KR100967388B1 - 방사성폐기물 최적 해상 운반 경로 선택 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사성폐기물 최적 해상 운반 경로 선택 방법에 관한 것이고, 구체적으로는 출발지와 목적지 사이의 수개의 경로를 선정하여 안전성 및 경제성을 평가인자로 하여 최적의 운반 경로를 도출해 내는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방사성폐기물 최적 해상 운반 경로 선택 방법은 방사성폐기물 운반을 수행할 출발지 및 목적지를 선택하는 과정; 운반 물질 및 운반 조건을 선택하는 과정; 출발지와 목적지 사이의 수개의 경로를 선정하는 과정; 상기 선정된 수개의 경로중 선택된 경로에 대한 안전성을 평가하는 과정; 상기 안전성 평가 후에 안전한 경로에 대한 경제성을 평가하는 과정; 상기 안전성과 경제성이 평가된 수개의 경로를 비교하는 과정; 및 안전성과 경제성을 충족하는 최적의 경로를 선택하는 과정을 포함한다.

방사성 폐기물, 안전성, 운반 안전성, 위험도, 평가, 집단선량, 집단피폭선량

Description

방사성폐기물 최적 해상 운반 경로 선택 방법{Method for selecting a marine route with the optimum conditions}

본 발명은 방사성폐기물 최적 해상 운반 경로 선택 방법에 관한 것이고, 구체적으로는 출발지와 목적지 사이의 수개의 경로를 선정하여 안전성 및 경제성을 평가인자로 하여 최적의 운반 경로를 도출해 내는 방법에 관한 것이다.

방사성폐기물 운반에 있어서 방사능에 의한 위험성 때문에 운반 안전성 확보는 운반 시 대전제가 된다. 안전성 확보를 위해서 관련 업무 종사자 모두가 안전수칙을 철저히 준수하고, 운반 시 수반되는 방사선 위해로부터 주민과 환경을 보호하여야 한다. 방사성폐기물 운반에서 주변에 미치는 영향 및 안전한 운반을 위하여 최적의 경로 선택이 가장 중요하다. 육로 운반시 운반로 주변의 주민에게 미치는 피해가 가장 적고 경제적인 경로를 선택하여야 하며, 해상운반의 경우 또한 사고발생 확률이 적은 경로를 정하여 안전 운반을 하여야 한다. 그리고 운반에 있어서 육로와 해상의 병행이 필요한 경우 적절한 경로를 지정하여 안전하고 효율적인 운반을 하는 것이 중요하다. 방사성폐기물 운반에서 가장 중요한 것은 집단 피폭선량을 가능한 낮게 유지하는 것이다. 국제원자력기구의 방사성물질 안전운반에 관한 안전성 평가 규정에 의하여, 운반 작업자, 경로 그리고 운반로 주변 거주 주민들에게 미칠 수 있는 운반에 의한 방사선적인 영향을 평가하는 안전성 평가가 운반 작업 전에 수행되어야 한다.

방사성폐기물 운반경로는 육로, 해상 그리고 항공경로가 될 수 있다. 육로는 도로와 철도운반으로 나누어질 수 있고, 간편하게 이용할 수 있지만 주민들이 거주하는 지역을 통과하여야 하므로 주민에게 미치는 방사선적인 영향이 다른 운반 수단에 비하여 크다. 그리고 해상운반은 많은 양의 방사성폐기물을 운반할 수 있고, 일반인이 접근하기 어려운 원전부지, 시설부지 및 해상에서 운반이 이루어지므로 운반으로 인한 일반 피폭선량은 비교적 작다. 그러나 해상운반의 경우라도 방사성폐기물 발생장부터 항만까지 그리고 항만에서 방사성폐기물 처분지까지의 육로운반 병행은 불가피하다. 운반 경로의 선택 시 운반 수단과 안전한 경로 및 경제성 평가가 선행되어야 한다. 방사성폐기물 운반 경로의 선택에 있어서 가장 중요한 것은 집단 피폭선량을 낮게 유지하는 것이다. 집단 피폭선량 평가를 위한 안전성 평가는 사고 시나리오 및 위험성을 평가하는 라드트란 코드, 포세이돈, 마린라드 코드 및 인터트란 코드 등을 사용하여 평가될 수 있다.

해상운반의 경우에 사고 시 해양으로의 핵종 확산 위험이 있으므로 안전한 경로의 운반은 매우 중요하다. 출발지와 목적지 사이에 존재 할 수 있는 수개의 경로를 선정하여 그중 최적의 경로를 도출하는 과정이 운반 전에 수행되어야 한다.

본 발명의 최적경로 선택을 위한 경로 안전성 평가방법은 선출원된 특허출원 번호 제2007-94030호의 "방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템"의 내용을 포함할 수 있다. 특허 출원번호 제2007-94030호는 방사능 누출율 및 사고 통계 데이터를 통하여 위험성을 평가 및 산출하는 프로그램으로부터 위험성을 평가 및 분석하는 안전성 평가 시스템을 제안한다.

본 발명은 안전성 및 경제성이라는 평가 인자를 중심으로 방사성폐기물 해상 운반 최적의 경로를 선택하는 방법을 제안한다.

본 발명은 방사성폐기물 해상 운반에 있어서 방사성폐기물 발생장과 처분지 사이의 최적의 운반 경로를 제공하기 위하여 안전성 및 경제성을 평가하여 최적의 운반 경로를 선택할 수 있게 한다. 또한 실제 해상 경로의 교통 통계자료를 활용하고 실제 운반의 데이터를 활용함으로써 개별적인 운반에 대하여 최적의 운반 경로를 제공할 수 있다.

본 발명에 적절한 실시 예에 따르면 방사성폐기물 해상운반 경로 선택 방법은 방사성폐기물 운반을 수행할 출발지 및 목적지를 선택하는 과정; 운반 물질 및 운반 조건을 선택하는 과정; 출발지와 목적지 사이의 수개의 경로를 선정하는 과정; 상기 선정된 수개의 경로중 선택된 경로에 대한 안전성을 평가하는 과정; 상기 안전성 평가 후에 안전한 경로에 대한 경제성을 평가하는 과정; 상기 안전성과 경제성이 평가된 수개의 경로를 비교하는 과정; 및 안전성과 경제성을 충족하는 최적의 경로를 선택하는 과정 을 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 예에 따르면 상기 안전성 평가시 사고발생의 경우 방사성폐기물 해상운반 선량률은 미리 결정된 위험 인자를 기초로 사고 유형을 결정하여 측정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 예에 따르면 상기 운반 경제성은 안전성 평가의 결과 일정 기준을 만족하는 구간에 대해서만 평가되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방사성폐기물 최적 해상 운반 경로 선택 방법에 따르면 안전한 경로뿐 만이 아니라 경제적인 경로를 선택하여 최적의 운반을 할 수 있다는 이점을 가진다. 또한 실제 교통 통계자료를 활용하여 운반 전 최적의 운반 경로를 선택할 수 있고 실제 운반 정보를 데이터화하여 다음 운반시 경로 선택 데이터로 활용함으로써 더욱 적절한 경로를 선택할 수 있다는 장점이 있다. 이로 인하여 일반적으로 안전하고 경제적인 경로를 선택할 수 있고 실제 운반에 맞는 조건 데이터의 피드백에 의하여 효율적으로 경로를 선택할 수 있다는 장점이 있다.

방사성폐기물 최적경로 선택 시 운반 경로 주변에 미치는 피폭 선량이 가능한 한 낮게 유지하는 것이 중요하다. 이와 같은 기준에 맞추어 선정된 경로 중에서 경제적이고 안전한 경로의 선택이 이루어져야 한다.

이하 도면을 참고하여 본 발명을 더욱 자세히 설명하도록 한다.

도 1은 방사성폐기물 해상운반 최적 경로 선택 방법과정을 개략적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 방사성폐기물 해상운반 최적경로 선택 방법은 출발지 및 목적지를 선택하는 단계(S11); 운반물 선택하는 단계(S12); 경로선정단계(S13); 안전성 평가 단계(S14); 경로의 경제성을 평가하는 단계(S15); 안전성 및 경제성이 평가된 수개의 경로를 비교하는 단계(S16); 및 최적 경로를 선택 하는 단계(S17)를 포함한다.

출발지와 목적지는 방사성폐기물 발생장과 처분장이 된다(S11). 그리고 운반을 수행할 운반 물질 및 운반 조건을 선택한다(S12). 운반 물질 및 운반 양과 관련하여 운반 폐기물의 집단 피폭선량이 측정된다. 그리고 운반조건은 운반조건과 관련하여 운반 물질에 관한 사항, 포장 상태 등 운반 용기에 관한 사항, 이격선량, 운반 선박 등이 될 수 있다. 위의 조건을 선택한 다음 해상운반 경로를 선택한다(S13). 경로 선택은 수개의 방사성폐기물 발생장 중에 운반을 실시할 발생장을 선정하고 운반 목적지인 처분장 위치를 선택한다. 해상운반의 경우 발생장과 처분장이 내륙에 위치할 수 있으므로 이 경우에는 육상운반을 수반하게 된다. 그리고 해상운반을 실시할 항만이 수개가 선정될 수 있고 출발지 항만으로부터 목적지 항만 사이에 또 수 개의 경로가 존재 할 수 있다. 수개의 경로를 각각 안전성 및 경제성 평가를 수행하게 된다. 선택된 경로에 대하여 안전성 및 경제성을 평가하고(S14,S15), 그리고 수개의 경로를 비교하여 최적의 경로를 선택하게 된다.

안전성 평가는 선 출원된 특허 출원번호 제2007-94030호의 "방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템"에 기재된 바에 의할 수 있다. 선행 출원 발명은 사고 시나리오 및 위험성을 평가하는 라드트란 코드 및 인터트란 코드 등을 사용하여 여러 가지 상황에 따른 위험성 및 안전성 평가하는 방법을 제안한다. 이는 이하 도 2를 참조하여 안전성 평가방법과 함께 자세히 설명하도록 한다.

안전성 평가 후에는 경제성 평가를 수행한다(S15). 경제성의 고려요소는 경제적 효율성과 시간적 효율성이 고려가 된다. 경제적 고려 요소로는 선박운반에 따른 운반 비용이 될 수 있다. 그리고 경로에 따른 시간적 효율성이 고려되어야 한다. 해상운반의 경우 경로가 짧아지면 경제성은 증가하지만 내륙에 가깝게 운반되므로 선량 및 위험도가 증가 할 수 있다. 그러므로 평가된 안전성과 경제성을 고려하여 경로별로 비교하는 작업을 통하여(S16) 최적경로를 선택할 수 있다. 방사성폐기물의 운반에서 가장 중요한 요소는 안전이므로 안전성을 평가한 후 안전한 경로를 중심으로 경제성을 평가하여 안전성과 경제성이 균형을 이루는 경로를 선택할 필요가 있다. 이 경우 안전성은 집단 피폭선량이 방사성폐기물 운반 규제법에서 허용하는 선량률을 만족하는 경로를 선택하고, 이 경로 중에서 경제성을 비교하여 최적 경로를 선택하게 된다(S17).

도 2는 안전성을 평가하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.

도 2를 참고하면, 안전성 평가 방법은 운반 조건을 선정하는 단계(S21); 사고 발생 확률 산출단계(S22); 정상 운반 및 사고 여부를 나누는 단계(S23); 정상 운반 시 집단 피폭선량을 평가하는 단계(S24); 사고 유형을 가정하는 단계(S25); 핵종 확산을 예측하는 단계(S26); 핵종 농도를 추정하는 단계(S27); 집단 피폭선량 평가 단계(S28) 및 위험성 및 안전성 평가 단계(S29)를 포함한다.

더욱 자세히 살펴보면, 운반조건 선정 단계(S21)에서는 운반 물질 및 경로 등의 세부사항을 선정한다. 대상운반물에 관한 조건은 운반 물량, 운반물 종류, 운반 용기의 형태와 용량과 같은 것을 포함할 수 있다. 상기 설정된 경로에 대하여 사고 발생여부를 산출하는데(S22), 사고 발생여부는 일반 해상 교통 통계자료를 활용하여 산출할 수 있다. 상기 산출된 사고 발생 확률을 바탕으로 정상 운반과 사고 여부를 판단하는데(S23), 사고 발생 확률이 높은 곳은 정상 운반과 사고 시 집단 피폭선량을 모두 산출하게 된다. 정상 운반의 경우 일반 운반에 대한 운반 방사성 물질로 부터의 집단 피폭선량을 산출한다(S24). 일반적으로 선박에 의한 해상운반은 정상 운반시 미치는 집단 피폭선량이 아주 작다. 그리고 사고 발생 확률이 높은 곳에서 사고 시 집단 피폭선량을 산출하기 위하여 사고유형을 가정하고(S25) 사고 시나리오를 도출한다. 상기 도출된 시나리오로부터 핵종 확산 여부를 산출하게 된다(S26). 핵종 확산 여부는 사고 유형 및 해양 대기를 통하여 평가 될 수 있다. 그리고 핵종이 확산된 경우 해류 모델링과 같은 자료를 바탕으로 해양 핵종 농도 및 집단 피폭선량을 평가(S27,S28) 하여 종합적인 위험성 및 안전성을 평가하게 된다(S29). 가상 사고 시의 방사성 물질 누출량은 포장물의 재고량과 가상 누출율로부터 예측될 수 있다.

사고 발생의 경우 위험성 평가는 라드트란 코드 및 인터트란 코드를 사용할 수 있으며, 해양에서 핵종 농도를 추정하기 위하여 해류에 대한 모델링과 해양확산에 대한 모델링이 이용될 수 있다. 라드트란 코드 또는 인터트란 코드는 방사성폐기물 운반에 따른 위험성을 평가하는 프로그램으로서 평가를 위한 여러 변수를 입력하여 위험도를 평가한다. 상기 선정된 운반 조건 등이 평가를 위한 변수로 사용될 수 있고, 이를 바탕으로 구체적인 상황에 대한 위험성을 평가한다. 이에 대한 더욱 자세한 방법은 선출원된 특허출원번호 제2007-94030호의 "방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템"을 참고할 수 있다. 위험성 평가시 참고할 수 있는 통계 자료 로 사고 통계 자료를 활용할 수 있다. 사고 통계 자료를 통하여 사고 상황 및 사고가 많은 구간 등의 정보를 활용하고 데이터를 추출하여 사고 원인 분석 작업을 행하게 된다. 위험성 평가 요소로서 사고 원인을 분석하여 사고 원인별로 악조건, 기상의 조건, 시간대별, 운반경로 사정의 기준 등으로 나눌 수 있다.

라드트란 코드는 또한 방사성 물질 정상운반 및 가상사고 조건에 대한 작업 자 및 지역 주민의 피폭선량을 계산하기 위하여 사용될 수 있다. 라드트란 코드는 핵종의 반감기, 입자 에너지 및 내부 피폭선량과 같은 핵종 특성을 사용하여 피폭선량에 의한 확률적 영향을 분석 및 평가 할 수 있도록 한다. 그리고 라드트란은 인터트란과의 호환이 가능하다는 장점도 가지고 있다. 라드트란 코드에 데이터가 입력되면 설정상황에 따른 사고 결과나 상황 및 위험정도가 계산된다. 이 경우 주요 입력 변수는 방사성 물질의 포장형태, 포장물 수량, 연간 선적횟수, 포장물 내의 방사능량, 운반지수, 운반 거리 및 운반 상황이 될 수 있다.

위험성 평가 인자를 통하여 선택된 경로 구간별로 안전성을 평가한다. 경로 및 시간대 그리고 주어진 위험 인자 조건에 맞추어 사고 가능성 및 안전성을 산출할 수 있다. 위험성 조건을 분류하고 처리하고 이를 데이터화하고 그리고 실제 운반 정보 및 운반 정보를 데이터화하여 실제 운반 시 위험성 평가에 있어서 더욱 정확한 위험성 및 안전성 평가를 할 수 있게 한다. 더욱 정확한 안전성 평가를 위하여 실제 운반에 있어서 사고 등의 상황이 있는 경우 사고 시 상황정보가 피드백 데이터로 활용될 수 있다. 피드백 되는 요소로는 예를 들면 사고 장소, 운반 경로 조건, 기상조건, 사고 발생정도 및 방사능 유출량 등의 정보가 될 수 있다.

도 3은 경제성 평가방법을 개략적으로 도시한 도면이다.

경제성 평가는 경로에 따른 운반에 대한 경제성 평가이므로 운반 과정에서의 경제성을 평가하는 것이고, 다른 처리 작업의 경제성은 고려하지 않는다.

도 3을 참고하면, 경제성 평가는 운반 물질 및 수단 선정하는 과정(S31); 경로 선정과정(S32); 경로별 운영비용 산출 과정(S33); 경로별 소요시간 산출 과정(S34); 경제성 비교과정(S35); 및 결과도출과정(S36)을 포함한다.

운반 물질과 수량이 선정되고 운반 수단 에 따른 선박의 규모를 선정한다(S31). 그리고 경제성이 평가될 경로를 선정한다(S32). 경로는 상기 설명한 바와 같이 출발지와 목적지가 정하여지면, 사이의 수개의 구간의 조합으로 이루어진 수개의 경로를 선정할 수 있다. 각각의 경로에 대한 경제성을 평가하기 위하여 일정한 경로를 정하여 경로에 따른 상기 방사성폐기물을 상기 운반 수단으로 운반 하는 경우의 운영비용을 산출한다(S33). 운영비용으로는 연료비, 잡유비 등 재료비와 운반에 필요한 작업자 수에 따른 인건비 등이 고려될 수 있다. 그리고 상기 경로로 운반하는 경우 소요시간을 산출한다(S34). 해상 운반의 경우 소요시간은 해상 경로에 의존하게 된다. 경로가 짧은 경우 경로시간이 짧아지고, 경로가 긴 경우에는 경로에 비례하여 소요시간이 길어지게 된다. 해상경로가 내륙에 근접할 때 경로는 짧아지지만 내률 및 주민 거주 지역에 미치는 선량이 커질 수 있다. 그러므로 안전성평가가 선행 된 후에 안전 선량율을 유지하는 경로에 대한 경제성 평가를 할 수 있다.

본 발명에 따른 방사성폐기물 최적 해상운반 경로 선택 방법은 선택된 수개 의 경로를 대상으로 안전성을 평가하고 안전한 경로에 대한 경제성을 평가하여 최적의 경로를 선택할 수 있도록 한다. 특히 안전성 평가에 있어서 가상 사고시 해상사고에 따른 위험도를 평가하여 미리 최적의 조건을 구할 수 있도록한다. 그리고 안전성 평가에 따른 실제 운반 과정에서 위험인자가 새로이 발생할 수 있는바, 이와 같은 경우 새로운 위험인자를 기초로 다시 안전성 평가가 이루어 지고 그리고 그에 따라 다시 최적의 안전 운반 경로가 결정될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따르면 실제 운반 과정에서 일어나는 위험상황 또는 위험 인자가 입력자료로 피드백이 되어 새로이 발생하는 방사성폐기물 운반 조건에 효율적으로 대처할 수 있도록 한다.

위에서 본 발명은 실시 예를 이용하여 상세하게 설명이 되었다. 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 제시된 실시 예에 대한 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 이러한 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않고 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의해서만 제한된다.

도 1은 방사성폐기물 해상운반 최적 경로 선택 방법과정을 개략적으로 도시한 것이다.

도 2는 안전성을 평가하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.

도 3은 경제성 평가방법을 개략적으로 도시한 도면이다.

Claims (3)

1. 방사성폐기물 최적 해상운반경로 선택 방법에 있어서,

   방사성폐기물 운반을 수행할 출발지 및 목적지를 선택하는 과정;

   운반 물질 및 운반 조건을 선택하는 과정;

   출발지와 목적지 사이의 수개의 경로를 선정하는 과정;

   상기 선정된 수개의 경로중 선택된 경로에 대한 안전성을 평가하는 과정;

   상기 안전성 평가 후에 안전한 경로에 대한 경제성을 평가하는 과정;

   상기 안전성과 경제성이 평가된 수개의 경로를 비교하는 과정; 및

   안전성과 경제성을 충족하는 최적의 경로를 선택하는 과정을 포함하며, 상기 안전성 평가시 사고발생의 경우 누출되는 방사선 선량률은 미리 결정된 위험 인자를 기초로 사고 유형을 결정하여 측정되는 것을 특징으로 하는 방사성폐기물 최적 해상운반 경로 선택 방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 운반 경제성은 안전성 평가의 결과 일정 기준을 만족하는 구간에 대해서만 평가되는 것을 특징으로 하는 방사성폐기물 최적 해상운반 경로 선택 방법.

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