방사성폐기물 처분 인수기준 및 방법 개선을 통한 원전해체 폐기물 처분 프로세스 최적화

Abstract

This study describes the process of radioactive waste disposal and current acceptance criteria, and studies ways to improve acceptance criteria and disposal methods in preparation for future nuclear decommissioning. Through this, we intend to dispose of radioactive waste generated during operation as well as large amounts and various types of radioactive waste generated by decommissioning.

Through research on ways to improve the acceptance criteria classified by disposal facilities, we intend to induce operating and decommissioning wastes to be properly disposed of as disposal facilities suitable for their level and characteristics. In addition, I would like to propose an improvement plan to analyze and optimize the current disposal process by reflecting the characteristics of decommissioning waste generated in a short time compared to operating waste.

The radioactivity level and quantity of waste currently permanently disposed of in disposal facilities and the saturation of storage in nuclear power plants were specified to present the background and need for research on the improvement of acceptance criteria. Subsequently, in order to compare with the current domestic criteria, overseas cases in which nuclear decommissioning was conducted or disposal facilities were operated were investigated to review how radioactive waste was classified, treated, and disposed of by country. Based on this, the background of the classification method of domestic radioactive waste and the applicable acceptance criteria was explained, and the research was conducted by dividing the acceptance criteria by item to derive the improvement direction. The domestic acceptance criteria were divided into five categories, and the items were subdivided into ① general requirements, ② solidification requirements, ③ radiation properties, ④ physical properties, and ⑤ chemical properties. The improvement direction for detailed items was derived by reflecting the characteristics of each domestic disposition facility, and plans were prepared to improve the acceptance criteria for each disposition facility in the first, and second, third stages by comparative analysis with overseas cases.

Next, the disposal process currently being performed was explained, and the work performed by each institution was analyzed to calculate the time required for each process item. Through this, a direction for improvement was derived for the time-consuming inspection method, and a plan to optimize the disposal process through the introduction of a WAC-QAS (radioactive Waste Acceptance Criteria Qualification Assurance System) was studied to determine whether the acceptance criteria are suitable.

The procedures and introduction methods necessary for the introduction of the WAC-QAS related to radioactive waste acceptance criteria were studied. Based on the disposal of 1,000 drums of radioactive waste, the time required for the introduction of WAC-QAS was comparatively analyzed, and the validity of the introduction of WAC-QAS was reviewed. In addition, measures to shorten the inspection time performed to determine disposal suitability, such as reducing the number of inspections performed by each institution, were reviewed in various ways. Through this, we tried to establish a disposal system that can immediately dispose of waste without delay in the decommissioning process even if a large of amount of waste is generated at the same time.

It also mentioned the need for follow-up research on areas that need improvement in disposing of radioactive waste in addition to the current acceptance criteria and disposal process.

It is estimated that more than 14,500 drums of waste will be generated per unit even if the nuclear power plant decommissioning waste is reduced in volume through decontamination. Considering the lack of experience in performing nuclear decommissioning, the amount of waste is expected to increase further. Prior to conducting nuclear decommissioning, we tried to create an environment where decommissioning waste can be disposed of immediately by conducting research on improvement and optimization of the disposal process for radioactive waste. Through this, radioactive waste is not stored in the nuclear power plant, but is immediately inspected for suitability, and then permanently disposed of according to the level and characteristics of radioactive waste.

South Korea has cave disposal facilities that can effectively dispose of radioactive waste below the intermediate level, and it is expected that radioactive waste below the low level can also be reasonably disposed of through the surface layer and landfill disposal facilities to be built in the future.

This study aims to effectively dispose of decommissioning waste through preemptive consideration of dismantling waste and derive improvement measures, and efficiently manage domestic radioactive waste from a mid- to long-term perspective. Through this, it is expected to contribute to enhancing the reliability of the people's nuclear power plants by preventing saturation of temporary storage and permanent disposal facilities in nuclear power plants in advance and managing radioactive waste reasonably and safely.| 본 연구에서는 방사성폐기물 처분에 대한 과정 및 현재의 인수기준을 서술하고, 앞으로 다가올 원전해체에 대비하여 인수기준 및 처분방식 등에 대한 개선방안을 연구하고자 한다. 이를 통해 운영 중에 발생한 방사성폐기물은 물론 해체로 인해 발생할 다량⋅다종의 방사성폐기물에 대해 원활하게 처분인도를 수행하고자 한다.

처분시설별로 구분된 인수기준 개선방안 연구를 통해 운영 및 해체폐기물들이 준위와 특성에 맞는 처분시설로 적합하게 처분될 수 있도록 유도하고자 한다. 또한 운영폐기물에 비해 단시간에 다량으로 발생하는 해체폐기물의 특성을 반영하여, 현재의 처분 프로세스를 분석하고, 최적화할 수 있는 개선방안을 제안하고자 한다.

먼저 원전해체 폐기물이 다량으로 발생할 것을 대비하여 현재 처분시설에 연간 영구처분 되고 있는 폐기물의 준위 및 수량, 그리고 현재 원전 내 저장고의 포화도를 명시하여 인수기준의 개선에 대한 배경 및 연구필요성을 제시하였다. 이후 현재 적용되고 있는 국내 기준과 비교하기 위해 원전해체를 진행하였거나 처분시설을 운영하고 있는 해외사례 등을 조사하여 국가별로 방사성폐기물을 어떻게 분류하고, 처리⋅처분하는지에 대해 조사하였다. 이를 바탕으로 국내 방사성폐기물의 분류방식과 적용하고 있는 인수기준에 대한 배경을 설명하고, 개선방향을 도출하기 위해 인수기준에 대해 항목별로 나누어 연구를 진행하였다. 국내 인수기준은 5가지 항목으로 나누었으며, 해당항목은 ① 일반 요건, ② 고형화 요건, ③ 방사선적 특성, ④ 물리적 특성, ⑤ 화학적 특성으로 세분류하였다. 국내 처분시설별 특징을 반영하여 세부항목에 대한 개선방향을 도출하였으며, 해외사례와 비교분석하여 1단계 및 2, 3단계 처분시설별 인수기준 개선방안을 마련하였다.

다음으로 현재 수행되고 있는 처분 프로세스에 대해 설명하고, 해당기관별로 수행하고 있는 업무를 분석하여 프로세스 항목별로 소요되는 시간을 산출하였다. 이를 통해 많은 시간이 소요되는 검사방식에 대해 개선방향을 도출하였으며, 인수기준 적합여부 판별에 대해 방사성폐기물 인수기준 관련 품질보증체제(radioactive Waste Acceptance Criteria-Qualification Assurance System, WAC-QAS) 도입을 통해 처분 프로세스를 최적화시키는 방안을 연구하였다.

방사성폐기물 인수기준 관련 품질보증체제(WAC-QAS) 도입을 위해 필요한 절차 및 도입방식에 대해 연구하였다. 1,000드럼의 방사성폐기물을 처분하는 것을 기준으로 WAC-QAS 도입유무에 따라 소요되는 시간을 비교분석하였으며, 이를 통해 WAC-QAS 도입의 타당성에 대해 검토하였다.

이외에도 기관별로 수행되는 검사횟수를 줄이는 등 처분적합성을 판별하기 위해 수행되는 검사시간을 단축할 수 있는 방안에 대해 여러 가지 방식으로 검토해보았다. 이를 통해 다량의 폐기물이 동시에 발생하더라도 폐기물로 인한 해체공정의 지연 없이 즉각 처분할 수 있는 처분 시스템을 구축하고자 노력하였다. 또한 현재의 인수기준 및 처분 프로세스 외에 방사성폐기물을 처분하는데 있어 개선이 필요한 부분에 대해 후속연구에 대한 필요성을 언급하였다.

원전해체 폐기물은 제염을 통해 감용 처리를 하여도 호기별로 14,500드럼 이상의 폐기물이 발생할 것으로 추정하고 있다. 원전해체에 대한 수행경험이 부족하다는 것을 감안하였을 때 폐기물 수량은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 원전해체를 수행하기 전에 방사성폐기물 인수기준에 대한 개선방안 및 처분 프로세스 최적화에 대한 연구를 수행하여 해체폐기물이 발생 즉시 처분될 수 있는 환경을 조성하고자 노력하였다.

이를 통해 방사성폐기물이 원전 내에 보관되지 않고 곧바로 처분적합성 검사를 수행하며, 이후 방사성폐기물 준위 및 특성에 맞는 적합한 처분시설에 알맞게 영구처분 하고자 한다.

우리나라는 중준위 이하의 방사성폐기물을 효과적으로 처분할 수 있는 동굴처분시설을 가지고 있으며, 앞으로 지어질 표층 및 매립처분시설을 통해 저준위 이하의 방사성폐기물 또한 합리적으로 처분할 수 있을 것이라 기대하고 있다.

본 연구는 해체폐기물에 대한 선제적인 고찰 및 개선방안 도출을 통해 해체폐기물을 효과적으로 처분하고, 국내 방사성폐기물에 대해 중⋅장기적인 관점에서 효율적으로 관리하고자 한다. 이를 통해 원전 내 임시저장고 및 영구처분시설의 포화를 사전에 방지하고, 방사성폐기물을 합리적이고, 안전하게 관리하여 국민의 원전에 대한 신뢰성 제고에 기여하기를 기대한다.