방사성폐기물관리

방사성폐기물관리

12 차시

방사성폐기물이란?

• RI 또는 RI에 오염된 것으로 폐기의 대상이 되는 물질

- ex) 방사능에 오염된 소모품, 실험동물 등 방사화된 공기, 물, 여과지, 금속 등

병원 살균장치, 조사기, 각종 선원 등

방사성폐기물의 분류

구 분 종 류

형 태

기 체 액 체 고 체

농도 준위

고준위 중준위 저준위

발생원

RI 취급 기관(병원 포함) 원자력발전소

핵주기시설, 재처리 시설 등

반감기 ^단반감기

장반감기

방사성폐기물관리 목적

• 인류의 보호

- 종사자 방사선피폭저감

- 시설 주변 주민의 방사선피폭 방지

• 환경의 보호(환경오염 방지)

처리 와 처분

• 방사성폐기물 관리 단계

Collection(수집), Treatment(처리), Storage(저장), Transportation(운반), Disposal(처분)

• 방사성폐기물 처리

• 방사성폐기물 처분

방사성폐기물 처리

• 기체폐기물 처리

1. Gas Decay Tank에서 45~60일 저장후 여과기를 거쳐 방출

압 축 기

감쇄탱크 감쇄탱크 2 1

감쇄탱크 3 감쇄탱크 4

Pre Filte r

Hepa

Filter ^{Charcoal Filter}

방 사 선

감 시 기

방출

• 기체폐기물 처리

2. 활성탄지연계통에 의한 방출

Pre Filte r

활성탄 흡착탑

① Kr, Xe 통과시간 지연

② 방사성요오드 제거

방 사 선

감 시 기 Hepa

방출

Filter

• 핵종별 기체폐기물 처리

1. 불활성 기체 :

감쇄탱크, 활성탄 흡착법,

공기의 액화분리기술을 응용한 액화증류법,

가스를 선택적으로 용해, 흡수원리를 이용한 용매흡수법, 선택투과성을 이용한 격막법,

열확산계수의 차를 이용한 열확산법

2. 방사성요오드 제거 :

활성탄 흡착법, 질산은법

3. 삼중수소의 제거 :

공기중에 미량 존재하는 증기의 흡착 제거

- 흡착제: 실리카겔, 분자여과기, 활성알루미나 등

• 액체폐기물 처리

1. 희석법

저준위 방사성 폐액 + 대량의 물 방출

※ 상수도원, 수산물, 농산물에 직접 관계 수역에는 방출 금지 희석 시 동일 화학 형의 안정동위원소 희석도 효과적임.

2. 농축법

가. 응집 침전법

응집체를 첨가하여, 하전을 중화시키며 흡착하는 방법 [ DF(처리전 방사능농도/처리후 방사능 농도) 10정도 효과]

* 장단점

☞ 시설비, 운영비가 싸다.

☞ 대량의 저준위 폐액처리에 적합 ☞ 슬러지 양이 많이 발생

☞ 제염효과가 나쁘다.

3. 이온교환처리법

* 장단점

☞ 이온교환체의 성능이 다되었을때, 재생사용 ☞ 용존이온 또는 잡물이 많은 폐액처리에 부적합

☞ 이온교환체 재생시 발생하는 폐액은 다시 처리해야 함.

4. 방사성 폐수의 처리

☞ 고농도 폐액 : 처리시 흐르지 않게 관리

☞ 저준위, 단 반감기 핵종 : 감쇄탱크에서 수집, 냉각 후 방출

• 방사성 고체 폐기물의 처리

1. 소각처리 (가연성)

* 특성

☞ 감용비가 크다.

☞ 소각결과 생성되는 회(ash)는 화학적으로 안전하여 보관, 처분에 적합

☞ 연소배기 기체 중 방사성분진 제거 ☞ 부식성 기체는 내부식성 재료로 도포

☞ 기체정화계통에서 발생하는 기체 세정 폐수 등의 2차 폐기물 발생 단점

☞ 운전경비가 많이 듬

2. 압축처리(압축기로 감용)

* 장단점

☞ 간단한 설비로서 조작 용이, 처리비 저렴

☞ 압축물이 다시 복원되는 단점, 감용비가 3~5정도로 현저히 낮다.

☞ 압축물 장기간 보관시 부패 등 화학변화 가능성

3. 해체처리

※ 폐기 또는 교환이 요구되는 기계류는 제염시킨 후 압축, 소각 등 처리에 적합하도록 절단, 분해하여 해체하는 처리

• 방사성 폐기물의 고화처리

1. 시멘트 고화

※ 증발처리법의 농축액, 화학처리법의 슬러지 등을 시멘트와 혼합하여 고화처리

가. 드럼밖 혼합

폐기물, 수분, 시멘트를 미리 혼합하여 드럼에 넣는 방법 ☞ 폐기물을 균일하게 혼합 가능

나. 드럼내 혼합

혼합물들을 처음부터 드럼에 넣고 교반기로 혼합 방법 ☞ 균일 혼합이 어려움, 드럼 상부에 빈 공간 생길 우려

2. 아스팔트 고화

☞ 방사성물질의 용출율이 낮고, 감용비가 큰 장점 ☞ 생성된 최종폐기물의 인화성이 있다.

3. 유리고화

※ 사용후 핵연료 처리 단계에서 얻어진 분말상의 물질을 유리와 함께 용융시켜 고화체를 제조하는 방법

방사성폐기물 처분

• 중·저준위 폐기물 처분

1. 천층처분(천층매몰, shallow land burial)

지표면을 파고 방사성폐기물을 넣은 후,

파낸 흙과 점토 등을 혼합하여 약 1m 두께로 덮음

☞ 작업 간편 장점

☞ 지하와 지표수와 접촉 우려

방사성핵종 누설 및 우발적 침입 우려

2. 동굴 처분

천연동굴, 광산 혹은 인공으로 건설된 동굴저장소

☞ 안정성 높으나

☞ 건설비가 많이 듬

3. 해양 처분(해양 투기)

해양의 막대한 희석효과 및 분산능력을 이용.

투기 후 생태계에 영향을 주지 않는다는 전제.

☞ 국제협정상 금지

• 고준위 폐기물 처분

1. 지층처분(Geological Disposal)

지하 약 100m 깊이의 모암(host rock)내에 처분장 건설

2. 우주처분

폐기물을 우주선에 실어 지구 외각으로 처분.

실제 기술은 개발되어 있지 않음.