방사성폐기물 일반

방사선을 내는 방사성물질이 규정치 농도 이상 함유되어 있거나 방사성물질에 오염된 물질로서 폐기하는 것을 방사성폐기물이라 한다. 방사성폐기물은 원자력 에너지를 이용하는 과정에서 발생되며 원자력발전소의 운전·유지·보수, 방사성동위원소를 이용하는 병원, 연구기관, 산업체 등에서 발생된다.

방사성폐기물의 분류(Classification of Radioactive Waste)

방사성폐기물 내에 포함되어 있는 방사성핵종(radioactive nuclide)의 발열량과 방사능 농도에 따라 고준위와 중⋅저⋅극저준위 방사성폐기물로 구분한다. 방사성핵종의 규정치 농도는 IAEA의 권고사항을 기준으로 하여 원자력안전위원회가 정하고 있다.

• 고준위방사성폐기물(High-level Radioactive Waste)

반감기가 20년 이상으로 알파선을 방출하는 방사성핵종의 방사능 농도가 4,000 Bq/g, 열발생율이 2,000 W/m³ 이상인 폐기물을 말한다. 사용후핵연료는 이 분류에 해당한다.

• 중⋅저⋅극저준위 방사성폐기물(Intermediate-, Low- and Very Low-level Radioactive Waste)

고준위방사성폐기물 규정치 이외의 폐기물로서, 중준위방사성폐기물은 방사성핵종별 방사능 농도 값이 저준위방사성폐기물의 농도 값 이상인 방사성폐기물, 저준위방사성폐기물은 자체처분 허용농도의 100배 이상이고 중준위방사성폐기물의 농도 값 미만인 방사성폐기물, 그리고 자체처분(규제해제) 허용농도 이상∼100배 미만인 방사성폐기물이 극저준위방사성폐기물에 해당된다.

방사성폐기물의 법적 분류 기준(과거와 현재)

물리적 상태(형상)에 따른 분류

• 기체 방사성폐기물 : 기체상태의 방사성폐기물로 주로 핵분열의 부산물로 생성되며 대표적으로 트리튬($3^{}H$), ${14}^{}C$, 요오드(I), Cs, Kr, Xe 동위원소 등이 이에 해당하며 공기 중으로 확산이 쉽게 이루어진다.
• 액체 방사성폐기물 : 액체상태의 방사성폐기물로 대부분 원자력발전소, 방사화학 실험실, 재처리공장 등에서 발생된다.
• 고체 방사성폐기물 : 고체상태의 방사성폐기물로서 오염제거용으로 사용한 이온 교환수지, 필터, 방사성물질을 취급한 기기, 장갑, 작업복 등이 이에 해당한다.

방사성폐기물 관리

방사성폐기물이 함유하고 있는 방사성물질의 방사능에 의한 위험으로부터 인간의 피해를 방지하고 환경이 오염되지 않도록 이를 적절하게 격리하고 처리, 처분하는 행위를 말한다. 사용후핵연료를 포함한 고준위방사성폐기물에 관한 관리는 별도로 설명한다.

• 처리(Treatment)

방사성폐기물 처리의 기본개념은 환경으로 방출을 최소화하고 최종적으로 처분할 수 있는 안정된 상태로 변환시키는 것을 의미한다. 중⋅저⋅극저준위 방사성폐기물은 그 물리적 상태(형상)에 따라 처리하는 방법이 다르다. 기체 폐기물은 포집재를 이용하여 오염물질을 제거하거나 저장용기 내에서 방사능을 충분히 감쇄시킨 다음 배출 기준 이하로 방출한다. 액체 폐기물은 여과처리 설비와 증발기 또는 이온교환수지를 이용하여 허용농도 이하로 배출시킨다. 고체 폐기물은 영구 처분에 적합하도록 부피를 줄이고 형태를 안정화한다.

• 저장(Storage) 및 운반(Transportation)

처분에 적합하도록 처리된 방사성폐기물은 포장물 취급장치, 차폐기능, 원격 검사설비, 공기조화설비, 유출물 포집설비, 제염설비 등의 다양한 공학적 설비가 갖추어진 지상 건물에 임시 보관한다. 중·저준위 방사성폐기물 최종 처분장(월성원자력환경관리센터)으로 운반하기 위해서 원자력발전소에서는 선박(청정누리호)을 이용하고, 연구기관, 병원, 산업체 등에서 발생한 폐기물은 운반용기를 적재할 수 있는 전용차량을 이용한다.

• 처분(Disposal)

처분의 개념은 방사성폐기물을 인간과 환경으로부터 영구히 격리하는 것을 말한다. 장수명(long-lived) 방사성핵종의 함유량이 적고 주로 중⋅단 반감기의 방사성핵종을 함유하는 중·저준위방사성폐기물은 주로 지표에서 약 30 m 깊이의 표층에 처분하지만 중준위방사성폐기물은 표층처분에 비해 자연 및 인위적 사고로부터 폐기물의 격리 및 방호효과가 우수한 지하 동굴에 처분하는 것이 일반적이다. 다만, 방사성핵종 별 방사능 농도가 자체처분 허용농도 이하인 폐기물에 대하여는 원자력안전법의 적용대상에서 제외하여 일반폐기물로 소각, 매립, 재활용 등의 방법으로 관리할 수 있다.