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1 J. Korean Soc. Environ. Eng., 37(5), 312~323, 2015 Technical Information ISSN , e-issn Spent Nuclear Fuel Management in South Korea: Current Status and the Way Forward 황용수 장선영 한재준 Yongsoo Hwang Sunyoung Chang Jae-Jun Han 한국원자력통제기술원정책연구센터 Center for Nuclear Strategy and Policy, Korea Institute of Nuclear Nonproliferation and Control (Received April 14, 2015; Revised May 22, 2015; Accepted May 29, 2015) Abstract : This paper presents future directions for spent nuclear fuel and high-level radioactive waste management. The successes and failures of siting nuclear waste repository experienced by the United States and other countries are reviewed with the current policy stance. Further, the needs for establishing management policy, considering the high-level radioactive waste produced by the dismantlement, nuclear security concerns, and cost-effectiveness analysis for the total nuclear fuel cycle, are emphasised. Technical discussions are organised into three main topics: interim storage, permanent disposal, and reprocessing. Licensing regimes are also investigated to suggest strategic plans for research and development programmes in the Republic of Korea. Key Words : Spent Nuclear Fuel, High-Level Radioactive Waste, Nuclear Waste Policy, Waste Management 요약 : 본논문은국내 외사용후핵연료및방사성폐기물관리현안분석을바탕으로향후나아갈방향을제시한다. 원자력발전을앞서이용해온미국사례를중심으로다양한국가들의처분장확보및실패사례와최근의관리정책기조를정리하였다. 아울러, 원전해체에따른고선량방사성폐기물, 핵안보사안그리고핵연료전주기관점에서평가한경제성기반정책수립의필요성을논하였다. 사용후핵연료및방사성폐기물관리의핵심사안을세부적으로중간저장, 영구처분그리고재처리로분류하고기술검토와인허가체제구축및연구추진방향성에대한정책제언을담았다. 주제어 : 사용후핵연료, 고준위폐기물, 핵폐기물정책, 폐기물관리 1. 서론 미국은 1982년핵폐기물정책법 (Nuclear Waste Policy Act, NWPA) 1) 및 1987년개정안 2) 에따라단일후보지를사용후핵연료처분장으로지정하고유카마운틴프로젝트 (Yucca Mountain Project, YMP) 를추진하였다. 막대한자본과노력에도불구하고 2009년지역주민의반대로프로젝트가중단되면서정부주도의정치적수단에입각한정책으로는부지를확보할수없다는인식이강해졌다. 밖으로는사회적동의에기반한스웨덴과핀란드의부지확보사례와사회적동의기반정책으로전환한국가들이미국의변화를촉진시켰다. 3~5) 2013년 1월미국에너지성 (Department of Energy, DOE) 은블루리본위원회 (Blue Ribbon Commission, BRC) 권고보고서 6) 의핵심원칙을수용한사용후핵연료관리방안 7) 을발표했다. 이방안에서 DOE는사용후핵연료의안전관리를위해기술적노력 (system design), 사회적동의에기반한부지확보 (consent based facilities siting) 그리고체제구축및재원확보 (governance and funding) 의세가지축이유기적으로결합된정책도입을강조했다. 이러한미국의최근기조는부지확보과정에서여러지역사회의적극적인참여를유도하기위한것으로써기존의단일저장소기반접근법으로부터의정책전환을의미한다. 전환을계기로사용후 핵연료관련저장및영구처분연구가가속화되었고, 8) 각종핵연료주기옵션을비교 / 분석한아이다호국립연구소 (Idaho National Laboratory, INL) 최종보고서 9) 가 2014년 10월발간되었다. 아울러 BRC보고서의권고에따라폐기물관리연구 / 개발을효율적으로운용하기위한전담기구 (Management and Disposal Organization, MDO) 설립등의제도개편이추진되고있다. 미국의사례는이제까지원자력기술개발및실용화가선도해온문제해결방식이민주주의가발달한사회에서는더이상통용되지않는다는것을보여준다. 따라서, 원자력산업의아킬레스건인사용후핵연료및방사성폐기물문제를처리하기위해서는기술주도가아닌정치 사회 과학이융합된 (trans-scientific) 정책이제시되어야한다. 우리나라보다앞서원전을이용한국가들은사용후핵연료및방사성폐기물관리와관련된문제들을겪어왔으며, 국가에따라다양한사례를가지고있다. 그러므로각국의관리정책의성공및실패사례와선진연구동향을파악하는것은우리나라의향후관리방안을효율적으로수립하는기반이될것이다. 이러한관점에서본논문에서는원자력발전역사가가장깊은미국의사례를중심으로여러국가의사용후핵연료및방사성폐기물관리정책기조를조망하고현안을논의하였다. Corresponding author jjhan@kinac.re.kr Tel: Fax:

2 J. Korean Soc. Environ. Eng. 313 사용후핵연료및방사성폐기물은최종적으로영구처분되어야하지만현실적으로는대부분의국가가중간저장이필요한실정이며일부국가는재처리과정을거치고있다. 즉, 사용후핵연료및방사성폐기물관리에있어세가지주요현안은중간저장, 재처리그리고영구처분이다. 다음장에서는관리정책수립시종합적인관점에서고려해야할사항들과국외및국내현황을다루었다. 중간저장, 재처리그리고영구처분의세부현안을각각 3장, 4장그리고 5장에걸쳐분석하였으며, 중간저장과영구처분현안의경우 2001년 9 11테러이후쟁점이된핵안보 (nuclear security) 측면에서보완사항을점검하였다. 끝으로 6장에서는논문의결론을제시하였다. 2. 관리정책수립시고려사항 국제사회에서약 40년간축적되어온사용후핵연료관리사업의교훈을종합해보면. 핵심요소들은각각사회적동의기반부지선정 (consent-based siting), 저장 (storage), 수송 (transportation) 그리고전략적사업추진 (strategic crosscuts) 이며각요소들은융합적이고유기적으로추진되어야한다. 10) 각국의사례를보면관리기반인부지확보를위해서는무엇보다도지역사회동의에기반한선정방식이효과적임을알수있다. 스웨덴과핀란드는민간발전회사연합체가주체가되어지역사회지원의사표명방식을통해복수의후보부지를선정하였으며, 선의의경쟁속에최종부지를효과적으로선정하였다. 3,4) 반면미국의경우에는오랜기간동안정부기관인 DOE 산하전담부서를두고부지확보에노력해왔으나, 유카마운틴프로젝트가중단되면서결국정책기조를변경하였다. 중 저준위폐기물의경우는텍사스주민간기업 WCS (Waste Control Specialists) 가처분장을확보하여운영중이다. 11) WCS는지역사회동의에기반한부지선정경험을바탕으로중간저장시설과궁극적으로사용후핵연료처분장확보사업에많은관심을보이고있다. 12) 부지선정과더불어사용후핵연료의저장및수송체계를구축하기위한노력이경주되고있으며, 이를총괄하기위한전략적사업추진의중요성이부각되고있다. 10,13) 2.1. 폐로원전 관리정책수립시고려해야할주요사안중하나는폐로 (decommissioning) 원전에남아있는사용후핵연료및시설해체 (dismantlement) 과정에서발생하는방사성폐기물의처분이다. 해체원전에서는비교적높은준위의방사성폐기물이발생하게되며, 미국에서는 10CFR61.55기준 14) 에따라 GTCC (Greater Than Class C) 폐기물로분류된다. 미국은저준위 C등급이하폐기물과사용후핵연료는각각천층처분과심층처분하는것으로되어있지만그중간인 GTCC 폐기물은현재처분을하지못한상태로임시저장되고있다. 폐로의경험을보유한미국은 GTCC 폐기물관리가오 래전부터논의되어왔으며, 일정기간거치후심지층또는시추공 (borehole) 처분하는방안을고려중이다. 15) 최근미국의샌오노프레 (San Onofre) 및버몬트양키 (Vermont Yankee) 원전을포함한일부발전소의채산성이맞지않아수명만료이전에조기폐쇄를결정하였다. 이러한추세는세일가스산업의경쟁력강화, 국제원유시장의 WTI (West Texas Intermediate), 북해산브랜트유, 두바이유등의급속한가격하락에의해가속화될수있다. 폐로의수가증가할것을감안하여 DOE는 2013년 1월사용후핵연료관리사업계획수정안 7) 에서전국에산재되어있는폐로의사용후핵연료를중앙집중식저장시설로 2021까지이송할것을제안하고, 현재가동중인원전에서발생하는사용후핵연료중간저장관리는 2025년까지시행토록하였다. 이를위해 PNNL주도하에폐로가결정된또는논의중인 12 개가동중단시설에대해사용후핵연료또는 GTCC 방사성폐기물제거예비평가 16) 가수행되었다. 국내의경우아직까지폐로가결정된원전은없으나 2029 년까지원전 23기중약 50% 가설계수명이종료된다. 일부원전에대한연장허가를낙관적으로가정하더라도일부폐로시설에대한폐기물저장문제가현실적으로도래할것이다. 국내폐기물은극저준위, 저준위, 중준위, 고준위 ( 사용후핵연료 ) 로구분된다 ( 원자력안전법, 원자력위원회고시제2014-3호, 방사성폐기물분류및자체처분기준에관한규정 ). 해체단계에서나오는고선량폐기물 ( 미국기준 GTCC) 은국내의중준위에해당한다. 이처럼구분체계가동일하지않으므로선행되고있는미국의폐로및유관저장정책과법안체계를분석하되이를바탕으로국내실정에맞는저장량예측및관리프로그램이개발되어야한다 핵비확산및핵안보 사용후핵연료및방사성폐기물관리를포함하여전원자력산업에있어쟁점이되고있는사안은핵비확산과핵안보이다. 우리나라는 1991년한반도비핵화선언이후꾸준히비핵화의지를지속적으로표명해왔다. 특히세차례핵안보정상회의를통해핵비확산 핵안보분야글로벌리더로서국제사회및지역사회공헌을약속한바있다. 사용후핵연료및방사성폐기물관리정책수립및연구사업추진에있어이러한핵비확산성을제고하고핵안보를강화하는일이무엇보다도필요한바이를위해서는기술적수단확보와함께일관된정책수단개발및해외협력이필요하다. 핵비확산과관련하여우리나라는 NPT가입국으로서 IAEA안전조치이행을성실히수행하며 2012년한-IAEA 통합안전조치협력강화약정을체결하는등국제적인모범사례로서자리잡고있다. 아울러, 2015년 4월 22일가서명이이루어진한 미원자력협정개정 75) 에서도차관급으로구성된고위급위원회산하에핵안보실무그룹을 4개실무그룹을설치하기로합의하였다. 따라서, 본논문에서는국내를포함해서국제적으로보완필요성이제기되고있는핵안보현안들을각장에서중점적으로다루었다. 대한환경공학회지제 37 권제 5 호 2015 년 5 월

3 314 J. Korean Soc. Environ. Eng. 황용수 장선영 한재준 2.3. 핵연료주기경제성분석및기술개발경제적부가가치를창출하는원자력발전 ( 發電 ) 기간이 30년에서 60년정도인것에비해부산물인사용후핵연료관리에는수백년에서수십만년이상의시간이소요된다. 중간저장기간만수십년이상이며직접처분의경우처분장폐쇄후 1만년의감시기간 (institutional control period), 안전성평가대상기간은 1백만년을상회한다. 17) 따라서, 해당정부는국가책임의식을바탕으로자국에적합한핵연료주기옵션을평가하고결정할수있어야한다. 사용후핵연료의직접처분이아닌순환형핵연료주기 (closed nuclear fuel cycle) 를채택하는경우, 원자력발전시스템자체의변혁이필요하다. 이처럼사용후핵연료관리정책을결정하는일은경우에따라수백조이상이집행되는국가재정의중대사안이다. 따라서각각의핵연료주기에따른경제성평가가이뤄져야한다. 특히최근국내에서논란이되고있는소멸처리연구의경우종합적인평가가중요하다. 소멸처리설비구축비용은높지만소멸가능한양에따라최종처분비용절감효과가더클수있다. 미국의경우유카산사업에서 6만 3천톤을처분하는데약 60조원으로평가되었으며이중처분용기개발이가장높은비중을차지한다. 따라서, 안정적인폐기물고화체개발에의해처분용기수요가획기적으로줄어들면소멸처리방안의경제성이높아진다. 반면에소멸처리시스템이추가원자로나원자로 / 가속기복합체를필요로하는경우이로인한비용부담으로인해경제성이악화될수있다. 이러한경제성평가는각국의상황에따라우라늄원광확보에서부터최종폐기물처분까지원자력전주기를고려하여분석이이뤄져야한다. 그러므로원활한장기사업추진과핵심기술확보를위해서는, 미국의핵연료주기장단점비교 / 평가 9) 와같은거시적인관점에서의평가가선행되어야한다. 사용후핵연료및방사성폐기물처리방안을논의할때핵심어 (keyword) 세가지는중간저장, 직접처분 ( 영구처분 ) 그리고재처리이다. 우리나라에서는파이로공정등선진재처리기술을종종재활용기술로소개하고있으나, 본논문에서는포괄적인의미로서이와같은특수기술들을모두재처리기술로기재하였다. 처분장을확보한국가들을제외하면중간저장은영구처분또는재처리를하기위한과정이며, 각국가들은그이후기술개발진척과사회적수용성등을고려하여관리방안을결정하게된다. 이어지는각각의장에서는세가지핵심어와관련된실현가능한기술적옵션들과현안들을조망해보고자한다. 3. 중간저장관리현안현재우리나라는콘크리트저장용기에대한안전성해석등일부기술만확보한수준이며경수로사용후핵연료중간저장시설의모형도결정되지않은시작단계에불과하다 ( 송종순외, 방사성폐기물산업기반조성을위한연구개발 추진전략수립, 지식경제부 (2009)). 미국의경우 2012년 BRC 권고보고서와 2013년 1월 DOE의정책기조발표이후 NRC 와협력하여중간저장연구개발및인허가체제구축이집중적으로이루어지고있다. 18) 중간저장과관련된미국내최대현안은독립저장시설 (Independent Spent Fuel Storage Installation, ISFSI) 수명연장에대한원자력진흥기관과안전규제기관의독립적이면서도효율적인협력체제구축이다. 미국은최근저연소도사용후핵연료저장수명을 20년에서 40년으로연장한이후, 고연소도사용후핵연료저장의수명연장을추진하고있다. DOE는미국전력연구소 (EPRI) 와전력회사도미니언 (Dominion) 그리고건식저장용기와전체설비를제공하는 AREVA 와손잡고고연소도사용후핵연료저장시설의수명연장연구에착수하였다. 이프로젝트는 10CFR ) 에명시된기존 20년으로한정된고연소도핵연료저장용기의수명을 40년으로연장하는데그목적이있다. 수명연장은인허가기관인 NRC의승인이필요하므로 DOE와 NRC는초기프로젝트구성단계에서부터유기적으로협의하고결과를공유하며향후연구방향을공동설정하고있다. 20) 건식저장시설수명연장문제에관심이많은독일 BAM, 일본 CRIEPI 등도컨소시엄 (consortium) 을구성해서이연구에참여하고있다. 21) 이와같은국제컨소시엄구성에는 DOE의역할과더불어국제사회에서원자력진흥기관들과다양한공동연구프로그램을수행해온 EPRI의영향력이발휘된것으로판단된다. 우리나라도발전사업자인한국수력원자력 ( 주 ) 이 EPRI와공식적인협력체제를갖추고있으므로향후국내기관들과도적극적인교류가이뤄지기를기대한다 중간저장기술현안 저장분야의기술적현안중하나는해풍속에함유된염소성분에의한부식문제이다. 24) 부식문제해결을위해서는실증연구가중요하므로 DOE는매릴랜드와캘리포니아주등의중간저장시설에서해풍에함유된염소로인한부식의영향을분석하고있다. 향후우리나라가건식저장시설을운영할경우, 연안에입지할가능성이있으므로 DOE 의연구진행상황을지속적으로주목할필요가있다. 저장시설의장기적인재료 구조건전성또한확보되어야한다. 고온에서시간의존적으로발생하는크리프변형 (creep deformation) 23,24) 이나수소화물재배열 (hydride reorientation) 25) 등이발생하면, 방사성물질의밀폐기능에영향을미칠뿐아니라향후처분 / 처리를위해보관된핵연료집합체를회수 (retrieval) 하는과정에서도불안정요인이된다. 중간저장기간은기술적또는사회적요인에의해변동될수있으므로이를대비하기위해서는저장사업준비단계부터최종처분또는재처리를위한회수시점까지에대한장기건전성평가가이뤄져야한다. 또다른현안은사용후핵연료의방사성핵종특성에대한실증연구이다. 원자력계에서는안전성에기반한효율적인사용후핵연료관리를위해전산모사방법을이용해서핵 Journal of KSEE Vol.37, No.5 May, 2015

4 J. Korean Soc. Environ. Eng. 315 종의방사선준위를예측하고있다. 향후본격적인사용후핵연료중간저장사업을추진하기위해서는전산모사로예측된핵종별방사선준위에대해검증이선행되어야한다. 이를위해서는사용후핵연료시편의파괴실험을통해조성을확인하는작업이필요하다. 미국은 DOE를중심으로 ANL (Argonne National Laboratory) 등국립연구소들이 NFST (Nuclear Fuel Storage & Transportation) 프로그램에적극적으로참여하여데이터베이스를구축하고있다. 10) 우리나라의경우, 20종류가넘는핵연료가공급되어왔으며향후이에대한대규모의실험검증이수행되어야한다. 국내에서이러한규모의실험을수행할수있는시설은한국원자력연구원이유일한바, 기존시설로대규모실험을적기에수행할수있는가를판단하고추가시설이필요하다면적정규모와설비운영계획은수립해야한다 수송관련인허가체제 이와함께저장사업의원활한추진을위해서는수송관련인허가문제가해결되어야한다. 26) 미국은지리학적인연유로사용후핵연료및방사성폐기물수송시철도및도로를이용한내륙운송이주요수단이다. 27~29) 우리나라고속도로망은과적차량제한기준이 40톤으로규정 ( 도로법시행령, 대통령령제25985호, 제79조 차량의운행제한등 ) 되어있고, 국내제작중간저장용기 KN-12와 KN-18의중량은각각 75톤과 104톤 30) 임을감안하면내륙운송은현실적으로어려울수있다. 관련법률을개정하거나저장용기의용량을줄이더라도사회적수용성문제가대두될수있다. 이는철로의경우에도대도시철도역을경유해야하므로마찬가지이다. 해상운송의경우, 국내원전단지들은시공시물자수송을위한임시부두를건설한바있어선박을이용한사용후핵연료수송제반설비가갖춰져있다. 하지만, 우리나라는사용후핵연료해상운송경험이전무하므로이를오랜기간활용해온유럽국가들의수송현황과규정을살펴볼필요가있다. 스웨덴은이미 80년대중반부터사용후핵연료중간저장시설인 CLAB (Center Interim Storage for Spent Fuel) 으로연안해상운송을이용했다. 약 30여년간 2천톤급로로선 (ro-ro ship) 인시진 (Sigyn) 을운영해왔으며, 2014년 1월사용후핵연료수송적재량이 20% 증가된선박시그리드 (Sigrid) 로교체하였다. 31) 영국 PNTL과프랑스 AREVA-TN도국제또는국내해상운송을활용하고있으며국제원자력수송협회 (World Nuclear Transport Institute, WNTI) 는수송관련연구및적용우수사례들을보유하고있다. 32,33) 이처럼선진기술및운영경험을보유한기관들과의교류를통해우리나라에서의해상운송가능성을검토하고관련규제체제를정비해야한다 CANDU 원전의사용후핵연료 우리나라에는 2015년 3월기준가압경수로형원전 19기와캐나다에서수입한 CANDU원전 4기가운영되고있다. 전체원전이모두 CANDU형인캐나다는 NWMO (Nuclear Waste Management Organization) 를중심으로본격적인저장 / 처분부지확보를위한공론화를지속적으로확대추진하고있다. 2015년부터 2019년까지의계획초안 (draft for public) 을공개하고공공의의견을수렴하였으며, 이를바탕으로매년보고서를발간할예정이다. 34,35) 표면처리를위한콜드스프레이 (cold spray), 전해 (electrodeposited) 기술등중수형원자로에서발생한사용후핵연료처분을위한기술개발에도적극나서고있다. 36) 우리나라의경우수조내에사용후핵연료가임시저장중인가압경수로와는달리현재월성원전 1-4호기에서발생하는사용후핵연료는부지내사일로방식인캐니스터와조밀건식저장모듈인맥스터 (MACSTOR/KN-400) 로저장되고있다. 현재구비된설비로는 2018년까지저장이가능하며, 추가로 7모듈을설치 운영한다하더라도 2026년경포화가예상되므로장기적인관리를위해서는해당기술종주국인캐나다저장 / 처분연구현황에대한추적조사가이뤄져야한다 중간저장관련핵안보사안 9 11 사건이후미국내테러에대한우려는피해가극대화될수있는원자력관련시설로집중되었고, NRC는기존가동원전및사용후핵연료저장시설의안보강화계획을발표하였다. 37) 원자력안전과안보의궁극적인목표는인류를방사선에의한직 간접적인피해로부터보호하는것이다. 미국원전관련시설의방사선량제한수치를보면 NRC규정 19) 에따라원전정상상태인경우전신기준연간선량당량 (the annual dose equivalent) 0.25 msv이며, 우리나라의경우도원자력안전법 ( 원자력위원회고시제 호, 방사성방호등에관한기준 ) 에방사성물질관련시설의경계에서유효선량 0.25 msv기준을제시하고있다. 미국과우리나라모두현행규정에안보사고에대한선량기준을따로구분하지는않는다. 정상상태를유지하는것을안보사고예방으로간주하면, 테러공격 (terrorist attack) 에대해서도중간저장시설의경계에서선량이 0.25 msv 이하로유지되어야한다. 따라서, 비상시사용후핵연료저장설비로부터방사선물질의유출을막거나최소화하기위해악의적행위에대한탐지 (detection), 지연 (delay) 그리고최종대응 (response) 의 3요소를갖춘물리적방호체계 (physical protection system) 38) 가갖춰져야한다. 중간저장과관련된핵안보현안으로는수송과정에서의용기파손, 저장기간중방사능물질의불법유출, 항공기충돌, 미사일공격등이거론되고있다. 시설내보관된사용후핵연료가외부로불법유출되는지를탐지하기위한방법으로는전통적으로저장용기의격납손상여부를판별하기위한기압측정방법 39) 이활용되어왔다. 건식저장용기는일반적으로내부가불활성기체로충전되며상승기압이유지되므로내부기압을실시간으로측정하여불법유출을감지할수있다. 또한저장용기내부에방사선준위를측정할수있는소형센서를삽입하고무선신호로방사선준위변화를감지하는방법도있다. 40) 저장용기에삽 대한환경공학회지제 37 권제 5 호 2015 년 5 월

5 316 J. Korean Soc. Environ. Eng. 황용수 장선영 한재준 입하는소형센서개발은 ORNL 등에서 DOE의지원을받아연구를수행해왔으며최근개발된기술을기반으로상용센서를제작하려는기업도등장하고있다. 41) 처분장확보가지연되는경우, 중간저장기간이장기화될수있으며소형센서는고방사선환경에서저장수명만큼견딜수있어야한다. 아직까지는, 장기적인내구성확보는극복할문제로남아있다. 중간저장시설주변에민간또는군용비행장이존재하는경우항공기충돌로인한충격및화재의영향이고려되어야한다. 미국은이를인허가심사단계에서평가하도록하고있다. 19) 항공기충돌및화재는대규모이며복합적인피해를유발하므로전산모사예측과더불어실증실험이이뤄져야한다. 항공기충돌실험은 DOE 내핵안보청 (National Nuclear Security Administration, NNSA) 산하샌디아국립연구소에서수행되었다. 42,43) 이와같이규제관련사안을진흥기관이협력하면서도각각의독립성을유지하는것은핵안보관련인허가심사의효율성측면에서매우중요하다. 더욱이국내연구재원은미국에비해부족하므로향후원자력규제관련연구사업에적극적으로고려할사안으로판단된다. 항공기충돌과같이국내여건상실증연구가현실적으로어려운특정현안에대해서는한 미간기술교류를통해관련자료를확보해야한다. 안보관련연구에는민감정보가포함되므로이러한정보를양국간활발히교류하기위해서는원자력계와더불어범정부차원의대미협력이이뤄져야한다. 항공기충돌과더불어미사일공격에대한수송용기및저장시설의건전성도보장되어야한다. 국제핵안보법률및규제관련권고문 IAEA INFCIRC/225/Rev.5 38) 은적성국가의공격을고려하는것이아니라테러집단의공격에대응하는것으로명시하고있다. 따라서, 핵안보측면에서원자력관련시설에대한미사일공격이란대륙간탄도미사일이나대규모미사일이아닌소규모테러집단의견착식미사일등으로공격하는것을의미한다. HOLTEC, AREVA, NAC 등세계적저장용기공급업체들은이와같은물리적방호요건에맞추어저장용기를개발하고실증실험을통해미사일공격에도용기가건전성을유지하는것을검증하고있다. 44) 우리나라에도이와같이고속물체에의한구조물건전성을실측하는일정규모시설이존재하고국방분야연구개발등에활용되고있는것으로알려져있다. 사용후핵연료건식저장용기에대한미사일충돌건전성연구는방사성폐기물관리기술개발사업 72,73) 을통해 2009년부터원자력환경공단, 원자력연구원및국방과학연구소의참여로진행되고있다. 해당프로젝트를통해저장용기의특성을지닌철근콘크리트패널에대한포탄충돌연구가진행되었으나, 74) 관련인허가서류작성및심사를위해서는실증실험에대한연구를포함한관련자료구축이시급히추진되어야할것이다. 이처럼최근전통적인안전성측면을벗어나원자력규제의핵심으로떠오르고있는핵안보분야에대한기술개 발이원전선진국가들에의해진행중이다. 안전과안보는방사선물질의유출방지라는공통목적이있으므로설계단계에서부터안보를고려하면물리적인설비뿐아니라관찰 감시측면에서도통합적인체제를갖출수있다. 이와같이원전시설의안보를목적으로기존원자력시설의안전수단과연계하여효율적인방안을강구하는것을안전-안보연계 (Safety-Security Interface, SSI) 또는 3S연계 (Safety, security and safeguards) 라하며최근국제적으로논의가이뤄지고있다. 45~47) 우리나라에서도일부대학과연구기관에서관련연구가수행중이며, 48~51) 향후국내인허가체제에반영된다면국제교류를통해모범사례 (best practice) 를제시하는등국내외핵안보체제수립에기여할수있을것이다. 4. 사용후핵연료재처리기술현안 최근가서명이이뤄진개정된한 미원자력협정 75) 에는핵연료농축과사용후핵연료재처리를명시적으로금지하는 골드스탠다드 (gold standard) 조항이포함되지않았을뿐아니라, 사용후핵연료연구를매번동의를얻던것을 포괄적장기동의 형태로변경하여자율성을확보하였다 ( 외교부외관계부처합동보도자료, 한미원자력협정전면개정 ). 재처리와관련해서는파이로프로세싱의전반부인전해환원공정의연구활동에대한장기동의를확보하였으며, 한 미핵연료주기공동연구의향후결과를바탕으로고위급위원회의협의를통해재처리공정을추진할수있는경로를마련했다고평가되고있다. 역사적으로보면과거두차례오일쇼크, 최근세일가스등장그리고원유가격급등락등에너지시장의불확실성이존재하므로, 에너지원확보의관점에서는직접처분이아닌대안기술을개발하는것이중요하다. 따라서, 본논문은사용후핵연료관리의장기적인관점에서재처리기술을습식과건식으로구분하여기술개발동향과현안그리고관리정책수립시고려사항을기술하였다 습식재처리기술미국및유럽의경우원자력발전이도입된 50년대부터원자력발전은필연적으로재처리와연계되어에너지자원을재순환하는방안을중심으로추진되어왔다. 특히프랑스는석유등에너지부존자원이부족한여건을감안해에너지국산화를최우선으로삼고순환형핵연료주기를국가정책으로채택하였다. 제2차세계대전직후재순환정책을추진하기위한기술개발주체로원자력청 (CEA) 을설립하고이를기반으로세계최초의상용재처리기술인플루토늄우라늄추출 (Plutonium-Uranium EXtraction, PUREX) 을개발하였다. 이러한프랑스의정책기조는 TMI (Three Miles Island), 체르노빌그리고후쿠시마원전등일련의사고에도불구하고현재까지지속적으로추진되고있다. Journal of KSEE Vol.37, No.5 May, 2015

6 J. Korean Soc. Environ. Eng. 317 일본의경우에도나카소네전수상의정책기조를근간으로 1960년대부터순환형원자력시스템도입을추진해왔다 후쿠시마사고이후원전운전을중단한상황속에서도로카쇼무라재처리공장정상화시도와더불어다가오는 2018년미 일원자력협정개정을통해제2의재처리시설을추진하는등순환형핵연료주기정책을지속적으로개진하고있다. 일본로카쇼무라, 프랑스 La Hague 그리고영국 Sellafield와 THORP (Thermal Oxide Reprocessing Plant) 시설등에서채택한 PUREX재처리기술은순수플루토늄을독립적으로적출하는방식으로전세계적으로상용및군사시설에서활용되어왔다. 따라서 NSG (Nuclear Supply Group) 및 NPT (Nuclear non-proliferation Treaty) 등에서핵확산 (nuclear proliferation) 의우려가있는민감기술 (sensitive nuclear technology) 로규정하였고물질, 인력확산과함께기술확산을방지하기위해노력하고있다. 52) 일부에서는상용경수로에서발생하는사용후핵연료에는군사용으로사용하는 700 MWD 정도의저연소도사용후핵연료와는달리고방열연쇄반응억제물질인짝수 (even number) 플루토늄 Pu-238과 Pu-240이상대적으로높게함유되어있어핵폭탄제조가어렵다고주장한다. 하지만이는기술적으로해결될수있는사안이며설령완전한핵무기전용이어렵다고하더라도여전히고성능의더티밤 (dirty bomb) 을제조할수있기때문에 PUREX 및유사기술은향후에도민감기술로간주될것이다. 일본로카쇼무라의경우플루토늄분리추출에대한논란을의식해최종단계에서우라늄과혼합해추출하고있으나, 근본적으로 PUREX 는플루토늄을단독추출할수있는기술로바라보는국제적인시각에는변함이없다. 53) 반면, 핵물질계량관리의측면에서는국가차원의불법행동 (diversion activity) 에의해내부구조물이변경되지않는한 PUREX 시설내재고량을비교적정확하게파악할수있다는장점이있다. 액상상태로균일하게용해된물질들의샘플농도측정을통해언제어디서나 (any time, any where) 주요지점 (Key Measurement Point, KMP) 에서특정민감핵물질질량을비교적손쉽게계측할수있기때문이다. 이러한장점에기반하여최근국가의핵물질전용을방지하고자이행되는 IAEA 안전조치 (safeguards) 규범은일본습식재처리시설에초점을맞추고있다. 비용의관점에서보면 PUREX는경수로형원전을개조해사용할수있어재처리공정의설비건설비용이절약되지만추출한플루토늄을혼합핵연료 (Mixed Oxide Fuel, MOX) 로가공하기까지의비용이높다는단점이있다. 54) 공식적인국제위탁재처리비용은대부분이대외비이며 1 kg의사용후핵연료당약 2,000달러이상의비용이소요되는것으로알려지고있다. 이는재처리비용뿐아니라해외로사용후핵연료를수송 이관하는비용및해외에서의임시저장등기타제반요소들을감안한것이다. 아울러, MOX가공비용은재처리비용과같은수준이될것으로추정되고있다. 국외비용을경감하고자자국내재처리를추진하는 일본의경우, 연산 800톤규모의설비건설을완료하고운영을준비중인데건설비만대략 25조수준이며운영비를합산하면 200조가넘을것으로추정된다. 영구처분관점에서는고준위폐기물의부피가약간감소하는효과가있고사용후핵연료에존재하는휘발성방사성핵종 (volatile fission product) 인요오드등을안전하게고화시키는부수적인효과는있으나처분부담을확연히경감시킬정도로영향이크지는않다. 또한, AREVA 등관련업체의지속적인노력에도불구하고여전히다량의중저준위폐기물을발생시키기때문에이를위한별도의처분장이요구된다. 상용재처리를대규모로추진해온영국의경우 80년대초반부터사용후핵연료절단공정인전처리공정 (head end process) 폐기물과습식공정에서대량발생하는액체폐기물고화체의영구처분장건설을위해국가적인노력을경주했으나현재까지도많은어려움을겪고있다. 이처럼, 전통적인습식재처리로는고준위폐기물과더불어중 저준위폐기물의영구처분이여전히해결과제로남으며, 채산성측면에서도도입국의상황을고려하여면밀한검토가필요하다. 이와같은전통적인습식재처리의한계를극복하기위해미국, 프랑스, 일본등은처분부담을획기적으로줄이고더나아가영구적인자원재순환을위해선진핵연료주기 (Advanced Nuclear Fuel Cycle, ANFC) 의일환으로기술개발을하고있다. 대표적인기술들로는미국주도의 TRUEX (TRans Uranic EXtraction), UREX (URanium EXtraction), 프랑스주도의 COEX (CO-EXtraction of actinides), GANEX (Grouped Extraction of Actinides) 등이있다. 55) 이들의궁극적인목표는초우라늄 (TRans Uranium, TRU) 을고속로의에너지원으로재활용하고이를통해부피를감소시켜처분장건설면적을줄이는것과사용후핵연료에서 Cs-135, Tc-99, Se-79 등일부붕괴열 (decay heat) 이높은핵종들을분리및고화시킴으로써처분안전성을높이는것이다. 하지만이런습식 ANFC 기술들은아직소규모실험단계에서벗어나지못하고있다. 특히미국의경우분리된 TRU 핵연료를활용할 IFR(integral fast reactor) 고속로는경수로에비해고가의비용이소요될것으로추정되므로, 우라늄원광또는원유의급격한가격상승이유지되지않는한, 상용화추진은상당기간동안어려울것으로판단된다. 이러한현실을감안해 DOE는 ANFC 기술개발을 very long term 대안으로구분하고관련기초연구를수행하고있다. 56) 4.2. 건식재처리기술 앞에서언급한습식재처리기술중 PUREX 기술은이미상용화되어대규모재처리시설에서사용하고있으나, 건식재처리 / 재활용기술은아직연구실규모의개발수준에머무르고있다. NPT체제하에서, 프랑스가핵보유국으로서습식재처리를해온것과는다르게우리나라는비핵국으로서핵확산저항성이우수한건식재처리기술을주도적으로개발해왔다. 이런연유로우리나라는건식재처리연구에 대한환경공학회지제 37 권제 5 호 2015 년 5 월

7 318 J. Korean Soc. Environ. Eng. 황용수 장선영 한재준 있어수준높은연구를수행해왔으며, 대표적인건식재처리기술로는파이로프로세싱 (pyroprocessing) 과 DUPIC (direct use of spent PWR fuel in CANDU) 이있다. 파이로프로세싱은사용후핵연료의부피와독성을줄일수있고순수플루토늄회수가어려워핵비확산성 (nuclear nonproliferation) 이우수한공정으로평가받고있으며, 2011년부터 10년간 3단계로나눠한 미공동연구가진행중이다. 57) 파이로프로세싱와마찬가지로 DUPIC 기술도미국무성 (Department of State, DOS) 과 DOE 등에서높은핵비확산성을인정한기술로부각된바있다. 53) DUPIC은경수로- 중수로연계핵연료주기로써경수로에서발생하는사용후핵연료를중수로핵연료로제조하여 CANDU 원자로에재활용하는기술이다. 58) 기술적으로는원전적용가능성까지검증이이뤄졌으나, 59) 기존 CANDU설비의일부개량이필요하다는점과 CANDU 원전이경수로에비해상대적으로경쟁력이낮다는사유로현재는중단된상태이다. 비록 DUPIC 기술을적용하면운영측면에서수천억규모의추가비용이발생할수있으나, 사용후핵연료관리측면의이익을고려하여재평가할가치가있다. 우선, 사용후핵연료재활용을통해누적재고량을줄일수있고, 재활용된연료가다시사용후핵연료로나올때의붕괴열은상당량감소한다. 따라서, 전체적인사용후핵연료발생량은유사하더라하더라도기존경수로사용후핵연료처분장보다면적이최대 10 배가량감소되어전체비용은절감될수있다. 방사성폐기물관리비용은 2012년말대폭증가하였으며, 사용후핵연료관리를포함한후행핵연료주기관리비용이전체발전비용의약 23% 로평가되었다 ( 지식경제부 ( 현산업통상자원부 ) 보도자료, 원전사후처리비용대폭현실화 ). 향후중간저장및최종처분사업실시에따른부대비용에의해총비용은더증가할수있다. 이와같이, 사용후핵연료관리정책을수립할때에는단순히원전건설 / 운영비용중심으로경제성을판정할것이아니라우라늄원광채굴에서최종폐기물처분까지전주기 (total system life cycle) 에대한분석이이뤄져야한다. 국내원자력계일부에서는연간가압경수로발생사용후핵연료량이 400톤규모에훨씬못미치는것을언급하며향후재처리소요량에대비한저장 보관의필요성을주장해왔다. 현재가압경수로에서발생하는사용후핵연료양이연간 400톤규모에육박하고있고향후지속적인신규원전도입에따라사용후핵연료발생량이꾸준히증가할것으로예상되므로재처리를위한사용후핵연료를저장보관할필요성은점점희박해질것이다. 재처리는핵연료전주기의관점에서보면중간단계의옵션에해당한다. 재처리를통해핵연료를다시연료로사용할수도있고, 독성과부피를줄여처분할수도있다. 각국의상황에따라재처리여부로사용후핵연료관리정책이달라지지만, 결국핵연료는최종단계에서영구처분이되어야한다. 우리나라는처분장건립을위한공론화가진행중이며, 더불어건식재처리및이를연료로사용할고속로연구도수행하고있다. 이러한다양한대안들을바탕으로, 사용후핵연료발생량을고려한핵연료전주기평가가이뤄진다면향후재처리연구의보다유기적이고효율적인장기계획수립에도움이것이다. 이어지는장에서는사용후핵연료와방사성폐기물의종착지인영구처분에관한현안과관리방안에대해논의하였다. 5. 영구처분현안 5.1. 지반조사및공학적인방벽개발 영구처분관련연구는직접처분을사용후핵연료및방사성폐기물관리정책으로하는미국과스웨덴을중심으로개발되어왔다. 심지층영구처분의목적은방사성물질을안정적으로격리하는것이므로개발된처분기술은안정적인지질매질확보와공학적인방벽개발에초점을두고추진되었다. 미국은 1982년핵폐기물정책법을제정하며처분장후보지를 9개로한정하고 1983년부터부지조사를시작하였다. 이후 9개부지에대한상세지질조사에천문학적비용이소요됨을인식하고, 후보부지를서부지역의세곳으로압축하였다. 세곳의후보부지는텍사스주데프스미스카운티의암염암반층, 워싱턴주핸포드의현무암 (basalt), 그리고네바다주유카마운틴의응회암 (welded tuff) 암반층이며각기다른세가지암반매질에대한평가가수행되었다. 60~62) 1980년대에이러한평가가가능했던것은 1950년대부터캔자스지역의암염처분연구등다양한기반기술이확보된상태였기때문이다. 특히, 19세기부터축적된석유시출기술은지하 700 미터에이르는암반층의지질학적특성평가시핵심기술로활용되었다. 스웨덴의경우 70년대후반부터사용후핵연료와고준위방사성폐기물을영구처분하기위한 KBS-1 개념을개발한이래꾸준히연구를추진하여최종적으로제시된것이 KBS-3 개념이다. KBS-3 개념은천연방벽과다양한공학적방벽으로구성된시스템을도입하여사용후핵연료관리로인한인간및환경에미치는방사선적영향이미미한수준으로국한될수있다는것이다. 63) 여기서천연방벽이란화강암반과같은결정질암반을의미하는것으로결정질암반이외에도암염이나점토층과같은퇴적암반등에서도안전성이보장될수있다고알려져있다. KBS-3 개념에서는사용후핵연료를구리등으로제작된처분용기에거치하고그용기를다시벤트나이트블록에의해보호하여사용후핵연료의안정적인거치와오랜용기수명으로방사성핵종들의외부유출을최대한지연시키는방법이다. 64) 5.2. 사회적수용성과공론화 미국의유카마운틴프로젝트중단사례는기술적인측면과는별도로사용후핵연료심지층처분을위해서는사회적동의가반드시수반되어야한다는것을말해준다. 사회적 Journal of KSEE Vol.37, No.5 May, 2015

8 J. Korean Soc. Environ. Eng. 319 신뢰성증진은오랜기간동안꾸준히수행되어야하며, 대표적인성공사례는스위덴과핀란드이다. 스웨덴은사업추진초기단계인 70년말부터투명하고, 지속적이고, 치밀한사전준비를바탕으로신뢰성확보를위한논의가시행되었다. 그결과최종부지확정을위한국가적노력이경주된 2000년대초반양대후보부지인오스타마및오스카샴양지역에서처분장운영에대한확고한지역사회의지지의사를표명 22) 하였고이를기반으로최종부지가확정되었으며그과정과결과또한공개되어있다. 최종부지로확정된바텐폴원전이위치한오스타마지역을대상으로 2011 년 3월인허가신청서를접수하여현재평가가진행중이다. 스웨덴법체제에따르면처분장인허가와관련된법안은원자력관련 2법과환경관련 1법이있어이를모두만족해야하며최종적으로는지역사회의의견수렴을거치도록되어있다. 직접처분을추진한국가중핀란드는처분장운영에가장근접해있다. 1980년대부터국가차원에서부지확보장기전략을설정하였고, 1995년방사성폐기물처분사업자인포시바 (Posiva Oy) 가설립되었으며, 1999년최종부지로유라요키 (Eurajoki) 소재올킬루오토가 (Olkiluoto) 선정되었다. 2015년 2월규제기관인 STUK은처분시설인 ONKALO 내부의저장소건립을승인하였으며, 2020년처분장이운영될예정이다. 65) 성공적인핀란드의사례를보면처분장계획에서운영까지는대략 40년이소요된다. 이기간중처분장확보가절반이고나머지절반에도상업운영시점조율기간이포함되는것을감안하면, 총소요기간은국가가사회적합의를얼마나잘이끌어내는가에의해좌우됨을알수있다. 우리나라는 2009년방사성폐기물관리법 ( 제6조 2( 공론화등 )) 을개정하여공론화의법적근거를만들고 2013 년공론화위원회를출범시켜부지선정과정에서사회적합의를도출하고자노력하고있다 처분연구사업관리및체제구축 간과해서는안될것은직접처분을추진하는국가들이사회적합의를논할때에는처분관련기술확보를전제로하고있다는점이다. 최근 NRC는 2014년보편적안심확인 (Waste Confidence) 수정판 66) 을공표하면서기술적인측면만을고려하면사용후핵연료처분장은계획입안단계에서최종운영단계까지약 25년에서 30년이소요된다고언급하였다. 이는사용후핵연료처분사업자인 DOE가 2013년에제시한처분장준공 운영목표인 2048년과부합한다. 즉사업자와규제기관모두향후 30년이내에처분장건립과관련된기술적문제는해결될것으로판단하고있다. 이를국내에도원용하면지속적으로처분기술개발에대한적극적인연구지원이있는경우 2024년사용후핵연료중간저장시설이준공 운영될시점에본격적으로사용후핵연료처분사업을추진하면이로부터 30년이지난 2055년경처분장준공 운영이가능하다는판단을할수있다. 현재우리나라의영구처분과관련된기술개발수준은미 국, 영국, 스웨덴, 프랑스, 일본에비해미미하므로향후약 10년동안선진기술수준에도달할수있도록기술개발계획을세워야한다. 미국의경우 1982년핵폐기물정책법이제정된이래 20조이상의연구비가직접처분연구에투입된바있는바, 우리나라도실제사업에적용되는기술을충분히확보할수있도록구체적이고효율적인재원공급이이뤄져야할것이다. 특히초기연구단계에서는지질특성연구, 실제사업준비단계에서는처분용기및관련시스템개발연구, 초기연구부터실제인허가심사전과정에서는방사선적안전성평가연구가진행되어야한다. 이러한연구개발사업을유기적으로추진하기위해서는연구사업들을종합적으로평가하는프로그램을최우선적으로갖춰야한다. 특정현안과관련된우선순위가높은연구항목을도출하기위해서미 WIPP (Waste Isolation Pilot Plant) 사업에서개발된 SPM (system prioritization method) 67) 과같은연구주제선정프로그램이개발되어야하며, 장기처분사업에필수적인품질보증시스템개발등핵심연구인프라구축사업이시급하게추진되어야한다 수출관련관리정책적극적인원전수출사업에대비한사용후핵연료관리정책도수립되어야한다. 원전수출은원전건설 운영을통해전기료를징수하는방식과운영권을수입국에턴키베이스 (turn key base) 로넘기는방식으로나눌수있다. 원전수출에서사용후핵연료관리가고려되는경우는전자의경우와턴키베이스로하되핵연료공급및사용후핵연료관리문제는해외에의존해야하는소위 골드스탠다드 (gold standard) 준수국들이다. 최근원전을건설하기로한이집트, 요르단, 베트남을포함해서동유럽, 동남아시아, 아프리카국가들의원전수입은지속적으로이뤄질전망이다. 원전수출시우리나라가경쟁국인일본, 중국등에비해대규모재정지원안을제공하는것은어려울수있다. 현실적인대안으로터키원전수출시고려했던우리측부담으로원전을건설하고현지전력판매를통해비용을회수하는방식이있다. 이때, 수출원전의사용후핵연료관리방안으로는저장 / 처분시설을도입국에건설하거나, 국내로해외발생사용후핵연료반입하거나, 제 3국에위탁하는세가지안이있다. 원전수입국이대규모또는지속적으로도입하는경우수입국에서저장및처분시설도입을추진하는것이타당할수있으나소규모로원전을도입하는경우수입국입장에선관리부담을원전운영주체에게위임할수있다. 이런경우를대비해우리나라는향후국제공동저장및처분시설을운영하는 Plan B 가필요하다. 기존국제공동처분장건립실패사례들을교훈삼아, 지정학적지역불안요소를걱정하는미국등과컨소시움을구성하여수요자들이유치후보국을위한국제법률적, 재정적사안들을마련하여제시하는등의노력이필요할것이다. 대한환경공학회지제 37 권제 5 호 2015 년 5 월

9 320 J. Korean Soc. Environ. Eng. 황용수 장선영 한재준 5.5. 처분관련핵안보사안 사회적동의, 기술보유현안과더불어최근주목받는것은사용후핵연료처분관련핵안보사안이다. 사용후핵연료는원자로에서적출된이후단기간동안은단반감기핵분열생성물로인해고방사능을방출하게된다. 일부를제외한핵분열생성물로인한방사능은단시간에소멸되며수백년이경과하면방사능준위는현저하게낮아져접근이가능할수있다. 일정기간경과후악의적인행위자가침입하여사용후핵연료를강탈하거나, 처분당시의도적으로다른물질과사용후핵연료를바꿔지하처분장에거치되는경우안보에위협이될수있으므로이를방지하기위한기술적, 제도적방안이논의되어야한다. 일부에서는처분장운영기간종료후에도예상치못한사건대비해서또는미래기술로사용후핵연료를처리하기위해서영구처분사용후핵연료의회수가능성을열어두고있는데, 68) 이러한회수성 (retrievability) 은핵안보관점에서는위협인자이므로이를고려한종합적인논의가이뤄져야한다. 또한향후심층처분될사용후핵연료방호측면에서악의적인행위수준을분석하고안보설비및체제를검토하는것도필요하다. 유럽을중심으로 IAEA에서추진하고있는 ASTOR 프로젝트에서는관련정책원칙수립등을선도하고있는바, 69~71) 우리나라도적극적으로이러한국제동향에맞추어정책및기술개발을추진해야한다. 6. 결론 사용후핵연료관리는국가에너지수급정책, 국제비확산체제, 경제성과기술성그리고무엇보다최근중요한사회적수용성등다양한측면을고려해야한다. 따라서특정국가의성공사례가다른국가에서도동일한결과를가져오는것은아니므로, 각국가의모범사례분석을바탕으로국내실정에적합하도록정책을수립하여야한다. 본논문에서는사용후핵연료관리의단기현안인중간저장및관련제반사항과최종관리방안인영구처분그리고장기관리의옵션으로고려될수있는재처리기술에대해조망하였다. 관리방안의종합적인계획수립을위해서는우리나라실정을고려하여핵연료전주기에대한경제성평가가수행되어야한다. 이후, 그에기반한유망기술의집중투자및유기적인사업관리가이뤄져야한다. 이와관련한 부합성평가 는후속논문으로상세히다룰예정이다. 저장관리에대해서는일부제도개선과기술개발및국제협력을통해원활한사업추진이가능할것으로예상된다. 단, 원전해체에따른사용후핵연료및방사성폐기물관리방안이마련되어야한다. 체계화되어있지않은영구처분에대해서는해외선진국에비해미미한수준이므로연구개발에시급한투자가필요하다. 그러나연구개발계획을대규모로확대추진하는경우지엽적주제에과다투자 되는부작용이발생할수있으므로 SPM (system prioritization method) 과같은연구주제선정프로그램의개발과통합품질보증체제구축이선행되어야한다. 더불어연구및규제분야상호역할분담등을통해효과적인기술개발체제를구축하는것이무엇보다필요하다. 현재로서는직접처분이국제적으로유망한방안이지만에너지시장은불확실성이존재하므로장기적인대안으로서재처리연구는지속되어야한다. 국내에서는지금까지사용후핵연료장기관리에대한의견을산업부와미래부등원자력진흥기관들에서제시하였으며국가원자력안전및핵비확산 핵안보를총괄하는규제기관의입장표명은없었다. 이는규제기관인원자력안전위원회의비교적짧은운영기간에기인한현실적제약이크다할수있다. 하지만최근규제기관들은국민들이안심하는원자력규제차원에서선도적인 (proactive) 규제및안전문화창달을위해많은노력을기울이고있으므로이러한현안은조속히해소될것으로기대한다. Acknowledgement 본연구는원자력안전위원회와한국방사선안전재단의지원을받아수행한원자력안전연구사업 (No ) 과한국원자력통제기술원에서수행한 사용후핵연료주기관리방안연구 (B5-8162) 의연구결과입니다. Abbreviations DOE Department of Energy BRC Blue Ribbon Committee UNF Used Nuclear Fuel NWPA Nuclear Waste Policy Act YMP Yucca Mountain Project MDO Management and Disposal Organization WCS Waste Control Specialists GNEP Global Nuclear Energy Partnership NRC Nuclear Regulatory Commission NWMO Nuclear Waste Management Organization WTI West Texas Intermediate GTCC Greater than Class C PNNL Pacific Northwest National Laboratory ISFSI Independent Spent Fuel Storage Installation EPRI Electric Power Research Institute ORNL Oak Ridge National Laboratory SSI Safety Security Interface SSEL Safe Shutdown Equipment List SSCs Structures, Systems and Components SNL Sandia National Laboratory Journal of KSEE Vol.37, No.5 May, 2015

10 J. Korean Soc. Environ. Eng. 321 NNSA IAEA NFST ANL WNTI CLAB ANFC TUREX PUREX UREX COEX GANEX TMI THORP TBP SNT NSG NPT KMP MOX DUPIC OREOX TRU IFR ONWI OCRWM WIPP EPA SPM References National Nuclear Security Authority International Atomic Energy Agency Nuclear Fuel Storage & Transportation Argonne National Laboratory World Nuclear Transport Institute Center Interim Storage for Spent Fuel Advanced Nuclear Fuel Cycle Trans Uranic Extraction Plutonium-Uranium Extraction Uranium Extraction Co-Extraction of Actinides Group Actinide Extraction Three Miles Island Thermal Oxide Reprocessing Plant Tributyl Phosphate Sensitive Nuclear Technology Nuclear Supply Group Nuclear Non-proliferation Treaty Key Measurement Point Mixed Oxide Fuel Direct Use of Spent PWR Fuel in CANDU Oxidation Reduction of Oxide fuel Trans Uranium Integral Fast Reactor Office of Nuclear Waste Isolation Office of Civilian Radioactive Waste Management Waste Isolation Pilot Plant Environmental Protection Agency System Prioritization Method 1. U. S. Congress, Nuclear Waste Policy Act of 1982, Pub. Law, 97(425), 42(1983). 2. U. S. Congress, Nuclear Waste Policy Amendments Act of 1987 (NWPAA), 100th Congress, 1st Session(1987). 3. World Nuclear News, WR-Swedish_waste_fees _rise_to_reflect_repository_cost html, 10 October(2011). 4. World Nuclear News, Approval_for_expanded_Olkil uoto_repository html, 4 June(2009). 5. Korea Institute of Nuclear Safety, KINS/RR-1255(2015) 6. Hamilton, L., Scowcroft, B., Ayers, M., Bailey, V., Carnesale, A., Domenici, P., Eisenhower, S., Hagel, C., Lash, J. and Macfarlane, A., Blue Ribbon Commission on america's nuclear future: report to the secretary of energy, Blue Ribbon Commission on America's Nuclear Future (BRC), Washington, DC(2012). 7. Department of Energy, Strategy for the management and disposal of used nuclear fuel and high-level radioactive waste (2013). 8. Sandia National Laboratories, Evaluation of options for permanent geologic disposal of spent nuclear fuel and highlevel radioactive waste-vol. I, SAND P(2014). 9. Wigeland, R., Taiwo, T., Ludewig, H., Todosow, M., Halsey, W., Gehim, J. and Jubin, R., Nuclear fuel cycle evaluation and screening-final report, Idaho National Laboratory Report, INL/EXT , FCRD-FCO (2014). 10. Nutt, M., Nuclear fuel storage and transportation planning project (NFST) overview, In proceedings of INMM 30th Spent Fuel Seminar, Arlington(2015). 11. Broussard, B., Texas low-level radioactive waste disposal status update, WM Symposia Phoenix, Arizona, 25 Feb(2013). 12. Nuclear Energy Institute, Promising-Project-for-Interim-Storage-of-Used-Nuclear-Fuel. html#sthash.nherhuon.dpuf, 9 February (2015). 13. Lyons, P. B., Management, transportation, storage and disposal of used nuclear fuel and HLW in the United States, In proceedings of INMM 30th Spent Fuel Seminar, Arlington (2015). 14. U. S. Code of Federal Regulations, Title 10, Part 61, Licensing requirements for land disposal of radioactive waste, (2006). 15. Kirk, J. S., GTCC and spent nuclear fuel interim storage, In proceedings of INMM 30th Spent Fuel Seminar, Arlington(2015). 16. Maheras, S. J., Best, R. E., Ross, S. B., Buxton, K. A., England, J. L. and McConnell, P. E., Preliminary evaluation of removing used nuclear fuel from shutdown sites, Department of Energy(2013). 17. Cantlon, J., Nuclear waste management in the United States: The Nuclear Waste Technical Review Board's perspective, Topseal Conference, June(1996). 18. Bevelacqua, J. J., Nuclear regulation in the united states and a possible framework for an international regulatory approach, Int. Nuclear Saf. J., 2(1), (2013). 19. U. S. Code of Federal Regulations, Title 10, Part 72, Licensing requirements for the independent storage of spent nuclear fuel, high-level radioactive waste, and reactor-related greater than class C waste, (2006). 20. Energetics Inc., Life beyond 60 workshop summary report, NRC/DOE Workshop U. S. Nuclear Power Plant Life Extension Research and Development, Bethesda, Maryland (2008). 21. Hanson, B., Alsaed, H., Stockman, C., Enos, D., Meyer, R. and Sorenson, K., Gap analysis to support extended storage of used nuclear fuel, Nuclear Waste Technical Review Board Fall 2011 Board Meeting, Utah(2011). 22. Sjoland, A., The Swedish nuclear fuel management, In proceedings of INMM 30th Spent Fuel Seminar, Arlington (2015). 대한환경공학회지제 37 권제 5 호 2015 년 5 월

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