방사선 안전관리 우리의 현주소 2

- 중ㆍ저준위, 사용후 핵연료 구분 엄격 관리
- 폐기물ㆍ처분시설 안전관리에도 만전

- 안전관리 통합정보 시스템 2004년부터 가동

원자력에너지를 이용하는 과정에서 불가피하게 발생되는 방사성 폐기물은 영구적으로 인간 생활권으로부터 격리 처분돼야 한다.

원자력시설의 이용으로 발생되는 방사성 폐기물은 현재까지 누적발생량이 지속적인 증가를 보이고 있다. 방사성 폐기물은 방사성 물질의 종류나 세기에 따라 중ㆍ저준위 방사성 폐기물과 고준위 방사성 폐기물로 구분된다.

고준위 방사성 폐기물이란 원자로에서 연소가 끝난 뒤 남게 되는 사용후 핵연료와 사용후 핵연료를 재활용할 목적으로 재처리하는 과정에서 발생하는 폐기물을 말하며 흔히 사용후 핵연료로 불리우고 있다.

중ㆍ저준위 폐기물이란 원자력발전소의 운전원이 사용한 장갑, 덧신, 가운, 걸레, 각종 교체 부품 또는 방사성 동위원소를 사용하는 산업체, 병원, 연구기관에서 나오는 수거물이다. 

특히 고준위 폐기물은 원자로 연소후 사용후 핵연료는 방사성 물질을 다량 함유하고 있다. 그 방사성물질이 붕괴되면서 높은 방사선과 열을 발생하고 있다. 중ㆍ저준위 폐기물과는 별도로 안전하게 처분돼야만 하는 이유가 여기에 있다.

고준위 폐기물을 방치할 경우 사람과 생태계에 해를 끼칠 우려가 있으나, 다행히 사용후 핵연료에 포함돼 있는 방사능은 시간이 지남에 따라 자연적으로 감소하고, 방사선과 열의 발생량도 줄어드는 특성이 있다.

배대석 한국원자력연구소 박사는 " 특히 고준위 방사성 폐기물은 사람에게 해를 끼치지 않는 수준까지 되려면 장기간이 세월이 필요하므로 유해기간 동안 사용후 핵연료를 생태계로부터 완전히 격리시켜야 한다"고 강조했다.

또한  원자력 시설에서 발생하는 방사성 유출물은 방사성물질을 함유하고 있다는 점에서 더욱 엄격히 관리돼야 하며 원전 부지내 임시저장하고 있는 방사성 폐기물 저장시설의 저장용량이 2008년부터 포화될 것으로 예상됨에 따라 경주로 확정된 방사능 폐기물 처분시설 건립도 차질없이 이뤄져야 할 것이다.

우리나라가 시행하고 있는 방사성 폐기물과 관련한 안전관리는 다음과 같이 시행하고 있다.

◆ 사용후 핵연료 안전관리는 이렇게

원전내 고준위 방사성 폐기물(사용후 핵연료) 저장조의 용량은 10년분 정도로 설계되므로 원전 수명기간 동안 발생하는 사용후 핵연료를 저장하기 위해서는 기존의 저장조를 확장하거나 독립된 저장시설의 건설 또는 별도의 독립부지를 확보해 저장하는 중간저장시설이 필요하다.

과학기술부에 따르면 국내 원전에서 발생하는 사용후 핵연료는 현재 각 원전 부지내에서 안전하게 저장 관리되고 있으며 2004년12월 현재 4개 원자력발전소 부지에 경수로 사용후 핵연료가 3674톤, 중수로 사용후 핵연료가 4287톤이 저장되고 있다.

정부는 부지확보의 어려움을 겪고 있어 사용후 핵연료의 안전관리를 위해 원전 부지 내 임시 저장능력을 단계적으로 확장해 2016년까지 각 원전 부지 내에서 관리하고 중간저장시설 건설 등을 포함한 종합적인 관리방침은 국민적 공감대를 형성해 추진할 예정이다.

또한 사용후 핵연료의 저장용량 부족문제를 해결하기 위해 한국수력원자력은 원전 부지별로 조밀저장대 설치, 호기간 이송분산저장, 건식저장 등을 시행해 저장능력을 지속적으로 확보해 나가고 있다.

한수원에 따르면 경수로형 원전의 경우 저장 용량의 확장을 위해 조밀저장대의 설치를 추진하고 있는데 고리원전 3호기, 울진원전 1,2호기는 조밀저장대로의 교체를 완료했다.

고리원전 4호기, 영광원전 1,3,4호기.울진원전 3,4호기는 조밀저장대로 교체를 추진하고 있으며 고리원전 1,2호기의 경우에는 저장능력이 부족해 사용후 핵연료를 고리원전 3,4호기 사용후 핵연료 저장조로 이송해 공동 저장 관리하고 있다.

중수로형 원전인 월성원전 1,2,3,4호기의 경우 발전소내 저장능력의 확장을 위해 원전 부지내 콘크리트 사일로 건식저장시설을 건설해 운영하고 있다.

우리나라에서도 원자력 발전소에서 나오는 사용후 핵연료를 안전하게 처분하기 위한 관련 연구가 선진국과 같은 지하시설을 최근 완공했다.

한국원자력연구소는 지난해 10월 대전시 유성구 덕진동 원자력연구소내 부지에서 지하 연구시설(KURT, KAERI Underground Research Tunnel)' 을 준공했다.

원자력연에 따르면 KURT는 향후 국민적 합의속에 고준위 폐기물 처분장이 건설될 경우에 대비해 개발중인 한국형 처분 시스템의 기술적 타당성과 안전성 적합성을 실험적으로 검증하는 기초 연구시설이다.

원자력연은 KURT를 통해 고준위 방사성폐기물 처분기술들이 실제 처분장에 적용됐을 때 성능을 확인하기 위한 다양한 현장실험을 실시할 계획이다.

원자력연은 이같은 연구가 고준위 방사성 폐기물에 대한 국가 정책 수립을 위한 기초 자료를 제공할 뿐 아니라 심부 지하환경의 특성 규명과 이해 증진을 통해 지하 공간 개발 및 자연환경 보존 등 학문 분양의 수준을 높이는 데도 기여할 것으로 기대하고 있다.

과제책임을 맡고 있는 조원진 원자력연 박사는 "1997년부터 고준위폐기물 처분기술을 개발하기 위한 중장기 연구를 수행하고 있으며, 이미 2002년에 기준처분시스템 (reference disposal system)을 도출했고 이 시설을 통한 다각적인 연구를 통해 한국형처분시스템의 모범을 제시할 방침"이라고 말했다.

조박사는 "심지층처분시스템의 성능을 현장실험을 통해 입증함으로써, 처분 연구에 대한 국민의 신뢰도를 향상시킬 수 것이며 나아가 원자력 발전의 안정적 추진에 걸림돌이 될 수 있는 고준위폐기물의 처분문제를 해결하는데 일조하게 될 것"이라고 강조했다. 

◆ 중ㆍ저준위 방사성 폐기물 안전관리

방사성 폐기물의 처분방식은 일반적으로 동굴처분과 심층처분으로 구분될 수 있으며, 동굴처분은 다시 단순처분시설과 공학적 보강 처분시설 등으로 구분된다.

과기부에 따르면 지난 2005년 12월말 기준으로 중저준위 방사성폐기물은 200ℓ 용량 1드럼을 기준으로 6만6888드럼이 각 원자력발전소 부지내에 저장돼 있다.

원전 이외에 원자력연, 한전원자력연료 등의 원자력이용시설에도 방사성폐기물이 발생하고 있으며 이들 시설로부터 발생된 방사성폐기물은 자체저장시설에 저장되고 있다.

2005년12월말 현재 원자력연과 원자력연료 저장시설에는 각각 1만198드럼, 5789드럼이 저장되고 있다.

의료용 및 산업용 방사성동위원소 이용기관에도 방사성폐기물이 발생하고 있으며 방사성동위원소 사용기관에서 발생해 수거된 동위원소 폐기물은 한수원 원자력환경기술원에서 운영하고 있는 동위원소폐기물저장시설에 저장되고 있다.

2005년12월말 현재 개봉 4983드럼, 밀봉 202드럼이 저장되고 있다.

◆ 방사성 유출물 폐기물ㆍ처분시설 안전관리

원자력시설에서 발생하는 방사성 유출물은 일반산업폐기물에 비해 그 양이 극히 적고 환경파괴의 문제는 없으나 방사성물질을 함유하고 있다는 점에서 원자력의 지속적인 이용으로 방사성 폐기물의 저장량은 꾸준히 증가하고 있어 더욱 엄격한 관리가 요구되고 있다.

원전의 경우 기체 방사성 유출물은 원자로 냉각재 계통의 냉각수를 정화와 액체 방사성유출물의 수집과 처리과정에서 대부분 발생하고 있다.

원자로 냉각재 정화시 발생하는 기계 유출물은 자연적 붕괴에 의해 일정수준의 준위가 될 때까지 감쇠탱크에서 감쇠시키거나 활성탄 지연탱크들을 통해 충분히 지연시킨 후 고효율 입자여과기와 활성탄 여과기를 이용해 방사성물질을 제거한 후 방출하고 있다.

그리고 액체유출물의 수집, 처리과정과 기기에서 누출되는   기계 유출물은 고효율 입자여과기와 활성탄 여과기를 사용해 처리한 후  방사능 연속감시기를 통해 방출하고 있다.

액체방사성 유출물은 원자로 냉각수에 포함된 핵분열생성물과 중성자에 의해 방사화된 금속구조물의 부식생성물이 그 근원이다. 냉각수를 정화하는 과정, 방사선방호복 등을 세탁한 물 등을 처리하는 과정에서 발생한다.

이들 액체 유츌물은 여과기, 이온교환수지, 폐액 증발기 등으로 처리한 후 방사능농도를 측정해 방출여부를 결정하고 방사능 연속감시기를 통해 복수기 냉각수인 바닷물로 희석해 해양으로 방출하고 있다.

과기부에 따르면 2005년도에 원전 환경으로 방출된 기체 및 액체 방사성유출물의 배출로 인한 주민피폭선량은 과기부 고시 '방사선방호 등에 관한 기준'에서 요구하는 부지당 기준치의 0.32~1.66%정도로 주변 환경 및 주민에 대한 영향은 미미한 수준이다.

원자력연 시설부지에는 조사후 시험시설, 원전연료가공시설, 동위원소 폐기물폐기시설 등의 원자력시설이 운영중이며 이들 시설의 운영으로 인한 주민피폭선량은 부지당 기준치의 2.99~3.08% 정도로서 주변 환경 및 주민에 대한 영향은 크지 않은 것으로 평가됐다.

원자력의 지속적인 이용 증가로 원전 부지내 임시저장하고 있는 방사성폐기물 저장시설의 저장용량이 2008년부터 포화될 것으로 예상되고 있다.

이에 따라 정부는 방사성 폐기물 처분시설과 관련 2005년6월 처분시설 후보부지 선정 유치 공고를 했으며 예비안전성평가와 주민투표 등의 절차에 의해 경주를 최종후보지로 결정했다.

한수원은 방폐장 부지와 관련 특성조사, 방사선환경영향평가 등을 실시하는 등 건설, 운영허가 신청에 필요한 서류를 작성하기 위한 조사를 진행하고 있다.

과기부는 방사능폐기물 처분시설 부지선정요건의 확립과 안전심사 및 관련 인허가를 위한 체계적인 사전대책을 강구하고 있다.

과기부와 원자력안전기술원은 방사성폐기물 처분시설의 안전심사에 보다 체계적으로 대비하기 위해 2005년4월부터 기존의 '방사성폐기물 관리시설 인허가대책반'을 확대 개편해 '방사성폐기물 처분시설 안전심사준비단'을 구성해 운영하고 있다.

◆ 방사성 폐기물 안전관리 통합정보 시스템의 구축 운영

원자력안전기술원은 방사성폐물 안전관련 정보를 신속하게 제공하기 위해 '방사성폐기물 안전관리 통합정보시스템(WACID)'를 2004년5월부터 가동하고 있다.

이 시스템은 방대한 국내 방사성폐기물 관련 정보를 효율적으로 관리하기 위한 종합 데이터베이스(DB)로서 역할을 하고 있으며 다양한 컨텐츠를 홈페이지(http://wacid.kins.re.kr)를 통해 제공하고 있다.

지난 2005년에는 분기별로 방사성폐기물 관련 자료를 한수원, 원자력연료 등 사업자로부터 입력받아서 데이터 검증을 완료해 보고서 형태로 일반인에게 제공중이다.

또한 이 시스템은 국제원자력기구(IAEA) Q방사성폐기물안전협약 참여에 따른 우리나라 국가 보고서 장성에 필요한 통계자료와 시설정보관련 자료를 제공하는 원천이 되고 있다는 게 원자력안전기술원 설명이다.