방사성폐기물 처분시설의 안전성

방사성폐기물 처분시설의
안전성
2014.7.17(목) 한국원자력환경공단 박진백
1
원전소재지역 특별위원회 제5차 워크숍

2
방사성폐기물
방사성폐기물 처분안전성
중저준위 방사성폐기물 처분시설
처분시설 안전성평가
2

방사성물질과 방사성폐기물의 일생
원자력발전소
원자력발전소 처리계통 방사성폐기물 처분장
방사성물질의 발생 방사성물질의 처리
방사성폐기물의 처리
방사성폐기물의 발생 방사성폐기물의 처분
3

방사성물질의 이용에 따른 방사성폐기물의 발생
목적 : 전기의 생산
목적 : 연구,검사,진단,조사,분석
4

원자력발전소의 방사성물질 처리방법
방사성물질의
발생형태에 따라 별도의
처리시스템을 따른다
기체방사성물질
액체방사성물질
고체방사성물질
기체방사성물질 처리시스템
액체방사성물질 처리시스템
고체방사성물질 처리시스템
방사성물질의
발생형태에 따른 별도의
처리시스템에서
방사성폐기물이 발생한다.
방사성물질 방사성물질 처리시스템 방사성폐기물
5

원자력발전소의 기체방사성물질 처리방법
활성탄을 이용한
기체방사성물질 수집장치
고성능필터을 이용한
기체방사성물질 수집장치
사용된 활성탄
사용된 고성능필터
(폐필터)
6

원자력발전소의 액체방사성물질 처리방법
여과, 이온교환, 증발농축을 이용한
액체방사성물질 수집장치
고형화과정을 통한
고체방사성폐기물 발생
7

액체 처리계통의 이온교환수지 고형화 폐기물
8

액체 처리계통의 폐필터
9

원자력발전소의 고체방사성물질 처리방법
사용된 활성탄
기체방사성물질 처리시스템 사용된 고성능필터
압축 및 소각을 이용한
고체방사성폐기물의 부피저감(감용)
(폐필터)
액체방사성물질 처리시스템
고형화과정을 통한
활성탄과 고성능필터를 이용한
기체방사성물질 수집
여과, 이온교환, 증발농축을 이용한
액체방사성물질 수집
운영과정에서 발생되는
잡고체폐기물
감용과정을 거쳐
10

고체 처리계통의 잡고체폐기물
11

방사성물질의 이용 및 방사성동위원소 폐기물의 발생
12

원자력발전소의 사용후핵연료 임시저장
13

원자력발전소에서 임시저장 중인 중저준위 방사성폐기물
출처 : http://www.ingopress.com/ArticleRead.aspx?idx=6347
14

한국원자력연구원(대전)에서 임시저장 중인
중저준위 방사성폐기물
출처 : http://news.donga.com/3//20081104/8652706/1
15

우리나라의 방사성폐기물 정의
원자력안전법
“방사성폐기물”이란 방사성물질 또는 그에 따라 오
염된 물질로서 폐기의 대상이 되는 물질(사용후핵연
료를 포함한다)을 말한다.
원자력안전법
시행령
"고준위방사성폐기물"이란 방사성폐기물 중 그 방
사능 농도 및 열발생률이 원자력안전위원회가 정하
는 값 이상인 방사성폐기물을 말하고, "중·저준위방
사성폐기물"이란 고준위방사성폐기물 외의 방사성
폐기물을 말한다.
원자력안전
위원회 고시
방사능농도 열발생률
반감기 20년 이상의 알파선을
방출하는 핵종으로 4,000
Bq/g
2 kW/m3
16

고준위 방사성폐기물과 중저준위 방사성폐기물
열발생이
없다.
열발생이
있다.
우리나라에는 사용후핵연료가
고준위 방사성폐기물이며,
사용후핵연료를 제외한 모든 방사성폐기물
은 중저준위 방사성폐기물이다.
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방사성폐기물의 안전성이란 무엇인가요?
방사성폐기물의 안전성이란
무엇인가요?
방사성폐기물에 포함되어 있는 방사성물질과
그 방사성물질에서 방출되는 방사선으로부터
우리와 후손이 안전한지에 대한 판단을 하는
것이다.
18

방사성폐기물 처분시설의 안전성이란 무엇인가요?
방사성폐기물 처분시설의
안전성이란 무엇인가요?
방사성폐기물처분시설에 처분된 방사성물질과
그 방사성물질에서 방출되는 방사선으로부터
우리와 후손이 안전한지에 대한 판단을 하는
것이다.
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방사선으로부터 우리와 후손이 안전한지에 대한
판단은 어떻게 할 수 있나요?
방사선으로부터 우리가 안전한지에
대한 판단을 어떻게 할 수 있나요?
방사선이 우리에게 미치는 영향을
일반인과 방사선작업자로 구분하여
연간방사선피폭 허용량을 정하고
허용량 이내로 관리한다.
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주요국가의 방사성폐기물 처분시설로 인한 방사선안전 목표값
국가 중저준위방사성폐기물 처분시설 고준위방사성폐기물 처분시설
핀란드
● 0.1mSv/yr 정상조건
● 5mSv/yr 사고조건
● 0.1 mSv/yr (정상조건)
● 0.1mSv/yr (비정상조건)
프랑스 ● ICRP 권고 ● 0.25 mSv/yr (정상조건)
독일 ● 0.3 mSv/yr (정상/사고조건)
● 10-6 risk/yr (발생확률 10-7/yr이상)
● 10-5 risk/yr (발생확률 10-8/yr이상)
일본
● 0.3 mSv/yr (비정상조건)
● 10 mSv/yr (사고조건)
[개발 중]
● 0.3 mSv/yr (정상/비정상조건) 고려중
한국
● 10-6 risk/yr (확률조건)
● 1 mSv/yr (인간침입조건)
[개발 중]
● 5x10-6 risk/yr (정상/비정상조건) 고려중
● 5 mSv/yr (정상/비정상 조건) 고려 중
스웨덴 ● 10-6 risk/yr (정상/비정상조건) ● 10-6 risk/yr (정상/비정상조건)
스위스
● 0.1 mSv/yr (높은확률조건)
● 10-6 risk/yr (낮은확률조건)
영국 ● 10-6 risk/yr (확률조건) ● 10-6 risk/yr (확률조건)
미국 ● 0.25 mSv/yr (정상/비정상조건)
● 0.15 mSv/yr (정상/비정상조건, 104yr 이내)
● 0.25 mSv/yr (정상/비정상조건, 104yr 이상)
IAEA
(ICRP)
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방사성폐기물 처분안전성이란?
방사성폐기물 처분시설 때문에
우리와 후손이 방사선으로부터 안
전한가?
방사성폐기물
처분안전성?
22

방사성폐기물의 처분이란?
방사성폐기물의 처분이란?
향후 회수할 의도가 없이
인간 생활권에서 격리하는 것을 의미
향후 회수할 의도가 없다.
• 처분된 방사성물질을 영원히 다시 회수하거나 재활용하지 않고
영구처분한다.
인간 생활권에서 격리한다.
• 땅 속을 격리의 장소로 선택한다.
• 땅 속에 오랜시간 동안 방사성물질(방사성폐기물)을 묻는다.
• 땅 속에서 방사성물질이 인간생활권으로 이동하는 시간을 최대
한 길게한다.
23

방사성폐기물 처분시설의 방식구분
방사성폐기물처분
단순 천층처분
공학적 천층처분
동굴처분
심지층처분
천층처분
중저준위
방사성폐기물
처분
방사성폐기물의 종류
에 따라 처분방식이
구분되며…..
심층처분
고준위
방사성폐기물
처분
방사성폐기물의 처분 깊이
에 따라 최종처분방식이
구분된다.
표층처분
이라고
불린다.
25

방사성폐기물 처분방식의 특징
방사성폐기물 처분시설의 개발과정
처분시설 준비의 어려움 중가
지표면에서 처분시설의 처분깊이 증가
중저준위
방사성폐기물
처분시설
고준위
방사성폐기물
처분시설
방사성폐기물의 방사성물질 농도증가
(저준위 미만 → 저준위 → 중준위 → 고준위)
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1. 공단현황
중저준위 방사성폐기물 처분시설-해외사례
 스페인 엘까브릴(El Cabril) 처분
 처분대상 : 중∙저준위폐기물
 처분방식 : 천층처분
 운영개시 : 1992년
 처분용량 : 50만 드럼
 미국 반웰(Barnwell) 처분장
 처분대상 : 저준위폐기물
 운영개시 : 1971년
 일본 로카쇼(Rokkasho) 처분장
 처분대상 : 저준위폐기물
 운영개시 : 1992년
(총 300만 드럼으로 단계별 증설)
 영국 드릭(Drigg) 처분장
 운영개시 : 1959년
 처분용량 : 750만드럼
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중저준위 방사성폐기물 처분시설-해외사례
 스웨덴 포스마크(Forsmark) 처분장
 처분방식 : 동굴처분(해저)
 운영개시 : 1988년
 처분용량 : 315,000드럼
 핀란드 올킬루오토(Olkiluoto) 처분장
 처분방식 : 동굴처분
 운영개시 : 1992년
 처분용량 : 77,500드럼
 프랑스 로브(L’Aube) 처분장
 운영개시 : 1992년
 프랑스 라망쉬(La Manch) 처분장
 운영개시 : 1969년
 처분용량 : 527,000m3
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방사성폐기물 처분안전성 확보원칙
처분안전성확보원칙
기술적 안전장치
처분시설 다중방벽
제도적 안전장치
정부의 안전규제
사회적 안전장치
민간환경감시기구
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중저준위 방사성폐기물 처분시설의 다중방벽 개념
0. 처분대상
방사성물질의 양
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방사성폐기물 처분안전성확보를 위한 안전규제 개념
방사성폐기물 규제기관
- [정부] 원자력 안전위원회
- [안전규제전문기관] 한국원자력안전기술원
방사성폐기물 발생기관
- 한국수력원자력㈜
- 동위원소 이용기관, 산업체, 병원, 연구기관 등
방사성폐기물 관리기관
- 한국원자력환경공단
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방사성폐기물 관리분야의 이해관계자: 구분 및 역할
정책결정자
•방사성폐기물 관리에 관한 국가정책 및 기본계획 등을 결정
•방사성폐기물 안전관리 법령과 기준의 수립
사업시행기관
•방사성폐기물 관리시설 부지 등을 선정하고, 시설을 건설 또는 운영
•방사성폐기물 관리사업의 법령 및 기준에 따른 안전성 및 경제성 고려
규제기관
•사업의 안전성확보를 위한 기준에 따른 안전심사, 안전검사 등의 규제업무 수행
환경단계 및 NGO
•방사성폐기물 관리정책 및 사업시행에 대한 의견제시
지역주민 및 지방자치단체
•방사성폐기물 관리시설 부지선정, 건설, 운영 등에 대한 의견제시
•사업시행 수용여부 의사결정 등
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방사성폐기물 처분안전성 확보에 대한 질문들
방사성폐기물의 처분안전성?
방사성폐기물 처분안전성을 누구에게 보여 줄 것인가?
방사성폐기물 처분시설이 언제까지 안전하다고 보여주는가?
방사성폐기물 처분안전성을 무엇으로 보여주는가?
방사성폐기물 처분안전성을 결정하는 절차는 무엇인가?
방사성폐기물 처분안전성에 필요로 하는 데이터는 무엇인가?
방사성폐기물 처분안전성평가는 미래에 대한 예측시스템인가?
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방사성폐기물 처분안전성 이해관계자를 위한
처분안전성평가의 성격
이해관계자 그룹 처분안전성평가의 성격
정책결정자 • 정책결정자의 목적과 관점으로 이해할 수 있는 처분안전성평가
• 사업시행기관 내부적으로 합의되고,
• 사업시행기관 내부관련자들이 이해할 수 있는 처분안전성평가
사업시행기관
• 정부의 처분안전성평가 작성기준에 부합하고,
• 규제기관의 목적과 관점으로 이해할 수 있는 처분안전성평가
규제기관
환경단체 및 NGO •환경단체와 NGO의 입장에서 이해할 수 있는 처분안전성평가
• 지역주민과 지방자치단체의 입장에서 이해할 수 있는 처분안전성
평가
지역주민 및
지방자치단체
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방사성폐기물 처분안전성평가란 무엇인가?
처분사업
시행기관
• 처분안전성 판단을 위한 밥상을 준비한다. (보고서를 작성한다.)
• 밥상의 개별 음식접시를 이해관계자가 맛있다고 할때까지 보완한다.
(보고서 내용[데이터, 방법, 내용 및 결과 등]을 보완한다)
이해관계자
(처분사업
규제기관)
• 처분안전성 판단을 위해 밥상음식을 맛 본다. (보고서를 검토한다.)
• 밥상의 개별 음식접시 모두를 맛보고 밥상이 맛있다고 판단한다.
(처분시설 안전성에 대한 분야 별 검토 후 최종판단을 내린다)
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폐쇄후 안전성평가 현황
 폐쇄후 안전성평가 (2008) 개요
목적 (Purpose)
– 경주 중저준위 방사성폐기물 처분시설의 건설 및 운영허가
평가결과 관계자 (Stakeholder)
– 처분시설 건설 및 운영허가 발급기관 및 심사기관
평가대상 (Assessment endpoint)
– 개인 유효피폭선량 및 위험도 (정부 고시 제시내용)
평가철학 (Assessment philosophy)
– 1단계 처분시설의 보수적 안전성 입증
• 초기 제한적 정보를 바탕으로 처분시스템과 안전성 구성의 타당성 확인
• 후속처분사업을 위한 전체 안전성확보기반 구축
36

1
어떻게 처분안전성평가를 하는가?
• 우리에게 미치는 방사선 누출의 스토리 또는 시나리오를 결정한다.
2
• 다양한 스토리 또는 시나리오의 방사선적 영향을 평가하기 위한 방법을 준비한다.
3
• 준비된 처분안전성평가 방법을 이용하여 방사선적 영향을 계산하여 예측한다.
4
• 예측된 처분안전성평가 결과에 대하여 우리에게 미치는 방사선적 영향을 분석하
여 제시한다.
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어떻게 처분안전성평가를 하는가?
안전성평가 전제조건 설정
평가 시나리오 설정
평가방법/체계 구축
방사선적영향 계산
방사선적영향 분석
• 폐기물 특성
• 처분개념/시설
• 지질환경/자연환경
• 법적요건 (성능 목표치)
• FEP목록, 상호작용행렬 • 시나리오
- 운영 중 시나리오
- 지하수 시나리오
- 침입자 시나리오
• 평가방법론
- 결정론적 평가
- 확률론적 평가
• 모델링 (개념 및 수학모델)
• 입력자료
• 피폭선량 (DOSE)
• 위험도 (RISK)
• 주요경로/파라미터의
민감도 분석
• 불확실성 분석
• 규제기준 비교
• 처분시설 개념 최적화
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시나리오 구분 시나리오 명칭 Criteria
기준시나리오
BS-1
연간피폭선량
(mSv/yr)
BS-2
연간피폭선량
(mSv/yr)
비정상 확률시나리오
ES-1 연간위험도 (/yr)
ES-2 연간위험도 (/yr)
인간침입 시나리오
HS-1
연간피폭선량
(mSv/yr)
HS-2
연간피폭선량
(mSv/yr)
HS-3
연간피폭선량
(mSv/yr)
 폐쇄후 안전성평가 시나리오 : 도출결과
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경주방폐장 방사성물질 누출의 가정상황
처분사일로
• 지하 80~130m
• 1. 콘크리트 방벽의 열화에 의한 지하수 침투
처분사일로
• 지하 80~130m
• 2. 포장용기 부식에 의한 방사성물질 누출
처분사일로
• 지하 80~130m
• 3. 콘크리트 방벽을 통한 방사성물질의 누출
지하암반
• 지하 0~130m
• 4. 지하매질에서 핵종이동
생태계
• 5. 해양생태계로 방사성물질 누출
• 6. 우리에게 미치는 방사선영향 발생
40

 폐쇄후 안전성평가 시나리오 : BS-1 정상시나리오
41

 폐쇄후 안전성평가 시나리오 : BS-2 정상시나리오
42

 폐쇄후 안전성평가 시나리오 : ES-1 비정상확률시나리오
43

 폐쇄후 안전성평가 시나리오 : ES-2 비정상확률시나리오
44

 폐쇄후 안전성평가 시나리오 : HS-1 인간침입시나리오
45

46

47

 폐쇄후 안전성평가 : 전산코드 구성
48

 폐쇄후 안전성평가 : MASCOT 모듈 구성
49

 폐쇄후 안전성평가 : 모델링 가정사항
평가모델의 보수적 가정
– 폐쇄 직후 사일로 지하수로 채워진다고 가정
– 폐쇄 직후 핵종 유출 가정 (실제 유출은 수십~수백년 후 가능)
– 콘크리트 사일로 두께를 60 cm로 고려 (실제 시공; 100~160 cm)
– 암반 내 핵종 확산효과 미고려 (실제는 확산 희석으로 환경도달률 저감)
민감도 및 불확실성 평가에 의한 안전범위 확인
– 방벽 및 핵종이동 관련 주요변수들에 관한 민감도 및 불확실성분석을 통해
– 부지조건과 미래 진화의 불확실성을 감안하더라도 성능목표 충족을 확인
• 누출률, 흡착계수, 유속, 유동거리, 열화조건 등
50

 정상시나리오에 대한 평가결과 (연간유효선량)
안전목표치
51

원자력/방사성폐기물의 딜레마 :
세대 간 경험, 지식과 노하우 전달체계가 필요
시간
경험
지식
노하우
지식과 노하우가
정확히 전달되어야
시간
경험
지식
노하우
지식과 노하우가 사람과
함께 사라진다면….
세대 간 지식과 노하우가
정확히 전달된 경우
세대 간 지식과 노하우가
사람과 함께 사라진 경우
52

환경관리센터/한국원자력환경공단
감사합니다.
53

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