암염광산을 이용하여 저준위 수거물을 시험적으로 처분한바 있고, 콘라드에
있는 폐철광과 고어레벤에 있는 암염층에 또다시 심층처분장을 건설하고 있음
※ 우리나라의 경우 부지선정 후 부지의 제반특성 등을 고려하여 처분방식을 결정할 계획임
□ 고준위수거물은 지하 500~1,000m의 암반에 처분시설을 만들어 수거물을 처분하는 심지층 처분방식이 기본개념임
Ⅱ. 방사성수거물 관리현황
1. 원자력발전소 방사성수거물 관리현황
□ '93년 당시에는 중ㆍ저준위수거물 임시 저장시설이 '95년부터 단계적으로 포화될 것으로 예상되었음
○ 그러나 부지확보가 계속 지연되어 불가피하게 원전부지내 임시저장시설을 추가 건설
- 고리('92.12 ; 23,000드럼), 울진('97.10 ; 10,000드럼), 영광('99.7 ; 10,000드럼)
○ 또한, 발전소 운영기술향상과 초고압 압축등 관리기술개선으로 수거물 발생량을 저감시켜 '99년 이후에는 예상 포화년
도가 원전별로 2008~2014년으로 변경됨
- 원전 내 추가 저장시설은 과기부장관 승인 받아 원자력법등 관련 규정에 따라 건설
- '94년부터 유리화 기술개발을 추진하여 현재 울진원전에 실증 설비 건설을 추진중
('05년 하반기부터 실증실험 예정)
⇒ 기술개발 성공시 '07년부터 적용되어 울진원전의 임시저장은 3~4년 연장 가능함
□ 원전내 임시 저장시설의 추가 건설이나 기술개발을 통한 저장 가능기간 연장은 임시방편이므로 근본대책으로서 2008년까지
중/저준위 방폐물 처분시설의 건설이 긴요함
□ 원전에서 발생된 수거물은 각 원전부지내의 임시저장고에서 안전하게 관리하고 있음
□ 원전 부지별 누계발생량 및 포화 예상시기(2002년 12월 기준)
○ 중/저준위 방사성수거물(단위 : 200리터 드럼)
구 분 저장능력(드럼) 저장량(드럼) 예상포화년도
고리(4기) 50,200 32,721 2014
영광(6기) 23,300 10,602 2011
울진(6기) 17,400 12,468 2008
월성(4기) 9,000 4,596 2009
합 계 99,900 60,387
※ 예상 포화년도는 영광5,6호기 및 울진5,6호기의 저장 용량을 고려하여 산출함
○ 사용후 연료(단위 : 톤)
구 분 저장용량 저장량 예상포화년도
고리(4기) 1,737 1,288 2008
영광(6기) 1,696 895 2008
울진(6기) 1,563 710 2007
월성(4기) 4,807 3,089 2006
합 계 9,803 5,982 -
※ 조밀저장, 건식저장 및 호기간 이송 등으로 저장용량을 증대하여 중간저장시설 건설목표인 2016년까지 저장 가능
○ 방사성수거물 저장현황 종합('02년 말)
수거물의 종류 저장용량 저장량 예상포화년도
중ㆍ저준위수거물(드럼) 99,900 60,387 2008년부터
사용후연료(톤) 9,803 5,982 2016년부터
2. 방사성동위원소 수거물 관리현황
□ 방사성동위원소 수거물은 원자력환경기술원 저장시설에서 관리중
○ 전국의 병원, 연구기관, 산업체 등 2,000여개 방사성동위원소 이용기관에서 발생되는 방사성 수거물은 대전에 위치한
한국수력원자력(주) 원자력환경기술원 저장시설에서 관리하고 있음
○ 2002년 12월말 현재 저장중인 동위원소 수거물 양은 4,712여 드럼에 달함
(허가용량 : 9,277드럼, 향후 10년간은 지장 없음)
Ⅲ. 사용후연료 관리방안
1. 사용후연료
□ 원전의 연료로 사용되고 난 후의 원전연료 물질을 말함
□ 사용후연료는 재활용이 가능함
□ 따라서 사용후연료는 에너지 자원의 효율적인 이용 측면에서나 방사성수거물의 안전관리 측면에서나 매우 중요함
2. 사용후연료의 관리방안
□ 재활용과 영구처분이 있음
□ 국내의 경우 재활용은 경제성 및 핵 확산문제로 시설과 기술확보가 현실적으로 어려움
□ 영구처분은 미국, 프랑스 등을 중심으로 기술개발 중에 있음
3. 중간저장
□ 이러한 최종관리방안의 중간단계로 발전소부지 외에 어느 한곳에 모아서 저장하는 방안을 중간 저장이라고 함
□ 일부 국가를 제외한 대부분의 국가들은 중간저장 방안을 채택하고 있음
□ 우리나라의 경우도 중간저장이 기본정책임
4. 사용후연료의 관리
□ 원자력발전소에서 사용 → 중간저장(건식저장 혹은 습식저장) → 국가정책 결정 → 사용후연료로 영구처분 혹은
재활용
Ⅳ. 유리화 기술 개발현황 및 계획
1. 유리화 기술이란 ?
□ 방폐물을 용융상태의 유리와 혼합한 뒤 고열로 가열 부피를 줄인 뒤 안정된 유리 고체상태로 만드는 기술
□ 유리는 보통 수정과 같은 결정성 유리와 창문에 끼는 유리와 같은 비결정성 유리로 구분됨. 이중 비결정성 유리는
나트륨, 붕소 및 실리콘 등이 산소와 결합하여 서로 연결고리를 형성하는 분자를 가지고 있음
□ 유리분자 구조 중에서 붕소 및 실리콘의 조성을 적당히 변경시키면 연결고리에 큰 구멍이 뚫리게 됨.
방사성 핵종을 유리와 함께 1,000℃ 이상의 온도로 가열하면 방사성핵종이 유리분자 구조의 큰 구멍 속에 잡히게 됨
□ 이렇게 유리분자 속에 갇힌 방사성핵종은 밖으로 빠져나오지 못하게 되는데 이러한 원리를 이용하여 방사물을 처리
하는 방법을 유리화라고 함
□ 유리화하여 유해물질을 가두어 방사성수거물 처분시 극한 조건하에서도 환경으로 유출되는 것을 근본적으로 방지함
□ 처분장에 처분된 유리고화체는 백만년 정도 안정된 상태로 유지 가능
2. 유리화 기술 상용화시 기대효과
□ 원자력발전소에서 발생하는 중/저준위 방사성수거물 발생량이 현재 호기당 150드럼에서 35드럼으로 80%가 감소함
□ 국내 전 원전에 적용되는 2015년부터는 수거물처리비용이 연간 160억원씩 절감 예상
□ 감용에 따른 방사성수거물 관리비용 절감 (드럼 관리비용 : 303만원/드럼)
○ (150드럼/호기×28호기×303만원/드럼)-(35드럼/호기×28호기×303만원/드럼)=98억원/년
□ 감용에 따른 처분장 추가 확보 비용 절감(처분장 건설비용 : 190만원/드럼)
○ [(150드럼/호기×28호기) - (35드럼/호기×28호기)]×190만원/드럼 = 61억원/년
3. 기술 우수성의 국제적인 인증
□ 유리화기술은 개발과정 중에 국제 전문 학술지 및 학술대회에 수십 편의 논문을 발표하여 전문가들의 검증을 받았음
□ 2001년에는 국제원자력기구(IAEA)에서 우리기술의 우수성을 인정하여 국제협력프로그램으로 선정함
□ 이미 미국을 비롯한 여러 나라에서 우리기술을 도입하고자 하는 의향을 보내왔으며 현재 검토중임
4. 유리화 연구개발 현황 및 계획
□ 타당성 조사('94. 11 ~ '95. 10)
○ 기술성, 경제성 평가
○ 유리화 가능성 실험
○ 유도가열식 저온용융로와 플라즈마 토치용융로로 구성된 복합시스템 도출
□ 유리화 실증 연구('96. 7 ~ '00. 5)
○ 실증 설비 설계 및 건설
○ 실증실험을 통한 상용설비 개념 설계
□ 유리화 상용화 연구('00. 6 ~ '02. 7)
○ 상용설비 설계 자료 도출
○ 인허가 자료 생산
□ 상용설비 건설('02. 9 ~ '06.12)
○ 상용시설 1기 건설 및 운영
○ 표준상용시설 설계 및 원전 확대 적용
Ⅴ. 중/저준위 수거물 속에 포함된 방사성핵종
1. 방사선의 특성 및 반감기
□ 방사선의 특성중 하나는 시간이 지나면 방사선의 세기가 계속하여 약해져 결국 언젠가는 방사선이 더 이상 나오지
않는상태가 됨
□ 방사선의 세기가 처음의 반으로 약해질 때까지 걸리는 시간을 "반감기"라고 하며 방사성 물질의 종류마다 다름.
그래서 어떤 방사성수거물은 몇 초안에 방사선이 더 이상 나오지 않는 상태가 되고, 어떤 방사성수거물은 몇 백년
또는 몇 만년이 지나야 방사선이 나오지 않는 상태가 되기도 함
2. 중/저준위 수거물의 방사성수거물
□ 우리나라에서 영구처분의 대상이 되는 중?저준위 수거물에는 주로 Co60, H3, Sr90, Cs137 및 Ni63 등의 핵종이 포
함되어 있으며, 보통 200~300년 정도 지나면 방사선이 더 이상 나오지 않는 상태가 됨
□ 이 기간동안 방사선을 완벽하게 차단하여 우리가 사는 환경에 아무 피해가 없도록 하는 시설이 방사성수거물 처분
장임
3. 방사성수거물내의 플루토늄에 대하여
□ 플루토늄 같은 것은 반감기가 24,000년 가까이 됨. 그러나 이런 물질은 우리가 처분하고자 하는 중·저준위수거물
에는 없음
□ 플루토늄은 원자력 발전에 이용된 사용후연료를 재처리라는 고도의 복잡한 기술적 과정을 거쳐서 추출하게 되는데
이러한 재처리기술은 미국, 영국, 프랑스 등의 일부 원자력 선진국가에서만 보유하고 있는 기술임
□ 우리나라는 국제핵확산금지조약 등 국제 규제에 따라 현재로서는 재처리시설과 기술을 보유할 수 없는 실정임.
따라서 플루토늄의 추출작업으로 인하여 발생할 수 있는 플루토늄 장애는 불가능함