한국원자력연구소의 하나로, 방사성동위원소 생산건물 및 핵연료주기시설인 조사 후 시험시설, 조사재 시험시설 및 방사성폐기물처리시설의 운영과정에서 혹은 방사성 동위원소를 이용하는 각 실험실 등에서 여러 형태의 방사성 고체폐기물이 발생한다. 이들 방사성 고체폐기물의 효율적 관리를 위하여 데이터베이스 시스템을 구축하여 폐기물의 발생, 내역, 이동, 저장상태 등 제반 자료를 저장관리하고 이를 기반으로 바코드 시스템을 도입하여 간단한 조작만으로 다량의 방사성 폐기물에 대한 자료의 검색을 용이하게 하고자 한다. 본 연구는 소내에서 발생하는 방사성폐기물의 발생현황과 이를 수집하여 분류하고 관리하는 과정을 분석하여 도식화한 결과와 이를 토대로 업무에 필요한 관리 항목을 설정하여 개개의 폐기물 드럼에 대하여 바코드를 부여하고 데이터베이스에 저장하여 방사성폐기물에 대한 이력관리 및 업무의 효율성을 향상시키며 정확하고 신속한 정보를 제공하게 한다.
하나로에서 발생하는 방사성폐기물은 물리적 특성에 따라 고체, 액체 및 기체 방사성폐기물로 분류된다. 고체 방사성폐기물은 방문객 및 종사자들의 원자로실에 출입하여 업무를 수행하는 과정에서 발생하며, 액체 방사성폐기물은 계통의 누설, 보수작업, 실험장비 설치 등의 원자로 운영과정에서 주로 발생한다. 본 논문에서는 2005년도 하나로 시설의 방사선 관리 구역인 원자로실에서 발생된 고체, 액체 방사성폐기물의 발생량과 이들의 저감화를 위하여 취한 조치를 기술하였다.
국내 원자력 산업의 급속한 성장과 더불어 하나로 시설의 본격적인 가동 및 핵연료주기시험과 관련한 연구의 증가로 인하여 방사성폐기물의 발생량 및 누적량이 지속적으로 증가될 전망이며, 이에 따라 방사성폐기물의 안전성 확보 및 감용 처리를 위한 노력이 더욱 강조되고 있다. 조사후시험시설에서는 원자력발전소에서 발생하는 사용후핵연료봉의 결함원인 규명과 건전성 평가를 위한 조사후시험을 수행하고 있으며, 본 연구에서는 조사후시험시설에 설치되어 있는 방사성고체폐기물 처리설비를 활용하여 조사후시험에서 발생하는 폐기물의 압축, 파쇄, 절단기술 및 경험사례에 대하여 기술하였다. 고준위 방사성고체폐기물 처리는 특수 제작하여 핫셀에 설치되어 있는 100톤 압축기로 방사성고체폐기물을 압축하여 폐기물의 양을 1/12정도로 감용 처리하였으며, 중ㆍ저 위 방사성고체폐기물은 인터벤션에 설치된 60톤 압축기를 사용하여 가연성폐기물을 1/8정도로 압축 감용 처리하였다. 폐플라스틱 통은 파쇄기를 사용하여 절단처리 함으로써 1/5, 폐 필터는 1/6의 감용 비를 얻었으며, 비 가연성물질인 금속류 물질 또한 절단 처리하여 드럼의 양을 줄일 수 있었다.
방사선관리구역 내에서 발생되는 많은 양(발전소별 연간 약$100{\sim}700$개 정도)의 사용 후 공기정화 필터는 고체 폐기물 드럼의 단면적 보다 넓어 별도로 필터를 압축하거나 분해 작업 없이는 폐기물로 직접 처리가 곤란하다. 처리 시 많은 양의 분진이 발생하여 작업자의 내부피폭 가능성 및 많은 양의 고체 폐기물이 발생할 수 있는 잠재성이 있어 시료분석 결과 오염된 필터 내지는 바로 드럼 처리하여 내부 피폭 가능성을 미연에 방지하고 필터 프레임은 재사용을 유도하여 폐기물 저감화, 작업환경 개선 및 경제적인 이익을 창출할 수 있다. 영광 3발전소와 울진 3발전소의 경우 타 발전소에 비해 방사선관리구역 내 공기정화 처리기의 설치수량이 많아(약 700개/년) 공기정화필터가 매년 다수 발생되고 있으며, 이를 전량 드럼 처리 시 고체폐기물 드럼이 더 발생하게 되어 영구처분비용의 증가를 초래하게 된다. 발전소 전체적으로는 약 3,500개/년의 폐필터가 발생되고 있다. 이렇게 발생되는 공기정화필터의 프레임을 재사용함으로써 그 효과는 1) 알루미늄을 포함한 유리섬유를 드럼처리 시 고체방사성 폐기물드럼 생성량 감소 2) 프레임 재사용으로 인한 예산절감 효과 3) 폐필터 분해작업 시 분진에 의한 작업자 체내${\cdot}$외 피폭방지와 작업장 오염 확산 방지 및 환경 개선 4) 작업시간 단축 및 소요인력 감소 효과를 볼 수 있다.
하나로의 출력운전이 시작된 이후 1996 년부터 2003 년까지 하나로에서 발생한 방사성폐기물의 양을 성상별로 정리하였다. 이 기간 동안 고체 폐기물과 액체 폐기물은 각각 $72,999{\ell}$, $263,576{\ell}$가 발생하였으며 원자로실 및 RCI 굴뚝을 통해 환경으로 방출된 기체 방사성 폐기물은 Ar-41이 1,225.6 Ci, I-131이 1.612E-2 Ci, H-3이 210 Ci 인 것으로 나타났다.
하나로는 1995년 2월에 첫 임계(criticality)에 도달한 이후로 핵연료의 조사시험, 동위원소 생산, 중성자 빔을 이용한 연구, 중성자 방사화 분석 등에 활용되고 있다. 하나로에서 발생하는 폐기물은 성상에 따라 기체, 액체, 고체 폐기물로 분류되며, 모두 극저준위 폐기물이다. 고체 폐기물은 방문자 및 종사자들이 원자로실에 출입하여 업무 수행 과정에서 발생하며, 액체 폐기물은 계통의 누설, 보수 작업, 실험 장비 등의 세척으로 발생한다.(중략)
원자력발전소는 기체폐기물의 90% 이상을 계획예방정비기간 중에 방출한다. 기체 폐기물 방출은 filter를 거치지 않고 대량 방출하는 고체적 방출과,filter를 거쳐 방출하는 저체적 방출이 있다. 고체적 방출은 방출농도계수가 5842, 저체적 방출은 계수가 183052로 이 이하로 방출만 하면 발전소제한구역(EPB Emergency Planning Zone)에서의 법적허용치 농도 ECL(environmental Control Limit)를 초과하지 않게 된다. 원전에서는 현재 기체방출 시 이 기준치(농도계수)의 1/10을 자체관리 기준치로 하여 적용하고 있다. 실제 울진3호기 4차O/H 시 그 실적을 파악해 본 결과 고체적 방출 시 방출농도계수가 최대 312, 저체적 방출 시는 최대 707을 넘지 않아 허용방출 농도계수와 비교하면 비교가 되지 않을 정도로 낮게 방출하였음을 확인하였다
본 연구는 유기성폐기물을 처리하고 그것을 이용하여 고체연료 또는 퇴비를 생산하는 종합시스템에 관한 것이다. 유기성폐기물은 90% 전후의 높은 함수율을 나타내고 있기 때문에 처리에 중점을 두어야 할 부분이 수분 처리 방법이다. 따라서 기존의 처리방법으로는 고액분리하여 처리 후 하천에 방류하는 시스템에 의해 처리되고 있다. 하지만 본 연구에서는 기술개발의 차별화 및 선행기술의 회피 전략을 위해, 유기성폐기물의 수분을 건조시키는 방법으로 미생물이 유기성폐기물의 유기물을 분해하여 발생 되는 $80^{\circ}C$ 이상의 열에너지에 의해 수분을 제거하는 발열반응을 적용하여 수분을 제거하는 무방류시스 템이다. 뿐만 아니라 고체연료의 발열량을 높이기 위해서 무연탄, 코크스, 기름 등의 열량보조제를 첨 가하는 대신에 유기성폐기물을 첨가 한 후 적당한 발열반응 및 건조시켜 고체연료를 제조하는 방법으 로 4,000kcal/kg 이상의 높은 발열량을 얻을 수 있으며 불완전연소 등에 의한 2차 오염을 방지할 수 있는 기술이다. 따라서 친환경 미생물 발열반응에 의해 유기성폐기물을 저렴한 비용으로 액상 및 고상 을 동시에 처리 할 수 있으며, 고체연료를 제조할 수 있는 새로운 신기술이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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