IAEA 방사성폐기물 신분류기준 개발현황

최 경 우

한국원자력안전기술원

2009. 9. 1

제8회 방사선안전심포지움: 방사성폐기물분과2009.09.01, 서울 교육문화회관

-- 11 --제8회방사선안전심포지움

발 표 순 서

머리말

국내 방사성폐기물 분류체계

국외 방사성폐기물 분류체계

IAEA 방사성폐기물 분류기준 개정

방사성폐기물 분류기준 재정립의 영향

-- 22 --제8회방사선안전심포지움

머리말

방사성폐기물 (RW) 관리의 지속가능한 발전

원자력 르네상스, 경주처분장 건설, 방사선이용 확대

방사성폐기물 리스크 저감과 안전성 확보 : 사회적 요구 증대

국내, 고준위와 중 저준위 방사성폐기물로 단순 분류

IAEA 중심의 리스크 기반 단계적 접근방법 (Graded

Approach)을 통한 RW 분류체계 개정 중

RW안전원칙, Joint Convention

RW 분류체계와 처분방식 연계

RW 분류기준 재정립에 따른 영향 분석

-- 33 --제8회방사선안전심포지움

국내 방사성폐기물 분류체계 현황

방사성폐기물 분류

방사능 준위 – 고준위 .vs. 중•저준위

물리적 상태 – 고체, 액체, 기체

방사성폐기물의 정의 (원자력법 제2조 제18호)

방사성물질에 의하여 오염된 물질 폐기 대상

사용후핵연료 포함

원자력법 시행령 제2조(정의) 제1호

고준위방사성폐기물 (HLW) : 방사능

농도와 열발생률이 교육과학기술부장

관이 정하는 값 이상인 폐기물

국내에서는 사용후핵연료가 유일함.

중•저준위방사성폐기물 (LILW) : HLW

이외의 폐기물

-- 44 --제8회방사선안전심포지움

방사선방호 등에 관한 기준

교육과학기술부 고시 제2008-31호

방사성폐기물의 자체처분

선량기준 : 개인에 대한 연간선량 10μSv 미만이고, 집단에 대

한 총 선량 1 man-Sv 미만

핵종별 농도기준 : 교육과학기술부 고시 제2008-64호 별표 1

국내 방사성폐기물 분류체계 현황 (계속)

2 kW/m3

반감기 20년이상의

알파선을방출하는핵종으로

4,000 Bq/g

열발생률방사능농도

-- 55 --제8회방사선안전심포지움

중 ∙ 저준위 방사성폐기물 안전관리 체계

-- 66 --제8회방사선안전심포지움

사용후핵연료 안전관리 체계

-- 77 --제8회방사선안전심포지움

국외 현황 : 미국

Proposed deep geologic repository

To be determined by ongoing analysis; regulations presume deep geologic disposal

Near surface with 300 year waste stability and greater depth or 500 year intruder barrier

Near surface with 300 year waste stability

Near surface

Disposal Method

Most hazardous LLRW –dangerous to inadvertent intruder beyond 500 years

Greater-Than-Class C LLRW

Least hazardous LLRW – short and long-lived waste that will not endanger inadvertent human intruder beyond 100 years

Class A LLRW

Most hazardous LLRW –short-lived wastes that will not endanger inadvertent intruder beyond 100 years

Class B LLRW

More hazardous – short and long-lived wastes will not endanger inadvertent intruder beyond 500 years

Class C LLRW

Highly radioactive waste resulting from reprocessing of spent nuclear fuel

High-Level Waste

DescriptionWaste Class

Proposed deep geologic repository

Deep geologic repository

Near-Surface (e.g., trenches, vaults)

Disposal Method

Radioactive waste that is not HLW, spent fuel, TRU waste, or byproduct material

Low-Level Radioactive Waste (LLRW)

Contains >100 nCi/gram (> 3,700 becquerels/gram) of alpha emitting transuranic isotopes with half-lives greater than 20 years

Transuranic (TRU) Waste

Highly radioactive waste resulting from reprocessing of spent nuclear fuel

High Level Waste (HLW)

DescriptionWaste Class

Government Sector WasteCommercial Sector Waste

Dashed lines show equivalent waste under DOE and Commercial sector waste classifications

-- 88 --제8회방사선안전심포지움

국외 현황 : 미국

리스크 기반 폐기물분류 원칙제시 (NCRP-139, 2002)

규제면제 폐기물 포함한 RW 위험도 정량적 평가

위험도지표 (Risk Index) 개념 도입

처분개념 적용 (예; 원전 해체폐기물 적용)

Risk index를이용한위험도기반의폐기물분류과정Risk-based radioactive waste classification

(recommended by the NCRP, 2002)

1ii

RI <∑ ( )

( )i

i ii

risk fromdisposalRI F

allowable risk=

-- 99 --제8회방사선안전심포지움

국외 현황 : 일본

Classification of Radioactive Waste in Japan

-- 1010 --제8회방사선안전심포지움

국외 현황 : 프랑스

Radioactive Waste Disposal Classification

Waste from reprocessing plantsResearch stage – 1991 and 2006 acts

Disposal site to be commissioned in 2025

High level

(HL)

Intermediate level

(IL)

Operational 2019(graphite, radium bearing)Centre Aube

(operating waste from NPPs )

+ Centre MANCHE

Low level

(LL)

Centre de Morvilliers(waste from dismantling operations)

Management by

radioactive decay

Very low level

(VLL)

Long lived waste(> 31 years)

Short lived waste(≤ 31 years)

Very short lived waste(< 100 days)

Half-life

Activity

-- 1111 --제8회방사선안전심포지움

국외 현황 : 기타

독일

열발생율에 따라 각각의 처분방식을 결정Heat generating waste .vs. waste with negligible heat generation

처분장 이송전 장기저장 : long-term surface interim storage

영국

열발생률과 방사능을 고려하여 분류

HLW : 저장/처분시 방사능농동에 따른 열발생율을 반드시 고려

ILW : 저장/처분 단계에서 열발생율을 고려하지 않음.

LLW : not exceeding 4GBq/ton of alpha(α)

or 12 GBq/ton of beta(β)/gamma(γ)

VLLW : 용량(low or high volume)에 따라 총방사능량

및 핵종(C-14 or H-3)농도 제한치 규정

-- 1212 --제8회방사선안전심포지움

국외 현황 : 기타

핀란드

원자력법과 방사선법에 따라 폐기물과 처분방식 규정

스웨덴

핀란드와 유사함.

-- 1313 --제8회방사선안전심포지움

IAEA 방사성폐기물 분류기준 개정

현 체계 : Safety Series No. 111-G-1.1, 1994

EW

LILW

HLW

-- 1414 --제8회방사선안전심포지움

IAEA 방사성폐기물 분류기준 개정 (계속)

개정 배경

저준위폐기물 관리 관련 IAEA 회의결과 (Spain, 2004)

극저준위(VLLW), 저준위(LAW) 및 NORM

폐기물에 대한 정의 (범위)

처분시설에 대한 각국의 다양한 관리

Generic Design / Solution

Clearance

장주기 저준위폐기물에 대한 관리

NORM 폐기물

Management/Optimization/Regulation

Developing waste management strategies

Communication

Operational Radiation Protection

Transport

Security

-- 1515 --제8회방사선안전심포지움

IAEA 방사성폐기물 분류기준 개정 (계속)

목적

다양한 폐기물형태와 처분을 포용하는 폐기물 분류체계 수립

Joint Convention에 부합하는 폐기물 전략의 개발 및 이행

의사소통(Communication)과 정보교환의 용이함

폐기물 간의 경계를 명확히 하고 정량적인 지침 제공

특별한 안전성평가 방법이 요구되는 특정 폐기물의 처분에 대해

서는 규정화 하지 않음

Classification of Radioactive

Waste

DS 390

HarmonizationHarmonization !!!

Common Framework…

Draft Safety Guide 작성 : DS390

WASSC 검토 중 (2008)

-- 1616 --제8회방사선안전심포지움

IAEA Common FrameworkFactors

Radioactivity

total activity

half-life

emitted radiation type, etc.

Quantities generated

Physical & chemical form

Timeframe of generation

Etc.

SAFETY PRINCIPLES AND REQUIREMENTS

WASTE TYPESWASTE TYPES

REGULATORY ASPECTSTECHNOLOGY OPTIONS

ECONOMICSSOCIETAL ISSUES

MANAGEMENT OPTIONS – TREATMENT & DISPOSAL

-- 1717 --제8회방사선안전심포지움

IAEA RW Classification System

half-life

Activity content

VSLWvery short lived

waste (decay storage)

HLWhigh level waste

(deep geologic disposal)

ILWintermediate level waste

LLWlow level waste

(near surface disposal)

VLLWvery low level waste

(landfill disposal)

EWexempt waste

(exemption / clearance)

-- 1818 --제8회방사선안전심포지움

IAEA RW Classification System – Continue –

규제면제 폐기물, Exempt Waste (EW)

Criteria from BSS

Safety Guide RS-G-1.7 적용

Application of the concepts of Exclusion, Exemption and Clearance

극저준위 폐기물, Very Low Level Waste (VLLW)

Clearance 보다 100배 이상

Containment & Isolation :

단순매립 (near surface landfill type)

대상 : 해체폐기물(soil, rubble 등)

극단반감기 폐기물, Very Short-Lived Waste (VSLW)

반감기 100일 이하 대상 폐기물

임시저장 후 자체처분

대상 : 의료 및 연구용 동위원소 폐기물

-- 1919 --제8회방사선안전심포지움

IAEA RW Classification System – Continue –

저준위 폐기물, Low Level Waste (LLW)

수백년 동안 격리가 필요한 폐기물VLLW 보다 강화된 Containment & Isolation

30m 이하 천층처분, 200~300년동안의 제도적관리 기간

차폐가 필요한 고방사능 폐기물과 방사능은 상대적으로 낮은 장반감기 폐기물

400Bq/g 이하의 장주기 폐기물

중준위 폐기물, Intermediate Level Waste (ILW)

LLW 보다 장주기 & 고 방사능 폐기물

LLW 천층처분보다 강화된 처분 : 30~50m 처분

취급/운반/처분의 heat dissipation에 대한 규정은 거의 필요치 않음.

고준위 폐기물, High Level Waste (HLW)

열발생율이 매우 중요, 방사능 (5x104 ~ 5x105 TBq/m3)

심층처분

-- 2020 --제8회방사선안전심포지움

Logic to Use the Classification

Is the waste or process

excluded?

Is the waste or process

exempt?

Can the waste be cleared

be cleared?

Very Low Level Waste

Intermediate Level Waste

Low Level Waste

High Level Waste

Will the waste meet safety

requirements for intrusionin a low level

facility?

Will the waste meet safety

requirements for intrusionin a landfill

facility?

Will the waste meet safety

requirements for publicin a landfill

facility?

Will the waste meet safety

requirements for publicin a low level

facility?

Will the waste meet safety

requirements for publicin an intermediate

facility?

Conventional wastedisposal

Storage for decay

Potential radioactive waste

Is the waste high volume NORM

waste?

Does the Waste need storage

For decay?

Will the waste meet safety

requirements for intrusionin a landfill

facility?

Will the waste meet safety

requirements for publicin a landfill

facility?

Will the waste meet safety

requirements for intrusionin a tailings

facility?

Very Low Level NORM

Waste

Low Level NORM

Waste

Intermediate Level NORM

Waste

Will the waste meet safety

requirements for publicin a tailings

facility?

Yes

Yes

Yes

Yes

Yes YesYesYes

YesYes Yes Yes

Yes

Yes

No

No

No

NoNo

No

No

NoNo No

NoNo

No

No

LANDFILLDISPOSAL

NEAR SURFACE

LOW LEVELDISPOSAL

INTERMEDIATE DISPOSAL

GEOLOGICAL DISPOSAL

-- 2121 --제8회방사선안전심포지움

IAEA 현안 : 쟁점 사안들

처분 부지의 특성

NORM 폐기물 처분 : 선행핵주기 소유국

폐기밀봉선원 및 mixed waste의 분류 및 처분

각 경계영역에 대한 정량적 수치 규정

고준위폐기물 열발생량에 대한 고려

원자력시설 규모가 작은 국가들에서의 수용

중준위폐기물의 정의(define) 및 처분

-- 2222 --제8회방사선안전심포지움

폐기밀봉선원 및 NORM 폐기물분류 (IAEA)

WASTE TYPEHALF LIFE

ACTIVITY VOLUME EXAMPLE

i <100d 100 MBq Small Y-90, Au-198 (brachytherapy)

ii 5 TBq Small Ir – 192 (brachytherapy)

iii < 15 y < 10 MBq Small Co-60, H-3 (tritium targets), Kr-85

iv < 100 TBq Small Co-60 (irradiators)

v < 30 y < MBq Small Cs-137 (brachytherapy, moisture density detectors)

vi < PBq Small Cs-137 (irradiators)Sr-90 (thickness gauges, thermal irradiators)

vii > 30 y < 40 MBq Small, but may be large

numbers

Pu, Am, Ra (smoke detectors, static eliminators)

vii < 10 GBq Am-241, Ra-226 (gauges)

-- 2323 --제8회방사선안전심포지움

방사성폐기물 분류기준 재정립의 영향

현 국내 분류체계 평가

IAEA 기준(Safety Series No. 111-G-1.1) 적용

작업자에 대한 잠재적인 방사학적 영향 위주로 개발

일반 대중에 투명성 제공의 어려움

규제면제 가능 수준의 극미량 방사성물질을 결정하기 위한 원칙

적인 규제체계 미흡

경제적 이용가능한 물질의 이용 가능성 차단

예; 해체폐기물 재활용 등

새로운 형태의 폐기물에 대한 논리적, 방호적 관리수단 부재

중•저준위폐기물 분류체계에 처분관리 측면이 충분히 반영되지

못함.

-- 2424 --제8회방사선안전심포지움

방사성폐기물 분류기준 재정립의 영향 (계속)

국내 방사성폐기물 관리체계에 미치는 영향

IAEA 신분류체계는 방사성폐기물의 안전관리와 처분방식에 대

한 안전지침을 제공 : 국제적으로 통일된 지침

Risk-based Graded Approach

폐기물 특성에 따른 천층처분, 동굴처분 및 단순매립에 대한 근거

제공

방사성페기물 관리에 대한 지속가능한 발전 : Sustainability

제2단계 경주 처분시설 처분방식 선정 참조(guideline)

원전 해체폐기물 (VLLW) 처분에 대한 안전지침 제공

비용, 처분방식 등

현 경주 처분장의 인수기준을 만족하지 못하는 폐기물

특이 방사성폐기물 (예; 원전 폐수지 등)

Solution : 중간층 처분 (???)

-- 2525 --제8회방사선안전심포지움

감 사 합 니 다감 사 합 니 다