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[KRMC] 2. 방사성폐기물은 어떻게 처리될까요? KRMC 대학생 온라인 서포터즈

방사성폐기물은 크게 고준위폐기물과 중저준위폐기물로 나뉜다고 이전 포스팅을 통해서 설명을 드렸습니다^^

그럼, 이 방사성폐기물들이 어떻게 처리가 되는지 좀더 자세히 알아보도록 하겠습니다


먼저 중저준위폐기물은 발생시 드럼에 밀봉을 하여 각 발전소나 시설에 임시보관이 됩니다

그리고 그 뒤에 방폐장으로 옮겨지게 된는 것이지요

방폐장은 건설방식에 따라서 크게 두가지 종류로 구분할수 있습니다

첫번째는 동굴처분방식 입니다


동굴처분은 암반내 혹은 지하의 동굴에 자연방벽과 인공방벽을 이용하여 폐기물을 처분하는 방법입니다.

이 방식은 수리지질학적으로 폐기물의 장기간 보관시 안전성을 확보하여야 하므로

균열, 파쇄대 등 2차 공극이 발달되지 않고 투수성이 낮으며 균질한 특성을 갖는 큰 암반이 있는 지역에서 유리한 방식입니다.

동굴의 규모, 배치 등 처분시설 형태는 부지조건에 따라 다양합니다.

동굴처분방식은 자연방벽과 인공방벽을 이용하여 방사성폐기물을 인간생활권으로부터 완전 격리시키며

지하 100 ~ 300 미터 암반내 동굴 굴착 후 처분함으로서 안전성을 확보하고 있습니다


두번째는 천층처분방식 입니다


천층처분은 지표에서 약 30m이내의 깊이에 자연방벽 또는 인공방벽을 이용하여 방폐물을 처분하는 방식으로서

안전성 확보를 위해 인공방벽을 이용한 처분이 널리 이용되고 있습니다.

방식은 그림과 같이 지표부에 구조물(처분고)을 만들고 구조물내에 폐기물을 처분하는 방식으로

표토층이 발달되고 배수가 잘되며 강우량이 적은 지역에서 유리한 방식입니다.

또한 천층처분방식은 인공방벽을 이용하여 방사성핵종의 누출을 저지하며, 동굴처분 방식에 비해 건설이 용이합니다.

천증처분방식은 폐쇄단계에서 강우침투 및 동식물 침입 방지용 처분덮개 설치(6미터 두께)하고

집수관 설치 및 감시 (Zero Release)와 300년간 제도적 관리 (환경감시/인간침입 방지)를 통하여 안전성을 확보하고 있습니다


경주시에 건설중인 방폐장은 1단계는 동굴처분방식, 2단계는 천층처분방식으로 계획하여 건설중에 있습니다^^


다음으로, 고준위폐기물의 처리방법에 대해 알아 보겠습니다^^

고준위폐기물은 사용후핵연료를 뜻하며, 현재 각 발전소에서 보관중에 있습니다

원자로에서 인출된 사용후핵연료는 방사능과 열량이 높으므로

일정기간 발전소내 임시저장 이후에도 재처리 또는 직접처분 전가지 30~50년 정도의 저장관리 기간이 추가로 필요합니다.

발전소내 저장조 용량(일반적으로 10년 설계)은 한계가 있으므로

기존 사용후핵연료 저장랙을 고밀도 조밀저장대로 교체 혹은 추가 설치(reracking)를 통해 저장용량을 증설하는 하고 있습니다.
이후 발생되는 사용후핵연료를 저장하기 위해서는 소내 또는 소외에 저장시설의 건설이 불가피한데,

이와같이 재처리 또는 직접처분 이전 단계로 발전소 부지내외에 사용후핵연료를 모아서 저장하는 것을 중간저장이라 합니다.

사용후핵연료 중간저장은 습식과 건식저장방식으로 대별되며, 1980년대 중반까지는 실증경험이 풍부한 습식저장이 주로 채택되었으나

1990년대 이후에는 용량확장과 장기관리 측면에서 유리한 건식저장방식을 채택하고 있습니다.


습식저장방식은 사용후핵연료를 스테인레스 스틸로 라이닝 된 콘크리트 저장조 내 붕소가 함유된 스테인레스 스틸(Borated S/S) 저장대에 저장하는 방식입니다.

이 방식은 사용후핵연료에서 발생되는 붕괴열은 열교환기를 이용한 강제냉각 방식으로 제거되며,

핵연료 피복관 온도를 30~40℃로 유지할 수 있어 저장밀도를 높일 수 있는 장점이 있는 반면,

냉각시스템 가동에 따른 시설 운영비가 증가하며 2차 폐기물 발생 등의 단점을 갖고 있습니다.



건식저장방식은 물 대신 기체 또는 공기를 냉각재로 사용하고,

방사선 차폐체를 물 대신에 콘크리트나 금속을 이용한다는 점에서 습식저장기술과 구분됩니다.

사용후핵연료가 건식저장시설에 저장된 후에는 운영비용 및 위험도가 미미하므로

안전하고 비용과 이득측면에서 습식저장방식보다 유리한 것으로 알려져 있습니다.

건식저장기술 중 현재 상용 규모로 이용되고 있는 기술로는 다음과 같은 4가지 방식이 있는데 각 방식별로 간단히 살펴보면 다음과 같습니다.

우선, 금속캐스크(Metal Cask) 방식이 있는데 이 방식은 사용후핵연료를 금속 캐스크에 담아 콘크리트 패드위에 저장하는 방식을 말합니다


콘크리트 사일로 방식은 사용후핵연료를 금속 캐스크 대신 콘크리트 용기에 저장하는 방식입니다.

횡형 콘크리트 저장모듈(Horizontal Concrete Modular Storage) 방식은 사용후핵연료가 장전 된 캐니스터를 저장부지에 설치된 콘크리트 저장모듈에 수평상태로 저장하는 방식입니다.

마지막으로 볼트 저장(Vault Storage) 방식은 콘크리트 구조물 내에 금속 튜브를 설치하고 튜브 내에 사용후핵연료를 밀봉하여 저장하는 방식을 말합니다.


현재 우리나라는 사용후핵연료를 재처리할지, 폐기할지 결정되지 않았습니다.

사실 사용후핵연료는 폐기물이 아닌, 재사용이 가능한 에너지자원입니다.

사용후핵연료는 원자력발전 연료로 사용하고 난 후 저장수조 등에 보관되어 있지만,

약 96% 정도는 타고 남은 우라늄과 핵분열 하기 어려운 우라늄에서 생긴 플루토늄 등 아직 연료로서 사용할 수 있는 자원이 포함되어 있습니다.

우리나라의 경우 사용후핵연료를 재활용하기 위한 재처리시설은 한미원자력협정, 한반도 비핵화선언 등 국제적인 문제와

군사적으로 매우 민감한 사항으로 인하여 건설이 불가능한 상황이고,

국제적으로는 원자력 선진국인 영국, 프랑스, 일본 등에서 재처리시설을 운영중입니다.


방사성폐기물의 처리. 쉽게 이해가 되셨는지 모르겠네요^^;;

이상 방폐공단 제1기 대학생 온라인 서포터즈 김성우 였습니다 -


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