원전수거물 관리에 관한 국제심포지엄 주요내용
원전수거물 관리에 관한 국제심포지엄 주요내용
  • 한국에너지신문
  • 승인 2003.11.10 00:00
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▲ 제1세션- 방사성폐기물 처분의 안전성

지난 3일 열린 ‘원전수거물 관리에 관한 국제심포지엄’은 안전성, 운영경험, 지역개발, 인체에 미치는 영향 등 4개 주제별 세션으로 진행됐다.
특히 이번 심포지엄은 해외 원전수거물 전문가들이 대거 참석해 원전수거물에 대한 기술적, 운영적, 환경적 측면의 문제들을 심도 있게 다뤘다는 점에서 의미가 있었다.
이에 따라 본지에서는 이번 심포지엄의 주제발표 내용을 요약해 세션별로 연재키로 한다.

<남수정 기자>




■ 장반감기 방사성폐기물의 지속가능한 해법
(한스리오테 OECD NEA 방사선방호 및 방사성폐기물관리국장)

“과학적 기술 축적 통해 신뢰성 확보해야”


중·저준위 방사성 폐기물(LILW)이 존재하는 것이 현실이며, 의료계·연구계·산업계 등도 계속해서 방사성 폐기물을 발생시킬 것이다.
원자력발전국가의 대부분 원자력 발전과정에서 중·저준위 방사성 폐기물을 유발하고 있고 수명이 다하거나 쓸모 없게 된 원자력 시설의 해체로 그 발생량은 점차 증가할 것이다.
다양한 처분장 설계와 수년에 걸친 세계적인 처분장 운영경험은 윤리적인 행동과 지속가능성의 관점에서 안전하고 친환경적인 방법으로 중·저준위 방사성폐기물을 처분할 수 있음을 보여준다.
세계적으로 지표면 가까이나 지표면 아래에 건설하는 공학적인 시설에서부터 지질학적으로 모암 구조의 특성을 통해 안전성을 신뢰할 수 있는 몇 백 미터 깊이의 심지층 처분장에 이르기까지 다양한 설계 개념들이 처분할 폐기물의 유형에 따라 적용되었고 개발됐다. 다중방벽 설계 개념에서는 자연방벽과 인공방벽의 역할이 서로 다르다.
오늘날 처분 시스템의 건설과 인허가는 처분장을 계획하고 폐쇄할 때까지 다음 단계로 이행할 것인지에 대한 결정을 특정 시점에서 내릴 수 있게끔 단계별로 수용해야 한다는 사실이 널리 인식되고 있다.
이런 각각의 단계마다 즉석에서 결정한대로 사업의 안전성을 평가해야 한다. 또 안전성 결과가 사업 시행주체와 규제기관, 과학자, 기술자 및 일반인 모두를 만족시켜야 한다.
세계의 다양한 처분장 개발 프로그램과 다자간 프로젝트, 국제적 프로젝트 등을 수행하면서 엄청난 양의 경험 자료가 축적됐다. 특히 NEA와 IAEA에서는 이러한 자료를 평가하고 국제적으로 합의된 지침으로 정리했다.
이러한 지침들은 오늘날 각국의 처분사업 프로젝트나 절차에 적용될 수 있다. 진행 중인 활동들을 매우 자세한 수준까지 과학적 이해도를 증가시키는데 그 목적이 있다. 때문에 보수적인 가정과 정확한 설계개념에서 고유의 안전 여유도를 입증할 수 있다.
대부분의 규제요건은 안전성의 양적인 입증을 강조하고 있다. 처분 시스템의 장기 안전성과 성능을 평가하는데 이용가능한 여러 가지 기술들이 있다.
최근 광범위한 과학적 증거와 줄어든 논란은 평가결과들의 신뢰도를 뒷받침해준다. 이는‘안전성 사례’에서 얻어진 결과에 있어 기술적·과학적 확신을 입증한다.
더 많은 사람들에게 이런 확신을 전달하는 것이 방사성 폐기물 관리를 위해 해결하여야 할 커다란 도전들 중의 하나이다.




■ 처분장 안전성 확보위한 부지특성 조사의 체계적 접근방법
(타카오 쑤보야 일본 방사성폐기물 관리기금 및 연구센터 관리이사)

IT 기반한 부지조사흐름도가 길잡이 역할


이 글은 두 부분으로 나뉘어져 있다. 일본의 폐기물 범주와 최종 처분개념이 첫 번째 부분이다. 이 부분은 일본에서 원자력 발전소의 전력 생산과정에서 발생되는 폐기물의 최종 처분 안전성 관리를 위한 원자력위원회와 원자력안전위원회의 지침으로 편찬됐다.
원자력발전소에서 발생되는 저준위 폐기물은 폐기물의 방사능 준위와 처분 개념에 따라 방사성 폐기물로서 세 종류와 규제 해제준위(clearance level) 이하의 다른 한 종류 등 총 4가지 종류로 분류된다.
세 종류의 방사성 폐기물은 천층에 처분되고 이들 저준위 폐기물들이 매립된 부지는 수십 년(50년)부터 수백 년(300∼400년)까지의 관리 기간이 지나면 아무런 제한 없이 일반적인 용도로 사용된다.
고화되지 않은 매우 낮은 준위의 방사성 폐기물은 인공 방벽을 갖추지 않은 일반 트렌치 형식의 시설에 처분된다.
고화된 저준위 방사성 폐기물은 지표면 가까이 설치된 콘크리트 웅덩이(pit) 형식의 시설에 처분된다.
비교적 높은 방사능을 띤 폐기물(제어봉이나 노내 구조물 등)은 부지의 통상적인 이용시 충분한 안전성 여유도를 갖도록 50∼100m 정도의 깊이에 위치한 투수성이 낮은 암반 내에 인공 방벽을 갖춰 처분한다.
두 번째 부분에서는 처분 부지 특정조사를 위한 체계적 접근법을 소개했다.
IT를 기반으로 한 부지조사흐름도(Site Investigation Flow Diagram, SIFD)는 규제 측면의 지질학적 환경조건에 대한 요건과 시행자나 현장 작업자들이 사용하는 다양한 현장조사기술을 연결시켜 주는 길잡이 역할을 한다.
일반적으로 폐기물 처분 프로그램의 부지특성 조사단계에서 현장 조사활동은 처분장 설계 및 안전성 평가 요건과 관련되어야 한다.
부지조사단계에 포함되어 있는 서로 다른 규율들 때문에 효과적인 연락 수단이 있다면 부지조사과정의 품질과 진행이 매우 향상될 것이다.
최근 드디어 감독기관과 시행자 모두 방사성폐기물 처분사업을 추진하는 동안 안전한 폐기물 처분에 대한 신뢰성과 투명성, 추적 가능성 및 책임 등을 유지하고 향상시켜야만 한다는 것을 잘 인지하고 있다.
부지조사흐름도(SIFD)는 안전성 평가와 마찬가지로 처분장 안전성을 보증할 수 있는 기술적인 도구를 기반으로 가장 중요한 지식이 될 것이다.




■ 스웨덴의 방사성폐기물 처분장
(이바르스 네레트닉스 스웨덴 왕립기술대학 교수)

다양한 조사 통해 수많은 정보 확보


 스웨덴은 1977년 고준위 방사성폐기물과 사용후연료의 최종 처분장을 설계하기 위한 작업에 착수했다.
고준위폐기물과 사용후연료의 안전성 해석에 관한 세 건의 보고서가 수 년 사이에 제출됐다. 1977년에 제출된 첫 번째 보고서인 KBS-1은 유리화 된 고준위 폐기물을 심지층 처분장에 처분할 경우 고도의 안전성 확보가 가능함을 보여준다.
스웨덴 정부는 안전성 평가 결과를 수용해 안전성 평가결과를 토대로 거의 완성된 두 개의 원자로가 운영허가를 받았다.
수년 후에 재처리하지 않은 사용후연료를 구리 캐니스터에 담아 처분하기 위한 두 건의 새로운 연구(KBS-2와 KBS-3)가 수행됐다. 이 안전성 평가결과들도 고도의 안전성 확보가 가능함을 보여준다.
KBS-3 개념에서는 핵연료를 구리 캐니스터에 담아 약500미터 지하의 터널에 마련된 시추공에 넣는다. 그리고 나서 압축 벤토나이트 찰흙으로 캐니스터를 싸서 밀봉한다.
KBS-3 개념의 기본개념은 다른 여러나라의 방사성폐기물 처분장 연구에서 출발점으로 사용되고 있다.
1980년대 초반 중저준위 방사성폐기물 최종 처분장 설계를 위한 한 연구가 착수되었다.
발트해저의 얕게 위치한 암반에 수십 미터의 구멍을 뚫고 설치한 처분장의 안전성 해석결과 고도의 방사선적 안전성을 보장할 수 있음이 확인되었다.
소위 SFR 1이 건설됐으며 1988년 운전에 착수했다. 이 처분장은 실제로 스웨덴에서 발생되는 모든 중저준위 폐기물을 수납하고 있다.
현재 모든 스웨덴 원자로에서 발생하는 사용후연료를 처분할 최종처분장에 대한 가능 부지로서 오스카샴과 포스마크 등 두 개의 부지가 연구되고 있다.
모암의 특성과 기타 조건들이 만족스러울 경우 이 두 부지중 하나가 사용후 연로 처분장으로 이용될 예정이다.
안전성 해석은 폐기물 속에 들어있는 방사성 핵종들이 암체와 인공방벽을 거쳐 생태계까지 이동하는 가능한 경로의 모델링을 토대로 하고 있다.
균열이 존재하는 암체에서의 지하수 유동과 이동 특성에 대한 수많은 정보들이 스트리파 암반(Stripa Hard Rock) 연구시설로부터 얻었다.
이 시설에서는 1978년과 1922년 사이에 수많은 조사연구가 수행된 바 있다. 새로운 암반 연구시설이 1990년 대 초 아스포(ASPO)에서 운영되기 시작했으며 이 시설로부터 지하수 유동과 이동 특성, 암반 역학, 찰흙 특성 등에 대한 풍부한 정보들이 얻어졌다.




■ 방사성폐기물 관리의 안전규제
(박원재 한국원자력안전기술원 방사선평가실장)

중저준위 기본규제 갖춰져 있다


국내 중·저준위폐기물은 주로 발전용 원자로, 연구용 원자로, 핵연료 가공시설, 연구시설 및 방사성 동위원소 이용시설 등에서 발생한다.
1998년 9월 원자력위원회는 국가방사성폐기물관리에 대한 기본정책으로 ▲ 정부의 직접관리 ▲ 안전성 최우선 ▲ 발생량 최소화 ▲ 발생자 비용부담 ▲ 부지선정 절차의 투명성 확보 등을 천명했다.
이같은 기본정책을 바탕으로 국가방사성폐기물 관리원칙으로 ▲ 투명하고 민주적인 절차에 따른 방사성폐기물 관리시설 부지선정 ▲ 중저준위 폐기물의 천층처분 또는 동굴처분 ▲ 사용후핵연료의 중앙집중식 소외 임시저장 등으로 결정됐다.
1986년 이래 정부는 지속적으로 방사성페기물 영구처분시설 부지를 확보하기 위해 부단한 노력을 기울여 왔다.
그러나 안면도(1991년) 굴업도(1995년) 등의 사례처럼 과거 부지선정 사업은 불충분한 주민 이해의 확보 또는 부지특성 조사가 충분히 이뤄지지 않아 실패했다.
이후 2003년 7월에는 부지공모를 통한 지자체의 자발적인 신청에 따라 산업자원부가 주관한 선정절차를 통해 전라북도 위도가 후보지로 선정된 상태이다.
이 글은 우선 방사성폐기물관리시설의 안전규제를 위한 국내 규제체계, 법령 및 인허가절차를 소개하고 방사성폐기물 관리시설의 인허가 단계별로 규제기관과 사업자의 상호관계와 역할에 대해 소개했다.
또한 중·저준위 폐기물의 처분을 위한 과학기술부고시 등 관련 규제지침의 전반적인 개발현황과 함께 중·저준위방사성폐기물 처분시설의 위치기준과 부지 성능평가에 적용될 성능 목표치 등 주요한 기술기준에 대해 세부적으로 소개했다.
우리나라는 이미 중·저준위폐기물 처분시설의 안전규제에 필수적인 기본적인 규제체계를 갖추고 있으며 또한 규제기준도 확보하고 있다.
앞으로 현행 기술기준의 부분적인 보완 및 개발을 통해 처분시설에 대한 안전규제를 더욱더 원활하게 수행하도록 할 것이다.
끝으로 국내에서 발생되는 다양한 형태의 방사성폐기물 관련 정보의 체계적인 관리를 위한 현재 개발정인 국가 방사성폐기물 통합정보시스템(WACID:Waste Comprehensive Information Database) 내용도 간략하게 소개했다.


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