우리나라의 중·저준위 방사성폐기물은 월성환경관리센터를 이용하여 처분된다. 처분시설의 안전성을 확인하기 위하여 자연현상에 의한 시나리오뿐만 아니라 인간침입에 의한 시나리오도 고려하여 평가한다. 인간침입 시나리오는 제도적관리기간 이후 처분시설의 존재를 모르는 인간에 의해 시추 등과 같은 행위로 인해 일어나는 시나리오로서, 우물이용 시나리오는 처분부지 내 우물의 시추확률이 수십 년 생애기간에 시나리오에 의한 피폭을 한번이라도 경험할 수 있는 가능성이 낮음을 보여 인간침입 사건범주로 구분하였으며, 보수적인 가정을 사용하여 평가하였다. 이를 위하여 우물의 위치 및 처분시설로부터 누출된 오염물질의 우물 유입비율을 지하수 유동 모델링을 통하여 계산되었으며, 이에 대한 방법론을 소개하였다. 또한, 이 방법론을 핵종이동 모델링에 적용하여 처분시설에 미치는 영향을 평가하여, 평가된 시나리오는 성능목표치를 만족하고 있음을 보였다.
방사성핵종의 분포유형에 관한 정보에 기초하여 극저준위폐기물의 자체처분 적합성을 통계학적으로 해석할 수 있는 방법론을 개발하였다. 방사성핵종의 분포에 관한 정보를 알 수 없는 경우에 대해서는 널리 알려진 마코프 부등식과 체비셰프 부등식을 적용하여 방사능농도의 산술평균과 허용되는 최대 표준편차의 상관관계식을 제시하였고, 방사성핵종의 농도가 정규분포 또는 로그정규분포를 갖는 경우에 대해서는 확률밀도함수, 누적확률밀도함수 등의 통계학적 관계식을 이용하여 방사능농도의 산술평균과 허용되는 최대 표준편차의 상관관계식을 새롭게 유도하였다. 또한, 자체처분기준 100 Bq/g 및 신뢰수준 95%인 조건에 대한 사례 적용연구를 통하여 방사능농도의 산술평균과 허용되는 표준편차의 범위를 방사성핵종의 분포유형에 따라 정량적으로 비교 제시하고, 자체처분 대상 폐기물의 방사성핵종 분포유형에 관한 정보가 확보될 경우 동일한 신뢰수준에서 자체처분이 허용될 수 있는 범위가 확장될 수 있음을 통계학적으로 입증하였다.
방사선장 하에서의 탈기막 재질의 물성에 미치는 방사선의 영향에 관한 연구를 수행하였다. PP에 미치는 방사선속을 계산하기 위해 MCNP4A Code를 이용하였으며 MCNP4A Code를 이용한 광자선속을 계산하기 위하여 탈기장치와 PP 막을 봉 구조로 규격화하였다. 양단차폐 계통에 사용되는 탈기막 재질인 PP의 변형은 계통수의 방사능이 매우 낮기 때문에 거의 없을 것으로 평가되었으며 작업자의 피폭도 무시할 정도인 것으로 판단되었다. 검토결과, 원자력발전소의 원자로 계통수 처리를 위해 방사선장하에서 노출되는 폴리프로필렌 탈기막의 재질은 건전성이 그대로 유지될 수 있음을 평가하였다.
극저준위 방사성액체폐기물 처리를 위하여 공기의 온도와 습도 및 유입 공기의 속도에 따른 증발량의 관계를 천을 이용한 강제증발실험 장치로 실험하였다. 그 결과 각각의 변수와 증발량의 상관관계를 실험식으로 도출하였다. 또한 Cs-137 을 함유한 모의폐액을 사용하여 본 장치에 대한 제염 계수를 얻은 결과 $DF=10^4$으로 나타났다. TRlGA Mark II & III 연구용 원자로 폐로시 발생되는 극저준위 방사성액체폐기물을 증발장치로 처리할 때 주변의 일반개인에 대한 연간 피폭선량을 보수적으로 평가한 결과, 유효선량 (effective dose)은 $1.01{\times}10^{-3}mSv$이고, 환경으로 배출되는 공기의 방사능 농도(Cs-137)는 $4.637{\times}10^{-14}\;{\mu}Ci/cc$ air 이다. 따라서 극저준위 방사성액체폐기물의 처리를 위하여 강제증발장치를 사용하는 것은 주민에 아무런 영향이 없음을 알 수 있었다.
IAEA 및 국내의 방사성물질 운반 관련 규정에 따라 중 저준위 방사성폐기물 드럼 8개를 운반할 수 있는 IP-2형 운반용기를 개발하였다. IP-2형 운반용기는 낙하시험 및 적층시험을 거친 후 내용물의 유실 또는 분산과 운반용기 외부표면에서의 방사선량률이 20 % 이상 증가할 수 있는 차폐능력의 상실이 없어야 한다. 본 연구의 목적은 적층시험조건에 대한 시험방법 및 절차를 수립하고 IP-2형 운반용기의 적층조건에 대한 구조적 건전성을 평가하는데 있다. 운반용기의 원형시험모델을 이용하여 운반용기 중량의 5배 하중으로 24시간 동안 압축하는 적층조건에 대한 시험 및 전산해석을 수행하였다. 적층시험 시 운반용기의 모서리기둥에서의 변형률 및 변위를 측정하였으며, 측정된 변형률 및 변위는 해석결과와 서로 일치하였다. 컨테이너 바닥부의 처짐량은 측정이 어렵기 때문에 전산해석 방법으로 구하였다. 모서리기둥의 최대 변위와 컨테이너 바닥의 최대 처짐은 법규에서 규정하는 허용치에 비하여 낮게 나타났다. 적층시험 전 후에는 운반용기의 외형치수, 차폐체 두께, 볼트토크 등을 측정하였으며, 그 값들을 비교분석한 결과 운반용기는 내용물의 유실 및 분산, 차폐체 두께의 감소가 나타나지 않았다. 따라서 적층시험조건에서 IP-2형 운반용기의 구조적 건전성이 입증되었다.
영구정지후 해체가 계획된 고리 1호기 원자력발전소는 해체과정에서 다양한 종류의 방사성폐기물이 대량으로 발생될 것으로 예상되고 있으며, 이 중 원자로 및 내부구조물은 방사능 수치가 높으므로 1차측에서 적절한 크기와 중량으로 해체된다. 고리 1호기 해체시 원자로 및 내부구조물에서 발생되는 방사성폐기물에 대하여 기존 폐기물의 자체처분 현황 및 법적 제한 사항 분석 등을 통해 적절하고 효율적인 처분방법을 마련하는 것은 중요한 사안일 것으로 판단된다. 원자로 및 내부구조물에서 발생되는 폐기물은 중준위에서부터 자체처분까지 다양한 준위의 폐기물들이 발생되며, 이 중 자체처분 준위에 해당되는 폐기물은 방사화 평가 결과, 원자로 상부 헤드와 상부 헤드 인슐레이션에서 발생되는 것으로 나타났다. 본 논문에서는 방사화 평가 결과를 바탕으로 자체처분 준위에 해당되는 폐기물을 자체처분 평가 코드인 RESRAD-RECYCLE 코드를 사용하여 자체처분 안전성 평가를 수행하였다. 대상 폐기물의 자체처분 시나리오를 선정하고 자체처분시 개인 및 집단별 최대선량을 계산하여 국내 원자력안전법에서 규정하는 자체처분 기준 제한치의 만족 여부를 판단하였다. 평가 결과, 전체적으로 상당히 낮은 결과값을 보이며 기준 제한치를 만족하는 결과를 나타내었으며, 핵종별 자체처분 허용농도를 도출하였다.
The effects of radiation on the corrosion of canister materials were investigated for the reliable disposal of high-level radioactive waste. The test specimens were gamma-irradiated at a very low dose rate of approximately 0.1 Gy/h for six and twelve months. The copper and cast iron species were less corroded when irradiated. It is hypothesized that gamma rays suppress the formation of lower-enthalpy species like metal oxides and activate reductive reactions. In contrast, it was difficult to evaluate the effect of radiation on the corrosion of titanium and stainless steel.
원자력발전소 및 산업계에서 발생하는 중 저준위방사성폐기물을 처분하기 위한 처분장이 2014년경 준공될 것으로 예상된다. 방사성폐기물 처분을 위해서는 물리적인 처분시설의 확보도 중요할 뿐만 아니라 발생자와 처분사업자 등 각종 이해관계자들이 모두 수긍할 수 있는 비용부과체계 마련도 중요하다. 우리나라의 처분비용은 해외의 다른 국가에 비하여 높은 편에 속하며 이는 폐기물 발생자와 처분사업자에게 많은 부담을 주고 있다. 우리나라의 처분비용이 높은 이유는 처분장 확보를 위한 사회적 비용 또는 건설비가 다른 국가에 비하여 상대적으로 높은 이유도 있겠으나, 처분장 건설을 위해 조달한 비용에서 발생한 금융비용이 보다 큰 요인으로 작용하고 있다. 본 연구에서는 처분사업의 지속가능한 사업체계 마련을 위해 비용 구조를 분석함으로서 처분비용 중 금융비용을 낮추기 위한 방안을 모색하고자 한다.
Bentonite is generally used as a buffer material in high-level radioactive waste disposal facilities and consists of 50% quartz by weight. Quartz strongly affects the behavior of bentonite over very long periods. For this reason, quartz dissolution experiment was performed under high-pressure and high-alkalinity conditions based on the conditions found in a high-level radioactive waste disposal facility located deep underground. In this study, two quartz dissolution experiments were conducted on 1) quartz beads under low-pressure and high-alkalinity conditions and 2) a single quartz crystal under high-pressure and high-alkalinity conditions. Following the experiments, a confocal laser scanning microscope (CLSM) was used to observe the surfaces of experimental samples. Numerical analyses using the finite element method (FEM) were also performed to quantify the deformation of contact area. Quartz dissolution was observed in both experiments. This deformation was due to a concentrated compressive stress field, as indicated by the quartz deformation of the contact area through the FEM analysis. According to the numerical results, a high compressive stress field acted upon the neighboring contact area, which showed a rapid dissolution rate compared to other areas of the sample.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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