절 원자력발전소 방사성물질 배출관리

1. 개요

원자력이용시설의 운영과정에서 필연적으로 방사성물질이 발생되며 이 러한 방사성물질은 방사능 농도와 무관하게 원자력안전법에서는 방사성폐기 물로 간주되어 관리되고 있다.

방사성물질의 환경 배출은 원자력이용시설의 운영과정에서 수반되는 일상적인 행위로서, 체르노빌, 후쿠시마 사고 후 방사선 위험에 대한 일반 국민의 우려가 점증되고 있어 원자력이용시설에 대한 국민수용성을 확보하 기 위해 엄격한 관리 하에 방사성물질이 배출된다.

원자력발전소에서는 주변 주민의 안전을 위해 여러 단계의 방사선관리 정책을 수립하여 운영하고 있다. 첫 번째 단계가 방사성물질 배출량을 일정 기준 이하로 통제하는 배출관리 정책이다. 두 번째는 원전 주변 방사선 환경 을 감시하여 예기치 않은 방사성물질의 배출과 장기적인 방사선(능) 준위를 지속적으로 확인하는 것이다. 마지막 세 번째 단계는 최종적으로 환경감시 결과와 원전으로부터 환경으로 배출된 방사성물질의 양을 토대로 주민의 방 사선 영향을 평가하여 기준치 이내로 유지되고 있음을 확인하는 것이다. 본 절에서는 국내원전의 방사성물질의 배출관리 정책과 현황을 살펴보았다.

2. 방사성물질 배출관리 기본 개념 및 원칙

방사선관리구역¹⁷⁾에서 발생된 모든 고체방사성폐기물은 원칙적으로 임 시저장 단계를 거쳐 최종적으로 방사성폐기물 처분시설로 이송․처분되지만, 방사선적 위해도가 원자력안전위원회가 정하는 기준 미만의 미미한 수준에 대한 고체폐기물은 예외적으로 자체처분 관련 규정에 따라 비방사성폐기물 로서 매립․소각 또는 재활용할 수 있도록 허용하고 있다. 액체 및 기체상태 의 방사성폐기물은 허가방출(authorized discharge) 개념에 따라 적절한 처리 과정을 거친 후 감시 및 통제된 상태에서 환경으로 배출¹⁸⁾되고 있다. 환경으 로 배출되는 액체 및 기체상태의 물질을 배출물이라 하고, 배출물 내에 존재 하는 방사성물질의 감시 및 통제를 위한 일련의 행위를 포괄적으로 “방사성

17) 방사선관리구역: 외부의 방사선량률, 공기 중의 방사능 농도 또는 방사성물질에 따라 오염된 물질의 표면의 오염도가 원자력안전위원회 규칙으로 정하는 값을 초과할 우려가 있는 곳으로 방사선의 안전관리를 위히여 사람의 출입을 관리하고 출입자에 대하여 방사선의 장해를 방지하기 위한 조치가 필요한 구역.

18) 배출: 방사성물질 또는 그로 인하여 오염된 물질로서 원자력이용시설에서 정상운영 중에 발생한 액체 또는 기체 상태의 방사성물질 등을 원자력안전위원회가 정하는 제한값 이내에서 배수시설 또는 배기시설을 통하여 계획적이고 통제된 상태에서 외부로 내보는 것.

물질 배출관리”라고 한다. 국내 원자력이용시설 방사성물질 배출관리는 미국 원자력규제위원회의(US/NRC) 및 국제기구의 규제기준에 따라 수립 및 운영 되고 있다 [2.1∼2.8].

가. 배출물의 종류

배출물은 발생원 또는 물리적 상태에 따라 액체배출물과 기체배출물로 분류된다. 액체배출물(Liquid effluent)은 주로 계통폐액 또는 액체방사성폐기 물을 처리하는 과정에서 발생되며, 일반적으로 용존 또는 비용존 상태의 고 체상 방사성물질을 함유하지만 용존 상태의 불활성기체(Noble gas)를 함유 하기도 한다. 기체배출물(Gaseous effluent)은 주로 계통의 배기/탈기 또는 건물의 배기 과정에서 발생되며, 주로 불활성기체 및 에어로졸(Aerosol)¹⁹⁾ 상태의 방사성물질을 함유하게 된다.

나. 배출물 관리의 대상

원자력발전소에서 발생되는 모든 기체 및 액체상 물질은 방사성물질로 오염될 가능성이 있으므로 환경으로 배출되는 모든 기체 및 액체상 배출물 은 원칙적으로 규제관리(Regulatory control)의 대상이다. 따라서 국내에서 운영 중인 모든 원자로의 액체방사성폐기물관리계통(Liquid radioactive waste management system) 배출폐액 이외에 증기발생기 취출수, 터빈건물 바닥배 수, 복수탈염설비 재생폐액 등 환경으로 배출되는 2차 계통 폐액과 복수기 진공배기, 탈기기, 터빈축 밀봉계통 등 2차 배기계통을 통한 방사성물질 또 한 관리 대상이다.

다. 운영 중 방사성물질 배출관리

방사성물질 배출관리는 원전의 설계, 시운전, 운영 및 해체 등 모든 과 정에서 적용된다. 여기서는 원전 정상운영 중 방사선 환경 영향에 초점을 두 고 운영단계의 방사성물질 배출관리 방안에 대해서만 기술한다.

원자력 발전 사업자는 원전의 안전 운영을 위해 배출물 관리프로그램 을 수립, 이행하고 있다. 배출물 관리프로그램에는 표2-1에서 보여주는 배출 물 관리의 기본 요소를 반영하여 배출물 감시기 운영방안, 배출물에 대한 시 료채취분석 계획 및 관련 세부절차가 포함된다. 운영 중 모든 운전모드에서 방사능 배출관리기준(Effluent control limit)이 만족되고 장기적으로는 설계 목표치가 만족됨을 입증하는 프로그램이 이행되어야 한다. 방사성물질 환경 배출 현황은 주기적으로 규제기관에 보고되어야 하며, 이를 통해 관련 법적

19) 에어로졸: 대기 중에 떠도는 고체 또는 액체의 미세한 입자

요건의 만족여부를 검증한다. 현재 원자력안전법 시행규칙 제127조(보고)에 서는 관련 내용을 매분기마다 보고하도록 규정하고 있다.

[표2-1 원자력발전소 운영단계 배출물관리의 구성요소]

○ 환경배출량의 최소화 및 ALARA(As Low As Reasonably Achievable)

○ 환경배출량에 대한 정확한 평가

○ 감시․통제된 상태에서 계획적으로 배출

○ 관련 요건에 대한 부합성의 입증(선원감시 및 환경감시)

○ 배출경로(배수구 및 배기구) 이외의 유출경로 통제

○ 피드백(배출특성 및 환경조건 변화여부에 대한 재검토)

원전 주변 환경의 방사선/능에 대한 감시는 배출물 관리와는 별도로 이 행되고 있으며, 이는 배출물감시의 적합성을 검증하고 환경방사선/능의 변화 추이를 감시하는데 그 목적이 있다. 운영단계에서는 설계단계에서 고려된 계 통 분류 및 배출물관리 설계개념을 유지하기 위한 절차가 수립․이행되어야 한다. 이와 관련하여 비정상 배출의 발생 가능성을 최소화하기 위한 절차 수 립과, 설계 및 운전방법의 변경 시 기존 배출물관리 체계에 영향을 줄 수 있 는 사항에 대해 평가되어야 한다. 또한 운영허가 시 확인된 배출조건 또는 부지 주변 환경 조건의 변동여부가 주기적으로 재검토되어야 한다.

기본적으로 원자력시설에서 환경으로 배출되는 방사성물질은 계획에 따 라 감시 및 통제된 상태로 배출되어야 한다. 계획되지 않은 배출(Unplanned release), 통제되지 않은 배출(Uncontrolled release)을 비정상배출(Abnormal release)이라고 하며, 비정상 배출이 발생될 경우에는 사후 방사성물질의 환경 배출량을 평가해야 한다. 지정된 배출 경로를 벗어난 방사성물질의 배출 또한 비정상 배출의 일종이다. 방사성물질의 배출 경로에는 규제 제한값을 초과하는 방사성물질의 환경배출을 억제하기 위하여 경보 및 연동(자동차단) 기능이 확 보된 방사성배출물감시기를 배출 경로에 설치하여 배출물이 연속적으로 감시되 어야 한다. 배출물의 방사능 농도는 배출 전 또는 주기적인 시료채취 및 분석 을 통해 정량화되어야 하며, 부지 주변 주민선량 평가를 통하여 관련 규제요건 의 만족여부를 입증하여야 한다. 이러한 일련의 배출물관리 체계에 따른 배출 을 감시․통제된 상태의 배출이라고 말할 수 있다.

라. 방사성물질 배출관리 관련 법 및 규칙

국내 원자력관계법령에서는 방사성물질 배출관리가 국민의 건강 및 환 경상의 위해방지 요건을 만족하여야 함을 원전의 건설허가, 운영허가 및 정 기검사 합격의 조건으로 규정하고 있으며, 배출 제한값과 관련 계측설비의

[표2-2 방사성물질 배출관리 관련 법 및 규칙]

종 류 내 용

원자력안전법

제11조 (건설허가기준)

3. 발전용 원자로 및 관계시설의 건설로 인하여 발생되는 방 사성물질로부터 국민의 건강 및 환경상의 위해를 방지하 기 위하여 대통령으로 정하는 기준에 적합할 것

제21조 (운영허가기준)

3. 발전용 원자로 및 관계시설의 운영으로 인하여 발생되는 방사성물질로부터 국민의 건강 및 환경상의 위해를 방지 하기 위하여 대통령으로 정하는 기준에 적합할 것

원 자 력 안 전 법 시행령

제35조 (정기검사)

1. 법 21조 제1호부터 제3호까지의 규정에 따른 기술기준에 맞게 운영되고 있을 것

제174조 (환경상의 위해방지)

1. 시설에서 배출되는 액체 및 기체 상태의 방사성물질의 농 도가 위원회가 정하는 기준에 맞을 것

2. 그 밖에 방사선 위해 방지를 위하여 위원회가 정하는 기준에 맞을 것

원 자 력 안 전 법 시행규칙²⁰⁾

제2조 (정의)

3. 배수설비라 함은 액체상태의 방사성물질이아 그에 의하여 오염 된 액체를 정화하거나 배출하는 설비로서 농축기․분리기․이 온교환장치 등의 배출액 처리장치 또는 저장탱크․희석탱크․

여과탱크 등 배출액 정화탱크의 배수관․배수구 등을 말한다.

제10조 (처리 및 배출)

3.핵연료물질 등을 처리 및 배출함에 있어 기체상의 방사성폐기물은...

4.핵연료물질 등을 처리 및 배출함에 있어 액체상의 방사성폐기물은...

제20조 (계측 및 제어장치)

①계측장치 설치

7. 배기통의 출구 또는 이에 근접하는 곳에서의 배기중 방사성물질의 농도 8. 배수구 또는 이에 근접하는 곳에서의 배기중 방사성물질의 농도 제32조

(방사성폐기물의 처리 및 저장시설)

기체 및 액체 방사능폐기물 처리 시설은 다음 각목의 기준에 적합할 것.

라. 원자로시설에서 발생되는 액체 또는 기체 방사성폐기물은 배기구 또 는 배기구외의 곳에서 방사성폐기물이 배출되지 않도록 할 것.

제38조 (경보장치 등)

① 원자로 시설에는 ... 운전에 현저한 지장을 미칠 우려가 발생한 때 ... 방사선량률이 현저하게 상승할 때 이들을 검출하여 자동적으로 경보하는 장치를 설치하여야 한다.

제66조 (방사성폐기물

관리계획)

① 방사성폐기물관리계획을 수립하여 방사성폐기물 및 유출물의 발생을 최소화, 환경에 미치는 영향을 가능한 낮게 유지

④ 방사성폐기물의 배출에 관한 요건을 방사선안전규칙 제10조에 위임

원 안 위 고시²¹⁾

제6조 (배출관리기준)

① ...원자력안전위원회가 정하는 제한값이란 다음과 같다.

② 배출관리 기준을 적용함에 있어 배기중 또는 배수중 방사 성핵종의 허용농도는 1주간의 평균치로 한다. 다만, 부득 이한 경우에는 3개월간의 평균치로 갈음할 수 있다.

제16조 (환경상의 위해방지)

① 영 제174조 제1호로서 원자력안전위원회가 정하는 기준이 란 기체 및 액체상태의 방사성물질의 제한구역 경계에서 의 농도로서 별표3의 제1란의 방사성핵종에 대한 제5란 및 8란에서 정하는 농도를 말한다.

② 영 제174조 제2호에서 그 밖의 방사선위해 방지를 위하여 원자력안전위원회가 정하는 기준이란 다음 각 호와 같다.

1. 해당 시설의 설계에 적용할 기준

2. 동일부지 내에 다수의 원자력관계시설을 운영하는 경우

설치 등 최소한의 요건을 명시하고 있다. 이러한 법적인 요건을 이행하기 위 한 세부적인 방안은 호기별 운영기술지침서 및 최종안전성분석보고서 등의 인허가 약정을 통하여 성문화되어 적용되고 있다. 표2-2에 방사성물질 배출 관리 관련 법 및 규칙을 정리하여 놓았다.