1. 서론

2016년 고리1호기의 영구정지 이후 원전 해체가 본격적 으로 시작되면서 해체방폐물의 다량 발생이 예상되고 따라 서 해체방폐물을 수용하기 위한 처분시설의 확충이 시급하 다. 이를 위하여 경주 방폐장의 경우 현재 2단계 표층처분시 설과 3단계 매립형 처분시설은 각각 건설사업을 추진 중 및 개념설계 중에 있으며 3단계 처분시설의 경우, 2027년 1월 극저준위방폐물 수용을 목표로 하고있다. 3단계 처분시설은 전체 260,000드럼을 수용할 수 있는 총 5개 트렌치 형태의 처분시설로 건설될 예정이며 1차로 먼저 2026년 2월까지 2 개 트렌치 처분시설이 104,000드럼을 수용할 수 있게 건설 될 예정이다. 극저준위방폐물(VLLW)의 경우 원전 해체 시 전체 발생 예상량의 약 60% 이상을 차지할 것으로 예상되고 있다(Table 1). 이 중 상당 부분은 소형 금속과 콘크리트 조 각이 차지한다.

Table 1

VLLW Quantity at Kori 1 decommissioning [1]

미국의 경우 원전해체에 대한 경험이 가장 많으며 따라 서 원전 해체 현장에서 발생된 해체방폐물을 어떻게 처분 하는지, 인수기준은 어떻게 적용되었는지를 분석하여 국내 3단계 처분시설에서의 인수기준 마련에 참고할 필요가 있다. 미국은 반웰(사우스 캐롤라이나주 소재; 1971년 운영 개시 되었고 공학적 천층처분 방식으로 총 용량 880,000 m³), 리 치랜드(워싱턴주 소재; Hanford Site라고도 함; 1965년 운영 개시되었고 공학적 천층처분 방식으로 용량 1,700,000 m³), 클리브(유타주 소재; 1998년 운영 개시되었고 단순천층처분 방식으로 총 용량 2,460,000 m³) 및 텍사스(텍사스주 소재; Andrews Site 라고도 함; 2012년 운영 개시되었고 공학적 천층처분 방식으로 총 용량 4,350,000 m³) 등 4개 처분장을 갖고 있으며 각각 대상 방폐물 인수에 대한 목적 및 용도 에 맞게 처분장을 운영 중에 있다. 미국은 클리브 처분장이 VLLW에 가까운 방폐물 처분을 주로 담당하고 있다.

2. 본 론

2.1 미국 처분장의 인수기준

2.1.1 방폐물 구분

미국의 경우, 극저준위방폐물에 대한 범주는 별도로 없 는 대신 Nuclear Regulatory Commission (NRC)는 저방사능 방폐물(low activity waste; LAW)이란 용어를 사용하고 있 다[1]. 일반적으로 LAW는 소량의 잔류방사능(천연방사성핵 종 포함)이 함유된 방폐물을 의미한다. LAW는 10CFR61에 준거하여 허가된 LLW 처분장에서 처리가 가능하다. 미국의 방폐물은 핵주기방폐물과 비핵주기방폐물로 구분할 수 있으 며, 핵주기방폐물은 다시 사용후핵연료, 고준위방폐물, 초우 라늄방폐물(TRU Waste), 저준위방폐물, 우라늄/토륨 정련 방폐물 등으로 구분한다. 현재 상업용 원자로에서 발생하는 저준위방폐물은 핵종별 방사능농도에 따라 Class A, Class B, Class C, GTCC (Greater Than Class C)로 나눠진다[2]. 또한, 비핵주기방폐물은 가속기에서 생산된 방사성물질을 포함한 방폐물과 NORM (Naturally Occurred Radioacitve Material) 로 구별된다(Fig. 1 참조).

Fig. 1

Categorization of radioactive waste in USA [3].

극저준위에 가장 유사한 저준위방폐물 중 Class A 방폐 물은 10CFR20.2002에 따라 대체처분 방식이 허용되는데 주 로 자원보존복원법(Resource Conservation and Recovery Act, 미국 환경보호국 시행령, 1976.10.21 효력발생)에 따라 방폐물 유형에 따라 유해방폐물 또는 지역 내 고체방폐물 처 분장에 처분이 이루어 지고 있고 원자력시설 부지 내 또는 부지 외 사유지에서도 처분이 허용된다. 이와 같이 미국은 Class A 방폐물에 대하여 처분장에 대한 유연성을 많이 부 여하고 있고 인수기준 또한 많은 유연성을 보여주므로 Class A 방폐물에 대한 처분기준을 국내 매립형 처분시설에서 참 조로 할 수 있는지에 대하여 검토할 필요가 있다(Table 2).

Table 2

Classification of Radioactive Waste in USA [3]

2.1.2 물리, 화학적 주요 인수기준

클리브 등 처분시설 인수기준에는 액체방폐물 등을 포함 하는 방폐물은 가능한 부식성을 제거하고 고형화하도록 하고 있으며 유동성 액체는 처분 용기 부피의 1 wt%를 초과하면 안 된다. 미세입자의 경우는 포장용기에서 10 μm 이하의 입 자가 1 wt%를 초과하지 않도록 고정화하거나 200 μm 이하 의 입자가 15 wt%를 초과하지 않도록 고정화를 요구하고 있 다. 방폐물 중 기체는 20℃에서 1.5 기압을 초과하지 않도 록 포장을 요구하며 압축성 기체(10CFR49에서 정의된 기체) 는 반입이 금지된다. 방폐물 인수기준을 만족하기 위한 인위 의 비가연성물질 첨가를 통한 차폐 및 희석은 금지하며 병원 균, 전염성방폐물, 1 wt%이상 킬레이트 등은 고형화 또는 고 정화가 되지 않을 경우 반입이 금지된다. 처분장 수용 가능 무게의 경우 방폐물 포장물은 544 kg 이하여야 하며 박스는 4,082 kg이하여야 한다[4].

2.1.3 방사선적 주요 인수기준

미국은 원자력규제위원회의 10CFR61.55 (Classification for Waste Disposal)에 방폐물의 구분에 따른 방사능 농도를 정의하고 있으며 Class A 방폐물에 대하여도 장반감기(30년 이상) 및 단반감기 핵종을 구분하여 기준을 정의하고 있다 (Table 3 및 Table 4).

Table 3

Long-lived Class A waste Radioactive Level [5]

Table 4

Short-lived Class A waste Radioactive Level [5]

미국 Class A 방폐물의 처분을 주로 담당하는 클리브 처 분장의 인수기준은 방사선학적 인수기준 조건으로 포장물 의 핵종별 방사능농도, 포장물의 표면선량율, 포장물의 표면 오염도를 주로 확인한다.

핵종별 방사능 농도는 2개 형태로 구분되며 즉, 최대 방 사능 농도 및 평균 방사능 농도의 값을 요구한다. 미국 클리 브 처분장의 인수기준은 타 처분장과는 달리 인수기준 조건 이 적은데 이는 낮은 준위의 방폐물을 인수하기 때문이다. 또 한 인수기준에는 처분장 내 처리시설에 대한 요건도 포함되 어 있는데 이는 처분장에서 처리가 필요한 방폐물에 대한 요 건을 포함하기 때문이다.

2.2 처분장별 주요 인수 특성

저준위 방폐물은 1980년에 제정된^「저준위 방폐물정책 법(LLWPA: Low-Level Radioactive Waste Policy Act, 1985 년 수정)_」에 의거해 미국 에너지부와 주정부가 관리하고 있 다. 이 법에 따르면 주 정부들은 연합을 형성해서 NRC의 승 인을 받은 후 몇 개의 장소에 LLW를 공동으로 처분하도록 되어있으며, 현재 총 4곳의 민간 운영 처분시설이 운영되고 있다.

미국은 주 내 처분을 원칙으로 하나 여의치 않을 경우 지 역적으로 Compact를 형성하여 공동 처분할 수 있도록 하였 다. 본토에는 4개의 Compact로 나뉜다. 극저준위방폐물은 달리 구분하지 않고 있으며 지역별로 일반/산업방폐물 처분 장에 처분할 수 있도록 하고 있다.

미국 내에서 반웰처분장은 에너지솔루션 또는 자회사인 켐뉴클리어에서 운영을 하고 있으며 주로 미국 동부에 위 치하는 사우스 캐롤라이나주, 코네티컷주 및 뉴저지주서 발 생되는 LLW를 제한하여 처분장에서 인수하여 처분하고 있 다. 0.37 TBq (10 Ci)까지의 Class A, B 및 C LLW를 처분 한다. 본 처분장에서는 고준위 밀봉선원은 배제하고 있다. Richland 처분장은 DOE Hanford 부지로 잘 알려져 있으며 에콜로지사가 운영을 책임진다. 미국 북서부 Compact 및 로 키산맥 Compact 등에서 발생하는 방폐물을 주로 인수하며 Class A, B, 및 C LLW를 처분한다. 단 지역에 관계없이 라듐 과 다른 천연방사성핵종(NORM) 및 가속기에서 발생된 방폐 물은 처분이 가능하다. 클리브 처분장은 에너지솔루션에서 운영을 맡고 있고 전국에서 발생된 Class A LLW 및 mixed LLW를 인수하고 있다. 텍사스 처분장은 2012년 4월 개장되 었고 Waste Control Specialist에서 운영 중이다. 텍사스주 외 의 LLW 방폐물도 별도 승인에 의해 수용되며 Class A, B 및 C를 수용하며 2013년 4월 DOE LLW 및 Mixed LLW를 수용 하기 위해 연방방폐물 시설을 개장하였다[6].

2.2.1 반웰(Barnwell) 처분장 인수기준[6]

2.2.1.1 물리, 화학적 주요 인수기준

국내 극저준위 방폐물의 인수기준에 참고가 될 만한 사 항을 위주로 주요 인수기준을 보면 부피와 무게에서 패키지 크기는 9피트 4인치 L (284 cm) × 7피트 6인치 W (228 cm) × 9피트 2인치 H (279 cm), 무게는 54,000 파운드(24.5 톤) 로 제한된다. 모든 컨테이너는 채움율이 85 %이하여야 하며 목재 박스도 인도가 가능하다. 단 목재 박스는 금속밴드로 묶 어야 한다. 종이나 Cardboard 같은 포장물은 인수되지 못한 다. 일반적으로 처분장에 많이 들어오는 처분용기는 B-25 표 준 용기인 4 gallon 드럼에서 110 gallon 드럼까지 사용 가능 하나 주로 사용되는 것은 200 L (55 gallon) 및 300 L (83 gallon) 드럼이다. 액체방폐물에 대하여는 Vinyl Ester Styrene, Cement, Bitumen, Vinyl Chloride, Auaset Ⅱ-H, Petroset H, MetalPlex Ⅲ을 이용하여 고화 처리를 할 수 있도록 하고 있 고 석유 기반 오일을 고화시킨 고화체는 인수를 하지 않고 있 다. 합성 오일을 고화시킨 고화체는 승인 후 처분 될 수 있다. HIC 용기는 승인 후 처분될 수 있다. 킬레이트 함유 방폐물 은 부피 대비 0.1%, 무게 대비 8%미만을 가져야만 처분 가능 하다. 처분장 운영을 담당하는 Chem-Nuclear Systems은 처 분 대상 방폐물을 산업계(I), 의료계(M), 원자력발전소(NP), 기타(O)로 구분하여 인수 업무를 수행하고 있다[6].

2.2.1.2 방사선학적 주요 인수기준

Table 3 과 Table 4에 주어진 핵종별 농도를 만족하도록 요구하고 있으며 40,000 Ci 이상의 처분을 신청을 하는 경우 사전 허가가 필요하고 50,000 Ci 이상은 처분이 불가하다. 반웰 처분장에서는 처분 용기의 선적 전 용기의 표면 오염도 가 50,000 dpm/100 cm² (beta-gamma) 및 2,200 dpm/100 cm² (alpha)를 초과하지 못하게 한다. 또한 차량의 표면선 량율은 10 mrem/hr, 1 m거리의 선량율은 2 mrem/hr를 넘 지 않도록 한다. 차량의 경우 오염도는 220 dpm/100 cm² (alpha) 및 2,200 dpm/100 cm² (beta-gamma)을 넘지 않아야 한다. 예외적으로‘EXCLUSIVE Use’및‘NOT’표기 운반물 에 대하여는 차량 오염은‘For Radioactive Materials Use Only’용기 운반요건의 1/10인 22 dpm/100 cm² (alpha) 및 220 dpm/100 cm² (beta-gamma)을 넘지 않도록 하고 있다. 종이, 플라스틱, 오염 금속, 흙, 건물 자갈더미, 공기 필터 등 잡고체(DAW)의 경우 5년 이상의 반감기를 갖는 핵종을 포 함하는 방폐물은 1 μCi/cc 이상의 전체 비 방사능을 갖는 경 우 고정화가 되어야 한다. 기체방폐물의 경우 85Kr 및 133Xe은 DOT 승인 용기로 인수가 가능하며 이때 용기 내부 압력은 1.5 기압, 핵종량은 100 Ci/container 초과하지 못한다. 밀봉 선원에 대하여는 핵종별로 컨테이너 당 최대 방사능을 제한 하고 있으며 예를 들어 ¹⁴C 경우 15 mCi를 넘지 못하도록 하 고 있다. 액체방폐물은 5년 이상 반감기를 갖는 핵종을 포함 하고 1 μCi/cc 이상의 전체 비 방사능을 갖는 경우 고정화하 도록 요구하고 있다. 방사화 금속을 포함할 수 있는 핵연료 저장조 필터는 ⁵⁹Ni, ⁶³Ni, ⁹⁴Nb 및 ¹⁴C의 핵종의 농도를 규명 하여야 하며 절단 처분하여야 한다.

2.2.2. 클리브(Clive) 처분장 인수기준[7]

2.2.2.1 물리, 화학적 주요 인수기준

미국 유타주의 클리브처분장은 대표적인 저준위 방폐물 (Class A) 처분장으로서 에너지솔루션사에 의해 운영되고 있 으며, Utah주의 R313-15-1009 (Classification and characterization of Low-level Radioactive Waste)의 요구사항을 준수하도록 요구된다[7].

클리브 처분장에는 방폐물 처리설비가 있어 Class A 등 급 이하의 고체 및 액상의 모든 방폐물 및 혼합방폐물은 Table 5의 column 3 지역에서 인수하고 있다. 이러한 처리시 설은 화학적 안정화, 아말감 처리(수은 대상), 매크로봉합 (납, 전지 및 유해 데브리스 대상), 고화, 진공 열탈착(VTD; Vacuum Thermal Desorption)(유기물 대상) 및 데브리스 분 산 세척(유해 데브리스 대상) 등이며 처분장 내 관련 시설이 설치된다.

Table 5

Radiological Acceptance Criteria in Clive Disposal Site [7]

고체상태의 방폐물은 유리수가 방폐물 부피의 1 wt% 이 하이어야 하고, 반대로 액체 방폐물은 방폐물(슬러지, 방사 성폐액, 농축폐액 등) 부피의 1 wt% 이상이어야 한다. UAC R313-15-1009(2)(a)(v)에 따라 방폐물은 상온, 상압에서 물 이나 공기와 격렬히 반응하여 폭발이 가능하거나 격렬한 분 해나 반응을 하여서는 안 되며

UAC R313-15-1009(2)(a)(vi)에 따라 방폐물은 운반, 취 급 및 처분 작업자에게 위험한 독성가스, 증기 또는 연무를 함유하거나 발생시켜서는 안 된다.

UAC R313-15-1009(2)(a)(vii)에 따라 방폐물은 자연발화 특성을 가져서는 안 되고 자연발화성 물질은 불에 타지 않도 록 처리되어 포장되어야 한다. 표준상태에서 마찰, 수분의 흡수나 자발적 화학적 변화 등으로 인하여 화재 가능성이 있 는 고체물질은 처분될 수 없도록 하고 있다[7].

방사학적으로 오염된 실험실연구용 동물을 포함하여 처 리되지 않은 미생물, 병원균 그리고 감염성 물질을 함유하고 있는 방폐물은 처분될 수 없고 주사 바늘, 칼, 외과용 수술칼, 실린지, 피펫류 등의 끝이 날카로운 물질은 부피가 큰 용기로 포장할 수 없으며, 의료계통의 방폐물은 미생물 위험성을 제 거토록 처리한 후 처분되도록 요구 하고 있다.

액상의 수은과 처분허가서에서 기술된 미량의 액체를 제 외하고는 어떠한 액체도 별도로 허가 받지 않은 상태로는 처 분될 수 없다. 처리된 방사성 액체 방폐물은 혼합방폐물 처 분장이나 LLRW 처분장에 처분될 수 있으며 유타 정부에서 허가된 고화물질이거나 흡수제에 의해서만 액체 방폐물을 처리하여야 한다.

액체 방폐물은 어떠한 액체도 처분되지 않도록 고형화 처리하거나 흡수시켜야 하며 액체 방폐물의 운반과 관련된 규정인 49 CFR 100~180에서 기술한 바와 같이 DOT에 의해 허가된 용기만이 방사능 농도에 무관하게 모든 액체 방폐물 에 사용할 수 있다.허가되지 않은 유리수를 함유한 방폐물은 처분될 수 없으며 UAC R313-15-1009(2)(a)(ii)에 따라, 클리 브 처분장에 처분되는 방폐물은 판지나 섬유로 된 용기로 포 장되어서는 안된다.

중성자 선원(예, Be과 병행하여 ²¹⁰Pu, ²⁴¹Am, ²²⁶Ra)도 처 분될 수 없고 소각재는 공기 중으로 분산되지 않도록 처리되 어야 한다. 착화합물을 0.1 wt%보다 많이 함유하고 있는 방 폐물은 처분될 수 없다. 유리수는 최대 1%를 초과할 수 없으 며 물이 아닌 경우 그때마다 허가가 필요하다.

운반의 경우 40 ft 이상의 컨테이너는 원칙적으로 사용할 수 없으나 사전 승인 후 40 ft 이상의 컨테이너도 사용 가능 하다. 일반적으로 bulky방폐물이 아닌 경우 포장은 49CFR 173.24 (General Requirements for Packaging and Packages) 을 따른다.

Containerized Class A LLRW는 CWF (Containerized Waste Facility)에 처분될 수 있다.

DOT의 49 CFR 173과 공간 기준을 만족하는 용기 즉, 방폐물내의 공간과, 방폐물과 포장물 사이의 공간은 가능한 한 극소화되어야 하며, 어떠한 경우에서도 용기 내 부피의 85% 이상을 채워야 한다. 본 기준의 공간율을 초과하는 고 건전성 용기(HIC)는 별도로 승인을 받아야 한다.

위 기준의 공간율을 초과하며 DOT의 49 CFR 173을 준 수하는 용기와 대형 구성물들은 별도로 승인을 받아야 한다. 지나치게 큰 DOT 용기(215 ft³이상)들도 위 조건 중 공간기 준을 만족한다면 처분장에서 취급 장비로 처분될 수가 있다.

혼합방폐물은 클리브 처분장에서 처리나 처분될 수 없 다. 즉 방사성이 아닌 유해 방폐물, 물과 공기와 격렬히 반 응하거나 폭발적인 반응을 형성하는 물질, 자연발화성의 방 폐물이나 물질, DOT Forbidden, Class 1.1, Class 1.2 and Class 1.3, 쇼크에 민감한 방폐물과 물질, 압축공기의 실린 더 및 Utah waste codes F999 & P999에 해당하면 처분 될 수 없다. 고체방폐물은 주로 토양, 슬러지, 건조상태의 방폐물, 금속류, 나무, 유리 및 폐수지 등이나 이로 국한되지는 않는 다. 이런 방폐물 형태는 처분장의 인허가 사항 때문에 토양 이나 debris 방폐물 형태로 분리되며, 토양 및 토양류 방폐물 은 다음의 조건을 만족하는 특성을 가져야 한다. 즉 3/4인치 이하의 크기를 갖는 압축성 토양 및 토양류 물질은 무게비율 로 70% 이상이어야 하고, 4인치이하의 크기를 갖는 압축성 토양 및 토양류 물질은 무게비율로 100%이어야 하며 건조질 량 기준으로 밀도는 70 lbs/ft³ (1.12 g/cm³) 이상이어야 한다.

토양 및 토양류의 수분 함유량은 3%를 초과하여서는 안 되고 최대 건조 밀도와 수분 함유량 측정은 ASTM D-698 “( Standstand Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil using Standard Effort (12,400 ft-lbs/ ft³)”)에 의해 수행된다. 클리브 처분장에 처분되는 debris의 직경은 적어도 10인치 보다는 작아야 하며, 길이는 12피트 보 다는 길지 말아야 한다. 크게 제한치를 넘는 debris는 목록이 작성되고, 이들은 별도로 포장되고 있다.

3% 이상의 수분을 함유하는 토양 및 토양류 방폐물은 처 분장내에서 작업을 더 요하기 때문에 운반 전에 처분장 운영 자로부터 허가를 받아야 한다. 수분을 함유한 흡수제는 토 양류 특성을 보여서는 아니 되고 토양 내에 Department of Agriculture (DOA)에서 규제하는 물질(잡초, 불개미, 선충 류, 옥수수 포낭 선충류 등)이 함유하고 있는지를 확인할 수 있도록 요청하고 있다.

특정한 토양이나 토양류의 특성을 충족시키지 못하는 방폐물은 debris 방폐물로 간주되고 Debris방폐물들은 주로 원전 운영이나 해체 과정에서 발생되는 방사학적으로 오염 된 종이류, 배관류, 돌, 유리, 금속, 콘크리트, 나무, 벽돌, 폐 수지, 슬러지, 찌꺼기, 슬래그, 잔류물, 작업자 방호구(PPE) 등이며, 이들은 debris 크기를 규정하고 있다. 표준 크기의 debris를 기준으로 직경을 기준할 때, 10인치보다는 작은 물 질들로 구성된 표준 debris, 그리고 길이를 기준할 때 어느 방 향의 한쪽 길이가 12 피트보다는 작은 것으로 크게 2종류로 구분할 수 있다. 이들 기준을 만족하지 못하는 debris는 대형 debris로 분류된다. 표준 크기의 debris는 인공적으로 만든 처분장 내에 균일하게 배치된다.

2.2.2.2 방사선학적 인수기준[7]

방사선적 인수기준에 대한 규정은 Table 3 및 Table 4 에 따르며 Table 4의 경우 Column 별로 관리된다(Table 5). Column은 3개로 구분된다.

Table 3 및 Table 5에 제시되지 않은 핵종을 함유한 방폐 물은 Class A 방폐물로 분류된다. 방사능 농도가 Table 3에 제시된 값의 0.1배의 값을 초과하지 않는 방폐물은 Class A 방폐물로 분류한다.

방사능 농도가 Table 5에 제시된 값의 0.1배 및 Table 3 을 초과하지만 Table 3의 10배 및 Table 5의 값을 넘지 않는 다면 이 방폐물은 Class C 방폐물로 분류한다. 클리브 처분 장에서는 Class B와 C는 처분하지 않는다. 방폐물이 Table 3 및 Table 5의 핵종들로 혼합되어 있다면 총 방사능 농도는 각 분율의 합으로 결정한다.

방사능 농도가 Table 5의 column 1의 값을 초과하지 않는다면 이 방폐물은 Class A로 분류되며 방사능 농도가 Table 5의 column 1의 값을 초과하고 있지만 column 2와 3을 초과하지 않는다면 이들 방폐물은 각각 Class B와 C로 분류된다.

UAC R313-15-1009(2)(a)(viii)에 따라, 클리브 처분장에 처분되는 기체방폐물은 20℃에서 1.5 기압을 초과하지 않는 압력으로 포장할 수 있으며, 어떠한 용기에서도 총 방사능은 100 curies (3.7 × 10¹² Bq)을 초과해서는 안 된다.

클리브 처분장에서는 반웰 처분장과 같이 기체방폐물에 대해 용기 내부 압력은 1.5 기압, 핵종량은 100 Ci/container 을 초과하지 못한다. 클리브 처분장에서는 에너지솔루션의 환경보호국의 방폐물 인수조건 29E에 따라 ²²⁶Ra, ²⁴⁷Bk, ⁴¹Ca, ³⁶Cl, ¹²⁹I, ¹⁸⁷Rh, ⁹⁹Tc의 핵종량을 제한하고 있으며 미국 환경 보호국의“Division of Wasate Management and Radiation Control”의 근거하여 ²²⁶Ra의 경우 10,000 pCi/g을 초과하지 못하게 한다. 또한 ²⁵²Cf(5.4 Ci), ⁶⁰Co(8.1 Ci), ¹³⁷Cs(27 Ci), ¹⁵³Gd(270 Ci), ¹⁹²Ir(22 Ci), ¹⁴⁷Pm(11,000 Ci), ⁷⁵Se(54 Ci), ¹⁷⁰Tm(5,400 Ci), ¹⁶⁹Yb(81 Ci)에 대하여 주어진 총 핵종량을 초과 시 선적 전 승인을 받도록 하고 있다. Table 6은 운반 차량 또는 용기의 외부 선량율과 표면 오염도의 요건을 보 여준다.

Table 6

External doserate and surface contamination [7]

⁵⁵Fe 및 ⁶³Ni 핵종은 발생 스트림 등 발생 공정이 명확 히 제시되면 척도인자를 이용하여 선량 평가를 할 수 있도 록 하고 있다[7]. 운반용기 기준 50,000 Ci 이상은 처분이 불 가하다.

2.2.3 텍사스(Andrews) 처분장 인수기준[8]

2.2.3.1 물리, 화학적 주요 처분 기준

엔드루스 처분장은 Waste Control Specialists, LLC (WCS) 가 텍사스주(TCEQ; Taxas Commission on Environmaental Quality)의 허가를 받아서 텍사스주와 버몬트주에서 발생한 LLW를 처분하기 위하여 운영하는 것으로서 방폐f물을 인수 하기 위하여 6개의 단계(발생자 인증부터 인도확인까지)로 나뉘어 업무가 진행된다[8]. 용기의 사이즈 및 크기에 제한이 없다. 오염된 종이류, 배관류, 돌, 유리, 금속, 콘크리트, 나무, 벽돌, 폐수지, 슬러지, 찌꺼기, 슬래그, 잔류물, 작업자 방호구 (PPE) 등의 Debris 방폐물은 조각이 될 때 철류는 1/4"보다 작 도록, 구리 알루미늄, 납, 청동 같은 유연한 금속 및 전기 모터 는 처분될 수 없다.

목재 및 건축 Debris의 최대 크기는 4' × 4' × 2'이다. 콘 크리트의 경우 3' × 3' × 2'를 초과할 수 없고 무게는 1,000 파운드(453 kg)를 초과할 수 없다.

컨테이너의 경우 75톤 이상의 무게를 수용하기는 하나 사전 승인이 되어야 하며 75톤을 초과 시 추가 비용이 부과 된다. 트레일러 운반의 경우 Enclosed trailer, Flatbed trailer 로 구분되며 각각 7,000 파운드(3.2톤) 및 10,000 파운드 (4.53톤)를 기준으로 하고 있다[8].

2.2.3.2 방사선학적 인수기준

방사선학적 인수기준 TECQ는 30 TAC 336.1207(a)에 따라 방사성핵종을 4개 범주로 구분하여 인수기준에 활용하고 있다. Category는 아 래와 같다.

컨테이너 용기 내 핵종량은 최대 60,000 Ci/container 를 초과할 수 없도록 하고 있으며 특히 밀봉선원의 경 우 150,000 Ci 이상은 인수될 수 없다. 표면오염도의 경우 Table 7과 같이 제한을 두고 있다. 단 베타 및 감마 방출체의 경우 흡수재(absorber)는 7 mg/cm²을 초과하지 않는 것으로 이용하고 1 cm 거리에서 각각 0.2 및 1 mRad/hr 선량을 초과 하지 않도록 하고 있다.

Table 7

Acceptable Surface Contamination Level [8]

2.2.4 리치랜드(Hanford) 처분장 인수기준[8]

2.2.4.1 물리, 화학적 주요 처분 기준

리치랜드 처분장의 경우, 미국 맨해튼 프로젝트의 핵심 시설로서 DOE Hanford 부지로 잘 알려져 있으며 US Ecology가 운영을 맡고 있고 미국에서 가장 오염이 심한 곳이며, Hanford site에 존재하는 TRU 방폐물이 미국 군사목적 TRU 방폐물 중 질량으로 50% 이상, 부피로는 70% 이상을 차지하 는 것으로 알려져 있다[7]. 따라서 이곳의 방폐물 관리 활동 이 보다 철저히 이루어지고 있다. 운반용기의 무게는 DOT type A 요건 또는 TRUPACT-Ⅱ 제한에 의해서 제한되도록 하고, 운반용기의 상부 5개의 무게는 하부 5개의 무게보다 적거나 같도록 하고 있다(55 gallon 10개 적재 기준). 용기 의 제원 및 크기에는 제한이 없다. 컨테이너 무게는 2,260 파 운드(1톤)을 넘지 못하도록 하고 있다. 용기에 있어 특이한 사항은 TRU 방폐물 운반 조건에서 Confinement 요건을 주 어 Contact-handled TRU waste의 운반의 경우에 방폐물 주 변에 6개 bag을 위치케 할 수 있는 조건을 두도록 하는 CHTRU Waste Cotent Code Appendix 2.1-4에 근거하여 layer 의 Shipping Category Notation이 6을 넘지 못하도록 하고 있다. 유리수는 가장 바깥 외부 기준 1% 미만이어야 하고 내 부 기준으로는 60 mL 또는 부피 대비 3% 중 큰 것보다는 작 도록 요구한다. 부식성 액체는 중성화되어야 하고 중성화 전, 후 pH 값을 기록하고 액체의 양 및 중성화한 액체의 양을 기 록하도록 하고 있다. Waste Material Type Ⅱ.2 (고체, 무기 방폐물)을 제외하고는 4 L 이상의 비차폐 금속 캔은 처분할 수 없다. 압축 용기 내 압축 가스는 사용할 수 없다.

2.2.4.2 방사선학적 인수기준

TRU 방폐물의 경우 운반용기에 대한 제거성 표면 오염은 알파방출 핵종에 대해서 20 dpm/100 cm² 이하이어야 하고 베타 감마 방출핵종에 대해서는 200 dpm/100 cm² 이하가 되 어야 한다[9]. 각 방폐물용기(payload container)의 외부 방 사선 선량율은 접촉에서 ≤ 200 mrem/hr이고 2 m 거리에서 ≤ 10 mrem/hr로 제한되어야 한며, 운반용기는 최대 60,000 Ci를 초과할 수 없다. 제거성 핵종 표면 오염도는 Alpha 및 Beta & Gamma에 대하여 각각 ‹ 20 dpm/100 cm² 및 200 dpm/100 cm² 를 초과하지 못한다[10]. 리치랜드 처분장의 경우, TRU 방폐물의 수용이 많으며 따라서 TRU 방폐물에 대한 인수기준이 많이 구체적으로 제시되어 있다. 예를 들 어 붕괴열 (Decay Heat)은 포장물 당 30 watt를 넘지 못하도 록 요구한다. 또한 ²³⁹Pu와 같은 경우 등가 방사능(PE-Ci)이 ≤ 80PE-Ci여야 하며 Alpha 농도는 20년 이상의 반감기를 갖 는 핵종에 대하여 › 100 nCi/g이어야 한다. 핵분열성 물질의 양은(²³⁹Pu 핵분열성 그램 등가)는 무게비로 ≥ 1 % Be/BeO, ≤ 200 g/30 gal을 요구한다.

3. 국내 인수기준 현황 및 새 인수기준 동향

국내의 경우 전용 극저준위 처분장을 경주에 건설하고 자 하고 있으며 1단계로 2019년 4월부터 2026년 2월까지 총 2,246억을 투자하여 34,076 m² 부지에 총 26만 드럼을 저장 할 계획이다. 극저준위방폐물 처분장은 프랑스 및 스페인의 극저준위방폐물 처분장을 모델로 하고 있다.

현재 동굴형 처분시설의 국내 인수기준은 처분사업자 (한국원자력환경공단)가 원자력안전위원회의 허가를 받아 운영하고 있으나, 표층시설은 현재 인수기준이 규제기관의 인허가 단계에 있으며 극저준위방폐물을 인수할 3단계 매립 형 처분시설에 대해서는 본 처분시설에 맞는 인수기준이 별 도 필요하다. 국내 동굴형 처분시설의 주요 인수기준은 아래 Table 8과 같다.

Table 8

Waste Acceptance Criteria in Korea [11]

극저준위방폐물을 인수하기 위한 새 인수기준의 설정 을 위한 연구가 진행 중이고 조만간 새 인수기준이 마련될 것으로 보인다. 현재는 수용 포장물의 무게 및 형태에 대한 연구가 한수원을 중심으로 이루어지고 있으며 개략적인 계 획은 Table 9와 같다.

Table 9

Planned Packing containers for VLLW

Table 10은 현재 한수원이 보유하고 있는 저장용기의 현 황이다. 이러한 용기들이 처분조건을 맞추어 처분시설에 운 반될 예정이다[11].

Table 10

Status of KHNP’s packing containers

이러한 연구의 결과는 극저준위방폐물의 최적 처분을 위한 토대가 될 것으로 보인다.

4. 시사점 및 결론

미국의 경우 Class A 방폐물이 가장 준위가 낮은 경우이 며 따라서 이들을 처분하고 있는 처분장들 중 미국 대표 처분 시설과 계획 중인 국내 극저준위 방폐물의 처분시설에 대한 사항과 비교, 분석하였다(Table 11).

Table 11

Comparisons of VLLW Disposal Site Main Characteristics

특히 클리브 및 반웰 처분장이 방사선 준위가 낮은 저 준위방폐물을 많이 처분하고 있어 중점적으로 인수기준을 파악하였다. 미국의 경우 극저준위방폐물은 일반/산업 방폐 물 처분장에 처분할 수 있도록 하는 점이 특이하며 국내의 경 우 이러한 사례를 도입하는 것은 방폐물에 대한 막연한 두려 움을 갖는 주민들의 수용성, 즉 PA (Public Acceptance) 측 면을 고려할 때 이러한 처분에 대한 수용은 불가할 것이다. 미국의 경우 bulky 형태의 방폐물 처분이 원전해체와 더불어 많이 고려되고 있으므로 이러한 측면을 국내 처분시설에 반 영하여야 하며 컨테이너의 대형화, 표준화 및 무게의 상향 등 이 많이 고려되어야 할 요인으로 분석되었다. 국내 해체방폐 물의 발생과 더불어 이러한 미국의 처분 사례는 많이 반영되 어 최적의 인수기준이 마련되어야 하고 미국의 경우 등을 고 려한 주요 극저준위방폐물의 처분을 위한 제안은 Table 12와 같다. 핵종량에 대한 제한은 아직 제시하기는 어려우나 미국 의 경우 총 50,000-60,000 Ci/container를 제시하고 있으므로 이러한 규정을 국내에 어떻게 적용할 것인지에 대한 검토가 필요하다. 따라서 2026년에 가동을 준비하고 있는 극저준위 방폐물 처분시설을 위한 인수기준을 국가 방폐물관리 계획 안에서 준비하여 새 인수기준으로 활용하여야 한다.

Table 12

Suggestion of Waste Acceptance Criteria Modifications considering optimization for VLLW