원전해체 일반

해체기술

• 원전 해체기술은 방사선안전관리, 기계, 화학, 제어 등 여러 분야의 지식, 기술이 복합된 종합 엔지니어링 융합기술이며 다음과 같다

• 해외 기술개발 동향
  • 미국, EU, 일본 등은 원전·재처리시설 등과 같은 고방사능 시설 해체실증을 통해 독자적 기술기반 구축
  • (미국) 대규모 프로젝트 LSDDP와 상업운전 8기 및 실증/원형로 7기 통해 기술확보
  • (유럽)′79년부터 단위기술 개발 및 EU Pilot프로젝트를 통해 기술확보
  • (일본) 원형로 JPDR 해체로 해체기술, 비용산정 등 기준 확보
• 국내 원전해체 기술개발 현황
  • 국가 기본계획에 따라서 미래부-산업부와 분담하여 원전해체 기술개발 추진 中
  • 원전해체에 필수적인 기술은 고리 1호기 해체 전 개발하여 고리 1호기 해체시에 적용하는 것을 목표로 개발 中

해체폐기물 처리

• 원전 해체폐기물 개요

• 원전 해체폐기물 예상 유형
  • 대형기기(금속류) : 원자로 압력용기, 증기발생기, 가압기 등
  • 소형금속류 : 탱크, 열교환기, 밸브와 같은 기기나 배관류 등
  • 콘크리트
    • 구조물 표면 오염을 일정 깊이로 연마해 제염 후 발생한 분진형태의 물질
    • 원자로 1차 차폐체 등과 같은 방사성 콘크리트 조각
  • 폐수지 및 폐필터 : 영구정지 후 계통(구조물/기기포함) 제염시 사용한 수지 및 필터
  • 토양 : 원전 운영 또는 해체과정의 방사성 유체 누설로 인한 부지 내·외부 토양
  • 전선류 : 계통 및 기기에서 제거된 피복재 포함 구리전선 및 케이블 등
  • 잡고체 폐기물 : 해체 작업 중 발생되는 작업복, 방호용구, 목재류 등
  • 유해성 폐기물 : 방사능을 함유한 가연성(오일 등) 또는 비가연성(납 등) 유해물질

• 원전 해체폐기물 관리
  • (안전관리) 시설, 부지특성평가 등을 통한 안전관리로 작업자 피폭 및 지역주민 영향 최소화
  • (폐기물 최소화) 방사성폐기물의 효율적, 경제적 처리로 해체비용 저감
  • (처리시설 구축) 규제요건 반영한 효율적인 처리방안 수립 및 처리설비 구축

• 해체폐기물 처리 및 기술
  • 처리·처분

• • 처리기술
    • 제염 : 연마, 화학제염
    • 감용 : 압축, 소각, 유리화
    • 용융 : 유도가열, 플라즈마
    • 고정화 : 시멘트, 아스팔트, 폴리머
    • 기타 : 스팀 리포밍, 케이블재활용시스템(CCRS) 등

• 해체폐기물 취급 안전관리
  • 방사선안전관리
    • 대기방사능 관리 : 주기적 시료채취 및 분석
    • 호흡기 방호 : 방사선학적 및 비방사선학적 위험요소
    • 내부피폭 감시
      • 작업자의 섭취량 및 조사량 결정
      • 작업자의 피폭결정을 위한 감시유형 제시
    • 외부피폭 감시
      • 작업자의 외부피폭감시를 위한 개별 감시장비 사용
      • 작업자의 외부피폭에 대한 action level 및 limit 확립
    • 오염관리 프로그램 : 오염지역 출입 및 머무름 시간 통제 등
  • 산업안전관리
    • 산업보건 및 안전계획
    • 작업자 방호조치 및 시스템
    • 비방사선적 보건 및 안전 등

해외원전 해체현황 및 정책(‘16.12.31기준)

해외 원전해체 사례

부지복원사례

연구로 해체 경험 기술

국내 연구로 해체 경험

한국은 고리 1호기와 같은 상업용 원전 해체 경험이 없다. 고리 1호기 설비용량의 수백분의 1에 그치는 연구용 원자로 2기를 해체한 게 전부다. 다만 기술적 측면에서 연구용 원자로 해체 노하우가 본격적인 상업용 원전 해체에 도움이 될 것이라는 기대가 크다. 연구용 원자로 1호기는 1959년 미국 제너럴아토믹사에 73만1000달러를 주고 들여왔다. 국내 최초의 원자로이며, 정식 명칭은 ‘트리가 마크-2’다. 서울 노원구 공릉동(현 한국전력 중앙연수원)에서 1962년부터 가동을 시작했고, 10년 뒤인 1969년에는 연구로 2호기(트리가 마크-3)가 추가 도입됐다. 1호기의 용량은 250㎾, 연구로 2호기는 2㎿에 그치는 등 두 연구로 모두 소형 원자로였다. 방사성동위원소를 만들거나 중성자 빔, 원자력 이용 기술 등을 연구하는 데 쓰였다.

두 연구로의 은퇴가 결정된 건 1995년이다. 원자로를 관리하던 한국원자력연구원이 대전으로 옮기면서 연구원 내에 국내 기술로 만든 연구용 원자로 ‘하나로’가 도입되면서부터다. 2호기의 경우 1997년 작업을 시작한 뒤 2008년 해체를 마무리했다. 기념관으로 만드는 논의 때문에 작업이 지연된 1호기는 2001년부터 2015년까지 제염 작업과 방사성폐기물 이송을 완료했다.

해체는 원자력법에 따라 운전중지, 해체 계획수립, 제염, 폐기물 관리 작업으로 나눠 이뤄졌다. 우선 연구로 설비에 대한 전반적인 재고량 검사를 거쳤다. 이후 연구원 측에서 해체 계획서를 작성해 정부의 승인을 받았고, 이후 제염 절차가 이어졌다.

연구원은 화학적·기계적 제염 방법을 활용했다. 산성용액에 금속을 담가 표면을 녹여내거나 원자로 외부 콘크리트를 ‘스케블러’라는 장비로 깎아냈다. 오염이 심한 부분은 주변에 차폐 막을 설치하고 제염 작업을 완료했다. 이후 폐기물을 잘게 잘라 부피를 줄인 뒤 지난해 일부는 경주 방폐장에 처분했고, 일부는 연구를 위해 원자력연구원으로 이송했다. 해체비용은 2호기(197억원)와 1호기(41억원)를 합쳐 240억원 가까이 소요됐다. 주요 작업은 끝났지만 아직 해체가 마무리된 건 아니다. 건물 규제 해제 절차가 남아있다. 그간 방사선 관리구역으로 출입이 통제됐던 건물에 대한 안전성을 법적으로 인정받아야 하는 것이다.

상업용 원자로 ( 고리 1호기 해체 )

한수원은 오는 6월18일 영구정지되는 고리 1호기를 직접 해체할 계획이다. 고리 1호기를 성공적으로 해체하는 모습을 보여줘 해외 원전 해체 사업을 수주하겠다는 것이다.국내 원전 효시인 고리 1호기는 1977년 6월19일 발전을 시작했다. 2007년 설계수명 30년이 만료됐으나 같은 해 12월11일 10년간 운전 연장 허가를 받았다.고리 1호기 해체는 영구정지, 사용후연료 인출·냉각(최소 5년 이상) 및 해체계획서 제출·승인, 방사성물질 제염·구조물 해체(2022~2028년), 부지 복원(2028~2030년) 등 4단계로 진행된다.원자로 영구정지와 동시에 사용후 핵연료를 냉각하고 별도 저장장소로 옮겨 보관한다. 영구정지 5년 뒤인 2022년 6월 정부에서 고리 1호기 해체 승인을 받는 것을 목표로 하고 있다.해체 승인이 내려지면 한수원은 고리 1호기 터빈건물을 철거해 폐기물처리시설로 사용하고 방사능 계통 설비와 건물을 철거한다. 한수원은 2021년까지 원전 해체 설계, 인허가, 제염, 해체, 폐기물 처리, 부지 복원 등 해체 기술을 확보하겠다는 로드맵을 마련했다. 고리 1호기 해체에는 약 1조원이 들어갈 것으로 추정된다.