안전하고 효율적인 원자력 폐기물의 저장 및 처리 관리
안전하고 효율적인 원자력 폐기물의 저장 및 처리 관리
핵 폐기물 관리는 모든 형태의 방사성 폐기물을 최소화하고, 이를 분류하고, Best Available Techniques (BAT)에 따라 적절한 폐기 방법을 결정하는 것을 말합니다.
핵 폐기물 관리는 매우 엄격한 규제를 받는 분야입니다. 특히 일반 대중의 시각에서 핵폐기물 처분의 주요 초점은 사용 후 연료봉의 처분입니다. 그러나 원자력 발전소는 냉각 수조의 물부터 사용된 보호복까지 매일 소량의 방사성 폐기물을 생성합니다. 따라서 운영자는 승인되고 문서화된 전략의 일환으로 모든 방사성 물질의 처리 및 처분을 계획해야 합니다.
세계 원자력 협회에 따르면, 대부분의 핵폐기물(약 90%)은 저수준 폐기물(LLW, Low Level Waste)로 분류되며 원자력 발전소의 일상 운전과 병원, 연구 시설 및 실험실에서 발생합니다. 이러한 폐기물은 일반적으로 고철 금속, 종이 및 플라스틱 등이며 방사능 수준이 낮아 알파 활동은 톤당 4기가베크렐(GBq)을 초과하지 않으며 베타/감마 활동은 톤당 12 GBq를 초과하지 않습니다. 많은 LLW는 원자력 발전소의 폐기 및 해체 과정에서 폐기물, 기계 부품 등의 형태로 생성됩니다.
중간수준 폐기물(ILW, Intermediate Level Waste)은 LLW의 상한선을 초과합니다. ILW는 일반적으로 원자로 부품, 원자로 핵에서 나오는 흑연, 슬러지, 이온 교환 수지 및 응고제를 포함합니다. ILW는 포장 및 저장하기 전에 압축, 절단 또는 건조와 같은 처리가 필요할 수 있습니다.
고수준 폐기물(HLW, High Level Waste)은 다양한 원인에서 발생할 수 있습니다. HLW는 원자로의 사용 후 연료봉을 재처리하는 과정에서 부산물로 생성될 수 있습니다. 이 출처의 HLW는 일반적으로 액체 상태이며, 분쇄된 유리와 혼합하여 가열하면 스테인리스강 용기에 수용할 수 있습니다. 그런 다음 용융된 폐기물이 냉각되면 안정적인 고체 형태로 변하고(이를 유리화 과정이라고 함) 용기는 안전하게 운반, 저장 및 처분될 수 있습니다.
또 다른 HLW는 사용 후 연료 그 자체입니다. 사용 후 연료를 원자로 핵에서부터 사용 후 연료 수조로, 그리고 건식 중간 저장소로 안전하게 운반하는 과정은 해체 작업에서 매우 중요합니다. 왜냐하면 해체 작업의 첫 번째 목표는 연료봉으로부터 자유롭게 되는 것이기 때문입니다.
TÜV SÜD의 전문가들은 효과적이고 안전하며 규정을 준수하는 폐기물 관리 전략을 개발하는 데 있어 운영자를 지원할 수 있는 경험을 보유하고 있습니다. 여기에는 폐기물 최소화 및 폐기물 전처리 옵션이 포함됩니다. 전문가들은 IAEA 지침을 기반으로 하는 "폐기물 중심" 해체 다이어그램과 같은 다양한 도구를 사용하여 전체 폐기물 주기를 더 잘 이해합니다.
일부 LLW는 저수준 폐기물 저장소(LLWR, Low Level Waste Repositories)에서 폐기물을 처리할 수 있는 경우 포장이 필요하지 않을 수 있습니다. 선택사항으로는 소각, 금속 재활용 및 매우 낮은 수준의 폐기물(VLLW, Very Low Level Waste)에 대한 허가된 매립지가 있습니다. 그렇지 않으면 시장에는 대량 포대, 라이너, 용기 및 차폐 용기 등 표준화된 다양한 LLW 포장 선택사항이 있으며, 이는 지역 규제 당국의 승인을 받은 것이어야 합니다.
TÜV SÜD는 생산된 폐기물에 적합한 포장 사양, 캡슐화 기술 및 포장 과정을 식별하고 선택하는 데 전문 지식을 제공합니다. 또한 해체 과정에서 발생하는 다양한 형태의 방사성 폐기물에 대한 폐기물 포장 관리도 제공합니다.
폐기물 생애 주기 동안 핵폐기물은 처리, 저장 및 처분을 위해 운송되어야 합니다. 그리고 엄격한 허가 조건 덕분에 매일 도로 및 철도로 방사성 물질이 안전하고 확실하게 운송될 수 있습니다.
핵폐기물을 이동하기 전에 운영자는 포장 및 배송 승인을 받아야 하므로 TÜV SÜD는 폐기물 프로세스 및 처리량 모델링뿐만 아니라 핵심 및 차폐 평가를 지원하여 폐기물이 안전하게 운송되도록 합니다.
수명을 다한 핵연료는 보통 연료 집합체로 묶여 약 5년 동안 냉각 수조로 이동됩니다. 이는 연료가 중간 저장 시설에서 냉각되는 동안 방사능이 감소할 수 있도록 합니다. 이후 운영자는 폐기물을 불활성 가스로 채운 건식 캐스크(Cask, 사용 후 핵연료 저장용기)에 포장하여 장기 저장할 수 있습니다. 이러한 콘크리트 및 강철 캐스크는 자연재해 및 인재를 견딜 수 있도록 설계되었습니다.
많은 나라에는 특별히 설계된 지상 또는 지하 중간 저장 폐기물 시설이 있습니다. 장기적으로는 포장된 방사성 폐기물을 지하 저장소에 저장하는 "지층 처분(geological disposal)"이 선호됩니다. 위치의 경우, 주변 암석 형성이 방사성 물질의 잠재적 유출에 대한 장벽 역할을 할 수 있도록 신중하게 선택됩니다.
원자력 발전소의 해체 과정에서 방사선 노출을 줄이고 부품, 재료 및 장비를 회수하여 재사용하고 폐기물 관리를 용이하게 하기 위해 여러 가지 오염 제거 기술을 사용할 수 있습니다. 세척, 가열, 기계적 청소 또는 화학적, 전기화학적 반응 활용 등의 기술은 특수 저장 또는 처분이 필요한 물질의 양을 줄이는 데 기여할 수 있으며 사이트를 이전 상태로 복원하는 데 도움이 됩니다.
TÜV SÜD의 전문가들은 해체 과정에서 운영자를 지원하여 핵폐기물 해체 옵션이 안전성, 환경, 실용성 및 비용 기준을 충족하는지 분석할 수 있습니다. 예를 들어, 환경 및 부품의 오염을 제거하면 수동 해체가 가능하여 더 비싼 로봇의 사용을 피할 수 있습니다. 또한 시스템 및 시설의 오염 수준을 줄여 더 경제적인 폐기물 처리 옵션 또는 재사용이나 재활용이 가능하도록 하는 기술에 대해 조언할 수 있습니다.
TÜV SÜD는 통합된 폐기물 관리 전략 및 계획을 적용하여 공급자 및 운영자 모두 폐기물 흐름에 대한 최적의 설계를 할 수 있도록 지원합니다. 비용 및 폐기물 양에 대한 포괄적인 이해를 바탕으로, 자금을 지원받을 수 있는 폐기물 관리 계획을 개발하고, 운영단계 동안 재정적인 충당금을 만들어 원전 해체 시 자금을 지원할 수 있도록 도와드립니다. TÜV SÜD 전문가는 또한 방사성 폐기물이 저장, 운송, 취급, 잠재적 폐기 시 안전이 확보할 수 있도록 지원합니다.
TÜV SÜD는 전략 개발, 폐기물 전처리 및 최소화(예: 유리화)를 지원해 드립니다. 원전 해체 시 발생되는 다양한 폐기물에 대한 폐기물 패키지 관리 서비스도 제공합니다. IAEA 지침에 따른 "폐기 주도" 해체 다이어그램과 같이 전체 폐기 주기를 보다 잘 이해하기 위해 일련의 도구가 사용됩니다.
스토리지 조건, 특성화 및 설계, 스토리지 구성에 대해 고객을 지원합니다. 폐로 및 회수, 비용 추정, 수량 조사/ 평가, 옵션 연구 및 BAT 평가, 개념 프로세스 개발을 위한 구체적인 전략도 제공해 드립니다.
TÜV SÜD는 컨테이너 유형 및 방사성 폐기물 운송 허가 및 규정에 관한 전문 지식을 제공합니다. 또한 운송 안전 사례에 대한 중요도 및 차폐 평가뿐 아니라 폐기물 처리 및 처리량 모델링을 지원해 드립니다.
TÜV SÜD는 중요도 평가, 방사선 차폐 설계, 폐기 적합성 제어 및 포장 관련 규제 문서 작성을 지원하며 면제 수준에서부터 사용후 연료, 그리고 고준위 폐기물에 이르는 폐기물을 다룹니다.
TÜV SÜD는 고객의 선택이 안전, 환경 영향, 실행 가능성, 비용 등과 같은 기준을 충족하는지 확인하기 위한 평가 서비스를 제공합니다.
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