해체공사는 작업의 특성상 단기간에 이루어지며, 해체공사 현장에 투입되는 근로자는 일용직 근로자가 대부분으로 안전사고의 비율이 높다. 사업장 위험성 평가에 관한 지침에는 위험성 평가시 근로자를 참여토록 하고 있으나 해체현장의 특성상 근로자가 참여한다고 하여도 위험요소를 파악할 역량이 부족할 따름이다. 또한 기존의 해체공사 안전관리 매뉴얼은 구조안전성 확보를 위한 매뉴얼로 해체 근로자의 안전을 위한 매뉴얼은 없는 실정으로, 근로자의 안전을 확보하기 위한 위험성 평가 매뉴얼이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 건설공사 안전관리 종합정보망(CSI)의 해체 및 철거공사의 사고사례를 분석하였으며, 해체 및 철거 사고시 발생한 주요 위험요소를 도출하여 작업 공종별로 유해·위험요인의 파악을 손 쉽게 할 수 있도록 하였다. 또한 해체 현장 규모에 따라 대규모 현장은 빈도·강도법, 중·소규모 현장은 체크리스트법을 활용하여 위험성을 결정하고 감소대책을 수립할 수 있도록 매뉴얼을 구성하였다. 잔여 위험에 대해서는 관리카드를 만들어 해체공사 완료시까지 관리하도록 하였다.
해체대상 원자력시설의 해체계획 수립 및 엔지니어링을 위한 전산 시스템이 개발 중에 있다. 한국원자력연구원의 연구로 1,2호기와 우라늄변환시설의 해체 활동에서 얻어진 귀한 해체 경험 정보/자료와 해체 대상 시설의 특성자료를 이용하여 해체작업 단위 생산성 산출 시스템(DEWOCS)을 개발하였다. 이 시스템을 통해 생산된 해체작업 단위생산성 인자값은 해체 엔지니어링 시스템의 개발에 중요한 자료를 제공하여 원자력시설의 해체설계에 활용될 것이다.
연구용원자로를 해체하는 과정에서 발생되는 각종 자료들은 여러 장소에서 상호 호환성 없는 형태로 발생하므로 관리와 활용이 용이하지 않다. 연구로 1, 2호기를 해체하면서 발생되는 자료를 해체시설, 해체작업, 방사선학적 그리고 해체폐기물 정보영역별로 분류하여 자료를 관리하고 보다 객관적이고 정확한 정보 분석이 가능하도록 데이터베이스 시스템을 개발하였다. 연구용 원자로 해체활동 자료에 대한 체계가 구축됨으로써 해체사업을 보다 더 효율적으로 수행하는 데 도구로 활용할 수 있을 것이다. 해체 현장 자료 입력, 분석 및 평가를 통하여 연구로 1, 2호기 해체활동 자료에 대하여 보다 객관적이고 정확한 평가가 가능하게 되었고, 이를 바탕으로 연구로 1, 2호기 해체프로젝트를 보다 효율적으로 수행할 수 있게 될 것이다.
한국원자력연구원은 연구로 1, 2호기와 우라늄변환시설의 해체활동에서 얻어진 해체 경험과 그간에 쌓인 해체활동에 관한 정보 그리고 해체 대상 시설의 특성자료를 통하여 해체 작업 시 발생하는 유닛 생산성(Unit Productivity)을 자동으로 산출하는 시스템(DEWOCS)을 개발하였다. DEWOCS를 통한 해체작업시 발생하는 유닛의 해체작업 생산성 평가 인자 값은 해체 엔지니어링 시스템의 개발 및 향후 이루어질 원자력발전소를 비롯한 원자력시설의 해체 사업에서 계획 및 해체 설계에 기초자료로써 활용될 것이다.
연구로 해체 DB 구현과 관련하여 자료 입력의 편리성과 해체 정보 추출의 용이성을 제공하기 위해 User interface를 설계하였다. 연구로 시설을 대상으로 해체가 이뤄지는 특성을 고려하여 시설코드를 중심으로 해체 자료의 입력과 해체정보의 조회 및 출력이 수행되도록 하였으며, 또한 시설별로 최하위 해체 대상물의 추적이 가능하도록 Explorer 기능을 부여하였다. 해체 자료 입력 화면과 조회 및 출력 화면 설계에 이어 해체 전 원형의 모습부터 변형된 원형의 모습까지 해체 전 과정을 동영상과 그림으로 보여주기 위해 Multimedia 자료구조를 추가하였다. 향후에는 해체 DB와 User Interface에 공학적인 개념을 도입하여 해체 정보를 분석하고 평가할 수 있는 기능을 부여 할 예정이다.
의료용 사이클로트론 해체시 많은 양의 저준위 방사성 폐기물을 발생시키며 이에 따른 큰 해체 비용을 야기한다. 이에 국외에서는 동위원소 생산시설 도입시 해체 자금에 관한 계획을 제출할 것을 권고하고 있다. 해체 자금 계획 수립을 위해서는 해체 비용을 해체 활동과 시설의 구성 요소에 맞게 합리적으로 계산되어야 한다. 본 연구에서는 2012년 12월 수행된 국내 서울대학교병원 사이클로트론(TR-13) 해체 사례를 통하여 폐기 시나리오일 때의 방사성 폐기물 처리 비용을 분석하고 해체 비용 산정시 필요한 고려사항에 대해 살펴보고 향후 해체 자금 계획 수립에 필요한 사항을 도출하고자 하였다.
원자력시설의 폐지조치에 따른 원자로 강구조물의 해체 또는 시설에서 발생하는 방사성고체폐기물의 감용처리 등 해체기술에 관한 연구개발의 필요성이 높아지고 있다. 이들 강구조물의 해체기술은 원자력시설 특유의 조건을 고려하여, 방사선방호의 관점에서 수중절단 또는 방사화된 두꺼운 재료의 원격절단을 고려한 공법을 취하여야 한다. 다음은 경수로형 원자력발전소의 원자로압력용기 및 로내구조물을 대상으로한 강구조물의 해체기술이다.
원자력연구시설에 대한 해체비용 산정은 해체계획 수립하는 데 중요한 작업이다. 해체비용 산정은 해체활동 단계와 해체 시설의 구설요소에 맞게 해체작업을 분류하여 계산을 해야 한다. 본 논문에서는 원자력연구시렁 해체비용 산정을 위하여 해체작업 활동을 분류하고 비용자료의 기준이 되는 비용항목을 계층적으로 세분화하여 구성하는 방법과 작업지연을 유발하는 비용영향 요인인 작업 난이도 인자에 대한 산출방법을 마련하였다. 이렇게 함으로써 해체활동 단계 및 작업에 대한 비용 항목별 분류 및 산정이 가능할 뿐만 아니라 원자력연구시설 해체비용 산정 방법론 및 프로그램을 개발하는데 활용할 예정이다.
가열에 의해 해체가 가능한 열적특성을 갖는 폴리우레탄 접착제를 합성하였으며 열팽창비드를 혼합하여 해체성 접착제를 제조하였다. Dynamic mechanical thermal analyzer (DMA)를 사용하여 폴리우레탄의 열적특성을 확인하였고 접착강도와 열팽창비드의 함량, 가열 trigger의 종류와 처리조건에 따른 해체특성을 연구하였다. 열풍과 microwave 처리에 의해서 해체성 폴리우레탄 접착제의 부피팽창에 따른 접착된 시편의 해체가 가능하였으며, 열팽창비드의 함량이 증가될수록 접착된 피착재가 더 쉽게 분리되었다. 해체성 접착제에서 접착력과 해체특성 모두를 만족시킬 수 있는 가장 적합한 열팽창비드 사용량은 40%이였으며, 가열 trigger로 열풍을 사용한 경우에는 $160^{\circ}C$, 30 min의 조건에서, 가열 trigger로 microwave를 사용한 경우에는 조사시간 4 min의 조건에서 접착되어 있는 피착재가 완전히 해체되었다.
사이클로트론은 그 자체의 수명에 의한 마모 파손뿐만 아니라 사용목적의 변경, 장소 이전, 업그레이드 등의 다양한 이유로 해체 또는 폐기를 경험하게 된다. 실제 미국과 유럽에서도 후자의 이유로 해체된 사례가 많고 또한 많은 양의 저준위 방사성 폐기물을 발생시켰으며 이에 따른 큰 해체 비용을 야기하였다. 유럽과 미국에서는 미래 해체 비용 감소 를 위해 많은 연구를 수행하였으며 미국에서는 허가시 해체 자금 계획(DFP, Decommissioning Funding Plan)을 제출 하도록 하고 있다. 사이클로트론 해체를 위해서는 기술적 측면(해체 절차, 제염 기술 등)과 안전성 측면(잔류 방사능, 예상선량 등)에서 해체 작업의 성취 정도를 예측함으로 해체 비용의 감소 및 방사성 폐기물관련 문제를 해결할 필요가 있다. 본 연구에서는 ANL (Argonne National Laboratory)과 벨기에(유럽위원회 주관)에서 수행된 사이클로트론 해체 사례를 분석하고 2012년 12월 수행된 국내 서울대학교병원 사이클로트론 해체 이전 사례를 살펴봄으로써 향후 사이클 로트론 해체 기준 수립을 위한 기초 자료를 제공하고자 하였다. 이를 위하여 IAEA (International Atomic Energy Agency)와 NRC (Nuclear Regulatory Commission)의 사이클로트론 해체 관련 기준을 분석하고 향후 방사성 폐기물 규제해제(이하 자체처분) 및 재사용과 해체 자금 계획(DFP)의 국내 도입 방안을 제시하였다. 도출된 자료는 사이클로 트론 해체시 방사화되는 정도를 예측하고 국내에 적용할 수 있는 효율적인 해체 요건과 기준들을 정립하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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