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본승 원
6 years ago
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1 오원진 [ 한국방사성폐기물학회 / 경북대학교 ] 박재범 [ 한국원자력통제기술원 ] 1 I. 배경 II. III. IV. 차례 국내산업체의감손우라늄관리현황 1. DU 차폐체감마프로젝터관리 2. 촉매로사용하는감손우라늄관리 산업체감손우라늄폐기물관리방안 1. 감마프로젝터의감손우라늄폐기물관리방향 2. 감손우라늄촉매폐기물관리방향 결언 2

2 I. 배경 NPT 강화로기존면제대상 DU의국가관리필요 우리나라는핵비확산조약 (NPT) 에따라핵물질방호협약 (IAEA권고, INCIRC-225) 및 IAEA안전조치체제의전면안전조치 (INCIRC-153), 추가의정서 (INFCIRC-540) 등의국제조약체결로국내에서의핵확산을방지하기위해노력하고있음 핵확산방지수단으로핵시설및핵물질이핵무기관련타목적으로전용되지않음을확인하는안전조치설계정보및핵물질정보등시설에대한보고와 IAEA의현장확인및현장검증을위한사찰을하고있음. 안전조치협정은시설정보와핵물질정보에관한보고를하도록하였으나, 추가의정서에서 사찰대상면제핵물질 에대한정보보고및사찰에대한내용이표1. 과같이강화되었고이와는별개로전면안전조치협정에서는모든핵물질에대한철저한관리를요청하고있음. 3 기존의안전조치 (INFCIRC-153) 보고대상핵물질 - 우라늄, 토륨, 플루토늄 사찰대상면제핵물질 - 양에따른사찰면제 천연우라늄 : 10 ton까지 감손우라늄 : 20 ton까지 토륨 : 20 ton 까지 - 용도에따른사찰면제 추가의정서 (INFCIRC-540) 보고대상핵물질 - 왼쪽과같음 사찰대상면제핵물질 에대한정보보고및추가접근 미신고핵물질에대한정보제공 - 동위원소차폐체등으로미신고수입된감손우라늄등 비원자력목적으로산업체에서사용되는 핵물질 ( 차폐체, 촉매제등 ) 양에관계없이사찰면제 4

3 II. 국내산업체의 산업체의감손우라늄관리현황 1. DU 차폐체감마프로젝트관리현황 <DU 차폐체를사용하는국내감마선조사기현황 (1/2)> 조사기모델 모델별 Du (kg) 수량 ( 개 ) Du 보유량 (kg) 참고 ( 제조사등 ) 불용현황 불용 :100% 660* SENTINEL 구모델, 192 Ir사용 불용 :17kg 660B* SENTINEL 구모델, 192 Ir사용 680* SENTINEL 구모델, 60 Co사용 불용 :130kg 불용 :91kg 20A 불용 :208kg 880* SENTINEL 신모델, 192 Ir사용 Century 불용 :100% Gamma Century 불용 :100% Gammatron-5A Co선원사용 불용 :100% ( 뒷면계속 ) 5 <DU 차폐체를사용하는국내감마선조사기현황 (2/2)> 조사기모델 모델별 Du (kg) 수량 ( 개 ) Du 보유량 (kg) 참고 ( 제조사등 ) 불용현황 Ir 불용 :29kg TK-100(=K2) 불용 :100% SE-A TK Co 선원사용 SPEC2-T 불용 :100% 0924BZ 불용 :100% UK50S Co 선원사용 650L M 불용 :100% 합계 1,352 27, kg (107 개 ) SENTINEL NDT사의 model 660, 660B, 680, 880의국내점유율 - 국내점유율 : DU질량기준 (88%), 수량기준 (87%) - 구모델 /( 구모델 + 신모델 ) = 1019개 /1175개 =86.7% = 22100kg/24508kg=90.2% 최근 SENTINEL NDT사는구모델의 IAEA 안전성지적등으로신모델 880만생산하고있음 ( 호진산업공급가 : 약14,000,0000원 / 대 ) 192 Ir, 60 Co 선원국내공급처 : 호진산업 ( 원자력연구원에실험실있고하나로에서공급받음 ) 불용 DU: 1631kg/27769kg = 5.9% 6%, 107개 /1352개 =8%

4 < 기업도산에따른최근 5년무적핵물질발생현황 > 발생년도 부도및폐업업체명 부도시국가보고핵물질량 (kg) 처리현황 2005년 원우택 33.6 IAEA 신고지점 신한에스아이티 IAEA 신고지점 검사개발 50.3 IAEA 보고 2006년 부일검사 IAEA보고 2007년 명성검사개발 16.8 IAEA보고 합계 년 11 월 14 일부터 12 월 24 일까지교육과학기술부주관으로수행된 국내핵물질관리실태조사 결과, 핵물질을보유 사용 저장하는 72 개기관과기업중 18 개기관이소량의핵물질을신고하지않은채보관 7 2. 촉매등으로사용하는감손우라늄관리 1) 태광산업감손우라늄촉매폐기물저장관리 : 7131 드럼 태광산업울산공장에서우라늄, 산화철, 안티몬, 산화규소등이포함된촉매로사용하여합성섬유, 함성고무, 수 지, 도료원료물질인아크릴로니트릴 (acrylonitrille,, AN) 을대량생산 1995 년공장가동으로현재본공정해체함. 그동안발생한우라늄폐촉매는규조토혼합하여폐기물로관리. ( 폐촉매는복합유기물과혼합된슬러지로배출되며이슬러지에규조토를혼합하여포집후탈수 / 건조 ) 현재우라늄폐촉매혼합폐기물 (7,131 드럼 ) 은방사성폐기물처분시설이완공될때까지창고를확장하여임시저장관리하고있음 중저준위방사성폐기물처분비가매우높아 ( 드럼당 500 만원이상예상, 감용없이현상태로직접처분시처분 비약 300 억원이상소요 ) 우라늄폐촉매혼합폐기물의분리및감용기술개발을통해방사성폐기물로처분하는폐기물량을최소화하여처분필요. 2) 대구택감손우라늄촉매폐기물저장관리 : 52 드럼 텅스텐와이어생산용촉매로사용하였으나 2004 년공장 3) 원자력연구원등기타폐기물저장관리 : 40 드럼 원자력연구원 : DUF6(184.8 톤 ), DUF4(9.6 톤 ), DU(3.8 톤 ) 8

[ 태관산업의우라늄폐촉매혼합폐기물조성 ] 성분명 우라늄폐촉매성분,[w%] 혼합비 ( 폐촉매 : 규조토 ) 따른조성,[w%] 1 : 1 혼합 1 : 2.5 혼합 SiO 2 50.34 67.7 75.1 주성분 Sb 성분 24.34 12.2 7.0 U 성분 8.74 4.4 2.5 Fe 성분 4.19 3.6 3.3 미량성분 규조토만의성분 Mo성분 0.42 0.

5 [ 태관산업의우라늄폐촉매혼합폐기물조성 ] 성분명 우라늄폐촉매성분,[w%] 혼합비 ( 폐촉매 : 규조토 ) 따른조성,[w%] 1 : 1 혼합 1 : 2.5 혼합 SiO 주성분 Sb 성분 U 성분 Fe 성분 미량성분 규조토만의성분 Mo성분 Bi성분 기타 ( 복합유기물?) Al 2 O MgO CaO 총계 국내 Du 폐기물관리현황요약 국내 1300 여개의소량핵물질은원자력법규제대상이아니나 IAEA 의강화된핵사찰정보보고및추가접근대상핵물질이므로이에대한국가관리가필요함. 관련산업체의도산, 폐업, 장비의노후화등으로현재 100 여개의소량핵물질장비들이영구폐기또는장기저장관리가시급하게되었음 태광산업울산공장에서는 6,000 여드럼의우라늄촉매폐기물이산업체에단순저장 관리되고있음. 따라서시급한소량핵물질의관리및재활용체제구축과, 산업체에서이용된감손우라늄의안전조치종료방안에대한연구가필요함. 참고자료 감사선조사기 Model : Amersham 660(B) 차폐체 : 감손우라늄 감마선원 : Ir-192 안전한도 : 140(Ci) 이중안전장치 10

6 III. 감손우라늄 1. 감마프로젝터의 DU 폐기물관리방안 우라늄폐기물관리현황 방안 1. DU 저장관리후재활용 차폐체 DU 를분리하여감마프로젝터차폐체로재활용방안 경제성이취약 ( 감마프로젝터주종인 SENTINEL사의 880 모델기준분석결과 ) 감마프로젝터가격 : 140,000,000원 / 대 ( 호진산업의수입판매가 ) 자체생산경쟁가격 ( 호진산업예측 ):9,200,000원/ 대 외관케이스 : 호진산업자체개발 (KINS 인허가심사중 ) DU 회수비용이 300만원 / 대보다훨씬 (~10%) 작아야하나, 별도의고온용융재활용시설의경제규모미달로경제성이취약예상. ( 뒷면계속 ) 11 호진산업전문가추정 1. 감마프로젝터의제조비용단가추정 (9,200,000원/ 대 ) 2. 제조비용세부내역 1) DU 가격 : 3,000,000원 -DU 국제가격추정가 : 150,000원 /kg. -DU 소요량 : 약20Kg/ 대 ( 손실율포함 ) 2) Locking장치제작비 : 1,000,000원 /set -Locking 장치 : 800,000원 - 앞마개 : 200,000원 3) Titanium tube : 100,000원 4) 차폐체 case 제작비 : 1,500,000원 - 케이스제작비 ( 용접비포함 ) : 1,500,000원 / 대 5) 우레탄충진재 : 100,000원 6) 도가니등재료비 : 1,000,000원 7) 폐기물처리비 : 500,000원 8) 인건비 : 2,000,000원 한국원자력연구원전문가추정 1. 기준 : - 제조경비 + 감가상각 + 경상경비 - 단, 원자력연구원부지에건설 ( 부지비용등배제 ) 2. 추산 : 7억1000만원 +1억4700 만원 + 2억1000만원 = 억원 3. 감마프로젝터추정단가 : 억 /100 대 = 10,670,000 원 / 대 < 검토의견 > 국내재활용만으로는경제규모미달로경제성이취약할것으로봄.

7 방안 2. DU 저장관리후 RI 폐기물로처분 방사성폐기물관리공단에 RI 폐기물로 DU 인수기준을만들어처분함 DU 를밀봉선원에준하여인수및관리추진 현재방사성폐기물관리공단에폐기물로요청한 DU 함유개봉선원이나, 밀봉선원의수량 은매우작음. KINAC에서별도의핵물질통제관리를요구하기때문에받지않고있음예 ) DU 차폐체포함감마프로젝터를받았다가상기문제로다시반환하였음 밀봉선원에준하여처분시경제성 밀봉선원처분비 : 9,884,495 원 /200L (49,400 원 /L) 감마프로젝터 (880 모델기준 ) 의처분비 : < 검토의견 > - 부피 (33.8x19.1x23.6cm 3 =15.23L), * 23.6kg/ 대 - 750,000 원 / 대. 일본의경우,DU 차폐체감마프로젝터를인허가및핵물질계량관리대상으로규정하자산업체에서사용을꺼려점차텅스텐차폐체감마프로젝터로대체되고있음.. 현재국내밀봉선원의관리는일단중간저장관리를하고장기적으로최종관리대책을마련예정임.. 감마프로젝터차폐체폐기물이많지않고중간저장관리가용이하므로밀봉선원에준하여방사성폐기물관리공단에서관리하는방안을고려해볼수있으나최종관리대책마련이필요함. 또한이를위해서는 DU 를방사성폐기물로재분류하여핵물질관리에서배제해야함. 방안 3. DU 저장관리후중저준위방사성폐기물로처분 U 의중저준위처분기준 (3700Bq/g(= 30w%) 이하 ) 을만족시키기위해, 200L 드럼에 잡고체페기물로시멘트고화하여처분함 방사선적인수기준은만족 인수기준 ( 포장물의일반요건 : 폭, 인화등 ) 기준만족을위한고정화등조치필요 경제성분석 : 케이스와함께잡고체로처분하되처분기준위해 ( 고정화제 ) 고화 880모델 : 15kg/23.6kg = 63.56w% 고화방법 ( 고화매질무게 ;xkg): 15/(23+x) = 0.3, x = 26.4kg 고정화제소요량 ( 비중 2 가정 ): 26.4/2=13.2L 15L 프로젝터와콘크리트부피 : 15.2L+13.2L = 28.4L 30L 200L드럼에 6대의프로젝터넣고고화 중저준위처분비 : 500만원 /200L = 83만원 / 프로젝터 < 검토의견 >. 잡고체폐기물은수송및처분안전성을위해드럼에넣고압축및고화를하는것이일반적방법임. 감마프로젝터 DU 차폐체폐기물도잡고체폐기물로간주하여 200L 드럼에다른금속성잡고체폐기물과함께넣고처리함. 200 드럼에 6 대정도를넣으면 ( 처분비대당 83 만원 ) 전알파폐기물중저준위처분장수용기준을만족함.. 잡고체폐기물로처분하는방안은감마프로젝터 DU 폐기물의최종관리방안의하나로타당성이있음

8 방안 4. 판매회사 (SENTINEL 등 ) 에반송처분 SENTINEL사에문의결과미국에서도불용장비를받아 RI폐기물처분사업자에게돈을주고처분한다고함. 불용장비반환시운송료와처분비를요구함 SENTINEL사반송처분비 ( 운반비불포함 ) Ir-192 용감마프로젝터 ( 모델 660 및 880 포함 ) : $ Co-60 용감마프로젝터 (100Ci 용 ) : $5,500.00~$6, < 검토의견 >. 일본도구입회사에반송방안을산업체에서많이택하고있음. 감마프로젝터구입회사에반송은최종관리방안의하나로타당함. 방안 5. 무적핵물질로관리 원자력법 100 조 ( 허가취소또는사업폐지관련 ) 를수정하여반영 사업도산등에의한무적핵물질관리근거마련 허가취소또는사업폐지에따른감손우라늄관리근거 ( 비용등 ) 참고 : KINS 의미신고방사성물질관리 < 검토의견 > 영세한국내감마프로젝터이용산업체를감안하여사업의도산및폐지에따른감마프로젝터감손우라늄차폐체를무적핵물질로관리할필요가있음 임시저장관리가용이하므로국가핵물질전담관리기관을무적핵물질전담관리기관으로정하여임시저장관리를하는것이타당하며, 최종폐기물관리비용등관리비용대책마련도필요함 2. 감손우라늄촉매폐기물관리방향 첫째. 불용 DU 핵물질관리종료및폐기물전환체제및절차수립 KINAC KINS 한국 /IAEA 핵물질관리종결절차수립 - 폐기물로전환기준및절차 - 폐기대상핵물질의폐기물전환기한 폐기물로전환된핵물질함유폐기물의국내관리절차수립 - 핵물질폐기물의임시저장기준및기한제정 - 전알파폐기물의중저준위폐기물처분기준적용 - 토양이나액체, 고체폐기물에잔존하는미량잔류핵물질의환경방출세부 Guideline 수립 둘째. 태광산업의 DU 폐촉매방사성폐기물의처리처분방안 태광산업폐 DU 촉매폐기물의처리및처분방향 - 기존전알파중저준위폐기물로감용및처분 - 미량 2 차폐기물은환경방출기술개발 태광산업폐 DU 촉매폐기물의처리및처분기술 - 근거 : KAERI 개발특허기술 ( 오원진 ) - 우라늄폐촉매폐기물을국내중저준위방사성폐기물의감손우라늄함유수용농도한계에맞추어분리및감용하되중저준위방사성폐기물처분부피를직접처분대비 1/4 이하로줄이고잔여폐기물은비방사성폐기물로자체처분 - 처리공정도및감용실험결과 : 그림 1 및 2 참조 16

( 방안 1) 잡고체전알파중저준위폐기물로처리및처분 ( 방안 2) 구입회사에반송처분 ( 방안 3) 새로운감마프로젝터에차폐체물질로재활용넷째, DU차폐감마프로젝터를핵물질인허가대상으로규제및관리함 DU 촉매폐기물의관리방안 첫째, 폐기대상

9 그림1. KAERI의 DU 폐촉매폐기물처리및처분개념도 그림 2. KAERI DU 폐촉매폐기물공정에의한감용실험결과 17 감마프로젝터 DU 폐기물관리방안 첫째, 영세한관련산업체의도산및사업폐지에따른무적핵물질관리대책마련이시급함. ( 관리기준및절차, 전담관리기관지정, 비용산정및확보 ) 둘째, 임시관리방안으로는 RI 밀봉선원폐기물로관리나무적핵물질전담기관에서임시관리. 셋째, 최종관리방안으로는다음중에서주로경제성을중시하여선정함. ( 방안 1) 잡고체전알파중저준위폐기물로처리및처분 ( 방안 2) 구입회사에반송처분 ( 방안 3) 새로운감마프로젝터에차폐체물질로재활용넷째, DU차폐감마프로젝터를핵물질인허가대상으로규제및관리함 DU 촉매폐기물의관리방안 첫째, 폐기대상 DU 핵물질관리종결및방사성폐기물전환체제및절차마련이시급함. 둘째, 태광산업 DU폐촉매폐기물은국내중저준위방사성폐기물의감손우라늄함유수용농도한계에맞추어분리및감용처분 - 국내개발기술등을활용중저준위방사성폐기물처분부피를직접처분대비 ¼이하감용 - 잔여 2차폐기물은비방사성폐기물로자체처분 18

10 오원진 [ 한국방사성폐기물학회 / 경북대학교 ] 박재범 [ 한국원자력통제기술원 ] 19

차례11

차례11 Ministry of National Defense WMD Weapons of Mass Destruction WMD Weapons of Mass Destruction WMD WMD Weapons of Mass Destruction 0.3% 정도로 감소될 때까지 연소시키는데, 약 1년마다 교체한다. 흑연감속로는 영국 Calder Hall 원자로 (60MWe)의