어떤 저장방식을 선택하든 사용후핵연료의 저장이 일정 기간 요구된다. 저장 기간은 몇 개월에서 수십 년 또는 그 이상 채택된 관리 전략에 따라 달라진다. 저 장방식에는 습식 저장조 또는 건식 저장 또는 볼트 방식의 건식 저장이 포함된 다.[6]
대부분의 원자로는 사용후핵연료가 인출될 때 원자로 건물내 습식저장조인 수 조에 저장된다. 사용후핵연료는 몇 년간 냉각한 후에 부지외로 운반된다. 사용후 핵연료는 재처리하거나 직접 처분하기 전에 추가적으로 냉각을 할 수 있도록 장기 간 보관될 것이다. 실제로 재처리는 현재 일부 국가에서만 이뤄지고 있으며, 사용 후핵연료에 대한 처분은 연구 및 부지선정에만 국한되고 실질적으로 이뤄지고 있 지는 않다. 따라서 사용후핵연료의 저장기술에 대한 필요성이 증가했고, 일부 국 가에서는 임시적으로 부지외에 저장소를 구축하여 보관하고 있다.
심지층처분시설에서 사용후핵연료의 처분전 냉각기간은 처분시설의 설계 및 지 질학적구조, 그리고 SNF의 특성에 따라 달라진다. 일반적으로 30-50년 또는 그 이 상이다. 이러한 기술적 이유 외에도 일부 국가는 처분 기간에 영향을 미칠 수 있 는 다른 특수 조건들을 가지고 있다. 소규모 원자력발전이 있는 국가의 경우, 자 체적인 심지층처분시설 프로젝트를 시작하는 것을 정당화하는 사용후핵연료의 재 고 목록을 축적하기 위해 수년간의 운영이 필요할 것이다. 표 5. 는 현재 이용 가 능한 사용후핵연료 저장기술에 대한 개요를 나타낸다.
사용후핵연료를 습식저장소에 수년간 저장한 후 방사성붕괴에 의한 열발생량이 점점 줄어들면 건식 저장시설에 저장할 수 있다. 이 시설들은 운영비가 저렴하고 모듈식으로 구현될 수 있다. 캐니스터는 차폐된 건물을 필요로 하지 않으며 심지 어 야외의 적재하여 보관할 수 도 있다. 또한 다목적 캐니스터에 대한 개념은 사 용후 핵연료의 운반, 보관 및 처분에도 사용될 수 있다. 다량의 사용후핵연료(약 600t 이상)가 한 번에 확장보관을 할 수 있도록 준비된다면, 저장시설의 건식저장 또한 경제적인 해결책이 될 수 있다.
습식 저장시설과 건식 저장시설은 모두 수십 년에 걸쳐 입증되었다[그림 9.]
그러나 고려해야 할 몇 가지 문제가 있다. 높은 열발생으로 신연료를 수집하는 원 자로저장소의 저장조는 설계기준 이상으로 가능성이 매우 낮은 상황에서도 충분한
냉각을 보장하기 위한 수동적 안전조치를 위한 장비를 구축하는 것이 요구된다.
또한, 습식저장은 사용후핵연료가 향후 축적될 수 있도록 초기에는 대형 설비를 건설해야 하므로 저장 공간의 상당 부분이 장기간 사용되지 않은 상태로 남아 있 다. 게다가, 향후 처분이 결정되어 진다면, 유지보수에 대한 비용이 많이 들 수 있다. 건식 저장의 경우, 연료의 장기 건전성에 대한 일부 우려가 있으며, 수년 후에 연료가 용기에서 제거될 수 있도록 하기 위한 후속 프로그램이 필요할 것이 다.
표 5. 사용후핵연료 저장을 위한 기술[6]
유형 저장옵션 열전달
물질 격납 차폐체 특징 예시
습식 Pool 물 물/건물 물 일반적인
방법
대부분의 저장소에
이용
건식
금속캐스크 캐스크 벽
이중 덮개금속
가스켓 (불활성기
체)
금속벽 다중목적
CASTOR, TN, NAC-ST/STC
, BGN 콘크리트
캐스크/사 일로
자연대류
캐비티 라이닝/용 접(불황성
기체)
콘크리트
및 금속 수직 CONSTOR, HI-STORM
콘크리트
모듈 자연대류
캐니스터 씰링(불황 성기체)
콘크리트벽 수평
NUHOMS, NAC-MPC/
MS, MAGNASTOR 볼트방식 자연대류 Thimble
tube 콘크리트벽 MVDS, MACSTOR Drywell/
tunnel
지면을 통한 열전달
캐니스터(
불황성기 체)
지면 땅 밑 Not
commercial
보안 문제로 인해 지하 저장시설을 구축 할 경우 잠재적인 이점에 대한 관심이 높아지고 있으며, 나중에 이러한 시설을 처분시설로 전환하는 대안이 있을 수 있 다. 이 개념은 'hardened'된 시설이라고 일컬어 왔다. 일부 저장시설은 상업용 항 공기 및 미사일 충격에 대해서도 평가되었다. 전 세계적으로 사용후핵연료의 양은 다음과 같은 이유로 향후 수십 년간 계속 증가 될 것으로 예상된다.[6]
- 스웨덴, 핀란드 또는 프랑스의 첫 번째 심층지층 처분장은 2020년대에 가동 을 시작할 것으로 예상된다 다른 나라들은 세기 중반 또는 그 이후에 가동을 시작 할 계획이다.
- 사용후핵연료를 먼저 충분히 축적해야 하거나 아직 처분비용을 조달할 수 없 거나 향후 신규 원자로가 가동될 예정이 있는 다른 나라의 처분장은 복합적인 문 제로 인한 지연으로 훨씬 늦어질 것으로 보인다.
- 사용후핵연료를 재처리하는 대한 관심이 되살아나 일부 국가는 여러 옵션을 선택하기 위해 부지 외에 저장시설을 확장하고 있다. 사용후핵연료가 폐기 대상이 아닌 유용한 자원으로 이용될 수 있다.
그림 9. 습식 및 건식 저장시설(Olkiluoto NPP 습식저장조와 Dukovany NPP 건식저 장)[6]