KR102041366B1 - 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템 - Google Patents

극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템 Download PDF

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KR102041366B1
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Abstract

본 발명은 원전해체시 발생하는 대량의 극저준위 이하의 방폐물에 대하여 관리번호를 부여함과 아울러 방사능 감쇄가 필요한 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물로 분류하여 관리하도록 함으로써 극저준위 이하 방폐물에 대한 측정관리 체계를 최적화하고 방사능 피폭에 따른 피해를 최소화할 수 있도록 함과 아울러 극저준위 방폐물을 감량하고 자업 효율성을 향상시킬 수 있는, 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템에 관한 것으로,
극저준위 이하 방폐물에 대하여 각각 관리번호를 부여하고 발생원과 종류 및 저장용기를 지정하는 이력관리 시스템과; 관리번호가 부여된 방폐물의 크기와 부피, 밀도, 무게를 측정하여 방폐물의 기하학적 성질과 물리적 성질을 파악하여 상기 이력관리 시스템에 그 결과를 제공하는 형상취득시스템과; 각 방폐물의 표면방사선량과 주요 4개의 감마핵종별 비방사능을 측정하여 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물로 분류하고 극저준위 방폐물의 국부오염을 측정하며 검사 결과를 상기 이력관리 시스템에 제공하는 전수검사장비와; 자체처분대상 폐기물로 분류된 방폐물에 대한 추가 검사를 통해 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물을 재분류하되, 측정대상 방폐물의 단위용기별 또는 관리단위별로 전수검사하여 모집단에 대한 오염핵종의 비방사능을 측정하는 정밀검사장비와; 상기 전수검사장비와 정밀검사장비에서 극저준위 방폐물로 분류된 폐기물을 일시 저장함과 아울러 방사능의 감쇄 및 오염 부분에 대한 제염을 실시하여 표면방사선량이나 비방사능의 양이 일정 이하가 되면 상기 전수검사장비로 공급하는 방사능 감쇄 보관 시설;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템{Total Management System for Self-Disposal of Under Very Low Level Radioactive Waste}
본 발명은 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 원전해체시 발생하는 대량의 극저준위 이하의 방폐물에 대하여 관리번호를 부여함과 아울러 방사능 감쇄가 필요한 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물로 분류하여 관리하도록 함으로써 극저준위 이하 방폐물에 대한 측정관리 체계를 최적화하고 방사능 피폭에 따른 피해를 최소화할 수 있도록 함과 아울러 극저준위 방폐물을 감량하고 자업 효율성을 향상시킬 수 있는, 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 원전을 해체하게 되면 다량의 방사능 폐기물(이하 '방폐물' 이라 한다)이 발생하게 되는데, 이러한 방폐물의 대부분은 방사능 준위이 매우 낮은 극저준위 방폐물과 자체처분이 가능한 자체처분대상 폐기물인 극저준위 이하 방폐물로 이루어져 있다.
그리고, 극저준위 방폐물과 극저준위 이하 방폐물은 측정하여 분류하기 전까지는 혼재되어 있으며, 이를 경제적 관점에서 효율적으로 처리·처분하는 것이 전체 해체사업 비용과 시간을 줄일 수 있다.
참고로, 국내에서도 고리1호기의 해체가 추진되고 있으나, 고리1호기 해체 추진계획에는 극저준위 방폐물, 자체처분 대상 폐기물 또는 비방사성폐기물의 예상 발생량이나 관리 방법이 구체적으로 언급되어 있지 않은 실정이다.
이와 관련하여, 독일이나 미국 등의 원전 해체 사례를 살펴보면, 대량의 극저준위 방폐물 및 규제해제 폐기물의 감쇄저장과 처분의 방안을 마련 후 원전 해체를 시작하였으며, 규제해제 폐기물은 측정결과로 근거로 하는 방폐물 이력관리 체계를 구축하여 해체 폐기물을 감량하고 있음을 알 수 있다.
따라서, 원전해체시에는 극저준위 이하 방폐물에 대한 구체적인 선별 및 관리방안을 마련하고 각 분류의 폐기물에 대한 실행 가능한 관리 계획을 정교하게 수립할 필요가 있다. 또한, 오염준위가 극히 낮은 해체방폐물의 자체처분이 늘어날 경우 실제로 해당 자체처분 폐기물을 수용할 수 있는 처분 및 재활용시설 확보여부와 주민 수용성 확보가 선행되어야 하며, 이를 위해서라도 자체처분 폐기물의 관리 체계의 신뢰성 재고가 필요하다.
한편, 현재 국내 원전 운영 중에 발생하는 모든 방폐물은 도 1에 도시된 바와 같이, 방폐물의 형태와 처리방법에 따라 분류하여 생성순으로 일련번호 부여 및 방사선량률을 측정하여 저장하고, 이들 중 극저준위 방폐물은 방폐물 포장단위 또는 관리단위별로 표면방사선량률 5 μSv/h 이하일 경우에 잠정적으로 극저준위 방폐물로 자체 분류하고 있다. 그리고, 자체 분류된 극저준위 방폐물은 방사능감쇄를 위해 원전에서 운영 중인 감쇄저장지역에 저장하고 있으며, 감쇄저장 중인 극저준위 방폐물과 그 외의 자체처분대상 폐기물로 예상되는 방폐물의 표면오염도와 방사선량률이 청정구역 반출기준을 만족하면 자체처분대상 폐기물로 지정하고 있다. 자체처분대상 폐기물은 원자력안전위원회 고시 제2017-65 “방사성폐기물 분류 및 자체처분 기준에 관한 규정”을 준용하고 전 원전 공용 표준절차서에 따라 자체처분을 수행하고 있다.
그리고, 국내 원전 운영 중 자체처분 작업 절차는 도 1에 도시된 바와 같이, 자체처분대상 폐기물 지정을 위한 일련의 작업, 자체처분 대상 폐기물 지정 이후에 사전 전처리 작업, 표면오염도 및 표면방사선량률 측정, 감마핵종분석용과 전알파·베타 방사능 측정용 시료채취 및 분석, 자체처분 오염검사장비 측정, 피폭선량평가 및 자체처분계획서 작성, 최종적으로 차량용 오염검사장비를 이용하여 측정하고 있다. 이 모든 자체처분 작업절차의 측정결과가 판정기준에 만족하면 규제기관 승인 하에 자체처분 대상 폐기물을 매립, 소각 후 매립, 재활용 등의 처분 방법에 따라 자체처분하고 있다.
구체적으로 살펴보면, 국내 원전에서 자체적으로 분류하는 잠정적 극저준위 방폐물과 자체처분 대상폐기물에 대한 표면방사선량률 분류기준은 잠정적 극저준위 방폐물에서는 5μSv/h 이하, 자체처분 대상 폐기물에서는 BKG 수준(0.2μSv/h 정도)의 표면방사선량률을 제시하고 있다. 즉, 극저준위 이하 방폐물을 분류할 때 방폐물의 발생원이나 종류, 오염상태, 오염핵종, 형태 등을 고려하지 않고, 단순하게 표면방사선량률이 0.2~5μSv/h 사이인 방폐물을 극저준위 방폐물로 잠정적으로 분류하고 있는 것이다.
이러한 단일화된 자체 분류 관리 체계로 인하여 극저준위 방폐물 중에 자체처분대상 폐기물이 혼재되어 있을 가능성이 높으며, 이로 인해 극저준위 이하 방폐물의 특성을 고려하여 더 세분화된 표면방사선량률의 분류기준으로 개선할 필요가 있다. 여기서 말하는 극저준위 이하 방폐물 특성은 방폐물의 발생이력 및 종류, 표면 또는 체적오염, 기하학적 형태, 크기, 무게 등이다.
방폐물의 발생이력을 확인 가능하다면 방폐물 발생원에 따른 주요 오염핵종을 알 수 있으며 이를 토대로 세분화된 분류기준을 제시할 수 있을 것이다. 그 예로, 1차측 냉각재계통 배관 내 주요 방사성물질로는 부식 부산물의 54Mn, 55Fe, 57Co, 59Fe 등의 방사성핵종이 알려져 있으며, 표면오염 콘크리트 방폐물의 주요 오염 핵종으로는 60Co, 63Ni, 137Cs이 알려져 있고, 방사화 콘크리트 방폐물의 주요 검출 핵종으로 60Co, 152Eu이 알려져 있다.
또한, 측정 대상 방폐물의 기하학적 형태, 크기 및 무게를 알 수 있다면 이에 상응하는 보다 정확하고 세분화된 표면방사선량률의 분류기준을 수립하는데 도움이 될 것으로 판단된다. 이는 오염핵종과 비방사능이 동일한 방폐물일지라도 방폐물의 형태, 크기, 무게에 따라 표면방사선량률이 달라지는 것을 고려하여 세분화된 분류기준을 수립한다는 의미이다. 이 세분화된 분류기준을 제시할 경우에 극저준위 방폐물 중 혼재되어 있는 자체처분 대상 폐기물을 보다 많이 효율적으로 분류할 수 있어, 궁극적으로 극저준위 방폐물의 감량을 향상시킬 수 있다.
또한, 표면방사선량률의 분류기준에 의해 잠정적으로 분류된 극저준위 방폐물은 방사능감쇄를 위해 감쇄저장지역에 보관하고 있으며, 정기적으로 월 1회 이상 방사선량률과 표면오염도를 측정하고 있으나 별도의 방사성핵종분석 및 국부오염을 확인하고 있지 않다. 만약, 감쇄저장 중인 극저준위 방폐물의 오염핵종과 방사능을 알고 있다면 이들 핵종의 반감기를 토대로 극저준위 방폐물이 방사능감쇠에 의해 자체처분 대상 폐기물로 전환되는 예상 보관기간을 제시할 수 있을 것으로 예상된다. 또한, 극저준위 방폐물을 오염핵종과 방사능에 따라 분류 보관한다면 현행 체계 보다 효율적으로 감쇄저장할 뿐만 아니라 보관 중에 수행하는 정기적인 측정작업도 줄일 수 있을 것으로 예상된다. 이와 더불어, 극저준위 방폐물의 국부오염을 확인할 수 있다면 국부오염을 단순 작업으로만 제염하거나 분리함으로써 극저준위 방폐물을 자체처분 대상폐기물로 분류할 수 있을 것이다. 이에 따라 방폐물의 오염핵종 및 방사능과 국부오염을 확인가능한 관리체계를 마련할 경우, 극저준위 이하 방폐물의 작업 효율성을 향상시키고 극저준위 방폐물의 감량을 기대할 수 있게 된다.
그리고, 극저준위 이하 방폐물은 표면방사선량률의 측정결과가 BKG 준위이면서 표면오염도의 측정결과가 청정구역 반출기준에 만족하면, 자체처분대상 폐기물로 지정하고 있다. 이러한 작업은 자체처분대상 폐기물을 지정한 이후 자체처분을 수행하는 단계에서의 작업 내용과 중복됨에 따라 극저준위 이하 방폐물의 전체 작업의 처리속도를 지연시키는 요인으로 작용한다. 따라서, 중복되는 작업에 대해서는 일괄처리 가능하도록 관리 체계를 구축하여 작업 효율성을 향상시킬 필요가 있다.
자체처분대상 폐기물의 지정 이후의 작업단계에는 자체처분대상 폐기물을 절단, 제염 등의 사전 전처리 작업과 표면오염도 측정작업이 있으나, 사전 전처리 작업은 본 발명과 무관하므로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
사전 전처리 작업 이후에 실시하는 표면오염도 측정 작업은 주로 국내 규제지침 KINS/RG-N12.08, "방사성폐기물 자체처분 안전성평가"를 준용하여 수행하고 있다. 이 지침에 따르면, 대상 폐기물이 평탄하고 재질이 매끈한 경우에 방사성오염이 표면에 국한되어 있으면 직·간접 측정법을 통해 대상 폐기물의 표면오염도를 측정하도록 하고 있다. 직접측정법인 경우에는 대상 폐기물의 전체적인 오염도가 확인가능하도록 계측기의 유효검출면적을 고려하여 계측하고, 간접측정법일 경우에는 적어도 오염표면의 1 ㎡ 당 1개의 문지름 시료를 채취 및 분석하여 표면오염도측정용 계측기 측정결과와 비교를 통해 간접측정법과 직접측정법 차이에 따른 불확실성을 보완해야 한다고 제시하고 있다. 하지만, 이러한 자체처분을 위한 표면오염도 측정 작업은 현행 체계에서도 많은 작업 시간과 비용을 소모케 함과 아울러 작업 효율성을 저해하는 요인으로 작용하고 있어, 원전해체에 따라 대량으로 발생하는 극저준위 이하 방폐물의 자체처분 작업에 적용하기에는 현실적으로 어렵다. 이에 따라 규제지침에서 제시하는 방법 내에서 원전해체 시 발생한 극저준위 이하 방폐물의 작업 상황을 고려하여 개선가능한 대안이 필요할 것으로 판단된다.
동 규제지침에서 제시하는 다른 방법으로는 표면오염인 대상 폐기물의 표면상태가 직·간접측정법을 이용하여 방사능을 측정하기에 적절하기 않을 경우와 체적오염폐기물일 경우에는 모집단 대상 폐기물 약 200 kg 마다 또는 매 1 m2 면적당 폐기물 표면오염을 대표할 수 있는 약 1 kg의 대표시료를 채취 및 분석하도록 하고 있다. 이에 따라, 표면오염도 측정 방법을 적용하지 않고 체적 방사능농도 분석만으로 동 규제지침을 만족할 수 있음을 알 수 있다. 그리고, 원전해체시 발생하는 극저준위 이하 방폐물의 대부분은 콘크리트 파쇄물, 소형 금속류 등으로 별도의 용기에 충전된 상태이며, 이는 실제 측정 대상 폐기물은 체적오염폐기물로 간주할 수 있다. 또한, 표면오염 콘크리트 벽체를 표면제염하거나 블록(Block)형태로 절단된 콘크리트일 경우에는 표면상태가 직·간접측정법에 의해서 방사능을 측정하기에 어려운 거친 표면 상태이므로, 원전해체시 발생하는 극저준위 이하 방폐물에서는 표면오염도 측정방법을 적용하기에 어려울 것으로 판단된다.
그리고, 원전해체에 따른 극저준위 이하 방폐물에 대해서 표면오염도 측정방법을 배제하고 체적 방사능농도만을 측정한다면 전체 작업 속도를 향상시킬 뿐만 아니라 자체처분 대상 폐기물 지정 이후에 일련의 작업 중 대표시료 채취 및 분석방법으로 일괄 처리도 가능할 것으로 판단된다.
표면방사선량률 측정은 통상적으로 측정 대상 폐기물의 표면방사선량률이 측정하는 장소에서의 BKG 방사선량률 준위이내인지 확인하는 작업으로, 상술한 자체처분 대상 폐기물 지정을 위한 일련의 작업과 동일한 작업이다. 따라서, 증복되는 작업을 일괄 처리할 수 있는 측정관리 체계를 구축하여 전체 작업 속도를 향상시킬 필요가 있다.
그리고, 감마핵종분석용 방사능 대표시료 채취 및 분석작업은 자체처분 대상폐기물을 20㎏ 또는 그 이하 무게로 절단한 세부단위를 묶어서 모집단 단위인 200㎏으로 구성하고, 모집단 대상 폐기물 약 200㎏ 마다 약 1㎏ 이상의 대표시료를 채취 및 분석하도록 하고 있다. 그리고, 이 대표시료는 HPGe 감마핵종분석장비를 이용하여 각 용기 당 약 15분 정도 분석하고 있으며, 분석결과는 원안위 고시 제2017-65 별표1 "방사성핵종별 자체처분 허용농도" 이내로 만족하는지를 평가하고 있다. 분석결과가 판정기준 이내로 만족하면 다음 작업단계인 전알파베타분석용 방사능 대표시료 채취 및 분석을 수행하고, 판정기준 이상이면 검출핵종 중 최대 방사능을 갖는 핵종에 대해서 자체처분 허용농도 미만으로 감쇠되는 예상 보관기간을 파악 후 해당 자체처분 대상폐기물을 감쇄저장지역으로 이동후 보관하고 있다. 이 작업은 전술한 규제지침 KINS/RG-N12.08에서 제시하는 규정을 따르는 것으로, 실제 자체처분 일련의 작업 중에서 사전 전처리 작업과 더불어 가장 많이 소요되는 작업에 해당한다.
따라서, 대표시료 채취 작업을 배제하고 측정 대상 폐기물의 모집단을 전수적으로 감마핵종분석하는 신뢰성 있는 측정관리 체계를 개발하여 작업의 효율성과 극저준위 방폐물의 감량을 추구할 필요가 있다.
전알파베타분석용 방사능 대표시료 채취 및 분석은 규제지침 KINS/RG-N12.08에 따라 대상 폐기물 중 특이사항을 보이는 시료군로부터 적어도 3개의 시료를 채취하여 액체섬광계수기로 분석하는 방식으로 이루어지고 있다. 이러한 전알파베타분석용 대표시료 채취를 위한 선별 작업은 작업자가 감마핵종분석결과를 토대로 수동적으로 일일이 기록하여 비교평가하는 형태로 이루어지고 있어 전체 작업 속도를 지연시키는 요인으로 작용하고 있다. 이에 따라 현행 절차와 동일하게 하되 전체 작업 단계의 측정 결과들을 종합적으로 관리하는 이력 시스템을 도입하여 특이사항을 보이는 시료군을 자동적으로 선별가능한 측정관리 체계가 필요하고, 이 종합적인 이력관리 시스템은 극저준위 이하 방폐물의 전체 작업의 효율성과 편리성을 재고하는데 기여할 것으로 기대되고 있다.
자체처분 오염검사 작업은, 상기한 표면오염도 측정, 표면방사선량률 측정, 감마핵종분석용 방사능 대표시료 채취 및 분석, 전알파베타분석용 방사능 대표시료 채취 및 분석 등의 결과가 판정기준에 만족한 자제처분 대상 폐기물은 국내 원전에 보유하고 있는 자체처분 오염검사장비를 통해 재차 측정하여 자체처분 대상 폐기물의 오염검사의 방사능 측정 신뢰도를 확보하기 위한 작업이다. 자체처분 오염검사장비는 전 채널 감마선 방사능, 137Cs과 60Co 방사성 핵종의 방사능농도를 표시함과 아울러 자체처분 대상 폐기물이 없을 경우에 BKG 방사능준위와 비교하여 BKG 방사능준위 이상이면 알람을 발생하고 그 이하이면 알람이 발생하지 않도록 하고 있다.
그러나, 상기한 현행 국내 원전 운영 중 자체처분 절차를 원전 해체 시에 발생하는 대량의 극저준위 이하 방폐물을 자체처분하는 작업에 적용하기에는 현실적으로 어려움이 많다.
이는 원전해체 시 발생하는 대량의 극저준위 이하 방폐물은 원전 운영 중에 발생하는 방폐물에 비해 수량, 종류, 형태, 크기가 다양하기 때문이다.
원전해체시 발생하는 극저준위 이하 방폐물은 콘크리트, 금속류, 케이블, 잡고체 등으로, 대부분이 콘크리트와 금속류의 방폐물이다. 국외 원전해체 사례에서는 콘크리트 방폐물의 형태 및 크기는 100 mm 이하 크기의 콘크리트 파쇄물과 한 변의 길이가 600 mm 정도의 크기이거나 1톤 미만의 콘크리트 블록 형태로 보고된 바 있다. 그리고, 국내에서도 고리 1호기 원전의 즉시해체시 발생할 것으로 예상되는 극저준위 이하 금속류 방폐물 역시 8인치 이하 또는 그 정도의 크기를 갖는 밸브, 배관 등의 소형 금속류 방폐물과 10,000 마력 이하의 펌프를 갖는 소형 금속류 방폐물이 대부분이고, 대형 금속류 방폐물은 열교환기 등과 같은 대형기기로 금속류 방폐물의 전체 부피의 약 8% 미만인 것으로 추정되고 있다. 이러한 극저준위 이하 방폐물에는 콘크리트 파쇄물과 소형 밸브, 배관, 펌프, 케이블, 잡고체 등과 같이 드럼이나 박스 형태의 용기에 저장가능한 정형 방폐물과, 대형 방폐물을 제외하고 콘크리트 블록, 밸브, 배관과 같이 용기에 저장하기 어려운 비정형 방폐물로 구분되고 있다. 따라서, 원전해체 발생하는 극저준위 이하 방폐물 중 대형 방폐물을 제외한 콘크리트 파쇄물 및 블록, 소형 금속류 방폐물, 비정형/정형 방폐물을 효과적으로 관리하기 위한 시스템의 개발이 요구되고 있다.
한편, 본 발명과 관련한 선행기술을 조사한 결과 동일 또는 유사한 특허를 발견하지 못하였으며, 유사분야에서는 다음의 특허문헌이 검색되었다.
특허문헌 1은, 원자력발전소를 구성하는 금속기기의 내부에 장착되어 집중방사선 오염부위를 측정하는 측정기구에 있어서, 상기 측정기구는 금속기기의 내부에 삽입장착되는 구형상의 튜브와, 상기 튜브의 일측에 장착되고 집중방사선 오염부위를 측정하는 열형광선량계와, 상기 열형광선량계가 장착되는 튜브의 반대 측에 장착되고 금속기기에 튜브를 부착시키는 영구자석 또는 접착테이프와, 상기 튜브와 연통되면서 외부의 공기를 주입하여 튜브를 팽창시키는 공기주입관으로 구성되어, 금속기기의 훼손을 최소화하면서 복잡한 기기 내부에 다량의 방사선 측정소자를 매우 용이하게 설치하여 집중오염지역을 검출하고 상기 지역에 대한 부위에 대해서만 간접측정을 수행하여, 간접측정을 위한 해체작업을 최소화함과 동시에 간접측정 횟수를 합리적으로 최소화함으로써 전체 방사선(능) 측정에 대한 비용을 최소화할 수 있는, 복잡한 금속기기와 토양의 집중방사선 오염부위 측정기구 및 방사선 측정방법을 개시하고 있다.
특허문헌 2는, 측정 대상체에 대하여 오염 부위에 대한 구조의 유사성을 고려하여 격자군(格子群)의 수를 정의하는 제1단계; 각각의 격자군 중, 분할 격자의 수 또는 분할 격자의 크기를 결정하고 이에 대한 적합성을 확인하는 제2단계; 각각의 격자군 중, 시료채취가 용이한 지점의 기준격자와 상기 기준격자 외의 지점의 일반격자에는 각각, 방사선량율 측정을 위하여 방사선량 측정소자를 배치하는 제3단계; 상기 기준격자 내의 시료를 채취하여 비방사능을 측정하는 제4단계; 일반격자 내의 비방사능 값을 측정하는 제5단계;를 포함하되, 상기 일반격자 내의 비방사능 값을 측정하기 위한 수식은, Dr은 기준격자의 방사선량율(mSv/hr), Di는 i번째 일반격자의 방사선량율, Ar은 기준격자의 비방사능(Bq/g), Ai는 i번째 일반격자의 비방사능(Bq/g)이라 할 때, Dr : Di = Ar : Ai 값을 만족하도록 함으로써, 비방사능 분석 횟수를 최소화함과 더불어, 모든 격자의 방사선량율 측정을 통해 모든 격자의 비방사능 값을 측정할 수 있도록 한, 원전 대형 금속기기의 방사선량율을 이용한 비방사능 측정방법을 개시하고 있다.
특허문헌 3은, 방사능 오염물질을 특성에 따라 분류하는 전처리부; 상기 전처리부로부터 공급되는 방사능 오염물질을 순환시키는 오염물질순환부; 상기 오염물질순환부 상에 형성되며, 상기 오염물질순환부로부터 공급되는 방사능 오염물질 위치정보를 이용하여 방사능 오염물질의 오염도를 측정하는 오염물질측정부; 상기 오염물질순환부 상의 상기 오염물질측정부 후단부에 형성되며, 상기 오염물질순환부로부터 공급되는 방사능 오염물질 위치정보와 상기 오염물질측정부로부터 공급되는 방사능 오염물질 오염도 정보를 이용하여, 제염 및 처분 과정이 필요 없는 비오염물질, 제염 및 처분 과정이 필요한 극저준위물질, 저준위물질, 중준위물질 및 영구적으로 처분하여 격리시켜야 하는 고준위물질로 분류하는 오염물질분류부;를 포함하며, 방사능 오염물질을 오염물질순환부를 통해 순환시키면서 방사능 오염도를 측정함으로써, 방사능 오염물질을 오염도에 따라 단계별로 연속적으로 분류할 수 있으므로, 방사능 오염물질의 분류 작업 후 제염 및 처분 작업을 효율적으로 수행할 수 있는, 방사능 오염물질 분류장치를 개시하고 있다.
KR 10-0995484 B1 KR 10-1095624 B1 KR 10-2016-0060305 A
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 원전해체 시 발생하는 대량의 극저준위 이하 방폐물에 대하여 각각 관리번호를 부여하고 형상 정보를 취득한 후 그 형상 정보를 전수검사 및 정밀검사에서 활용하는 방식으로 개별 방폐물에 대한 체계적인 이력관리를 통해 극저준위 이하 방폐물을 방사능 감쇄가 필요한 극저준위 방폐물과 재활용이 가능한 자체처리대상 방폐물로 효과적으로 분리하고 극저준위 방폐물의 감량을 추구할 수 있도록 한, 양을 줄이고 재활용이 가능한 자체처리대상 방폐물을 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 극저준위 이하 방폐물을 분류하는 과정에서 불필요하거나 중복되는 작업을 간소화하고 자체처분 작업과정에서 많은 시간과 비용이 수반되는 작업을 최소화하여 작업 효율성이 향상되도록 한, 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 원전해체시 발생하는 대량의 극저준위 이하 방폐물의 특성을 고려하여 측정관리 체계를 최적화한, 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 극저준위 이하 방폐물에 대하여 각각 관리번호를 부여하고 발생원과 종류 및 저장용기를 지정하는 이력관리 시스템과; 관리번호가 부여된 방폐물의 크기와 부피, 밀도, 무게를 측정하여 방폐물의 기하학적 성질과 물리적 성질을 파악하여 상기 이력관리 시스템에 그 결과를 제공하는 형상취득시스템과; 각 방폐물의 표면방사선량과 주요 4개의 감마핵종별 비방사능을 측정하여 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물로 분류하고 극저준위 방폐물의 국부오염을 측정하며 검사 결과를 상기 이력관리 시스템에 제공하는 전수검사장비와; 자체처분대상 폐기물로 분류된 방폐물에 대한 추가 검사를 통해 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물을 재분류하되, 측정대상 방폐물의 단위용기별 또는 관리단위별로 전수검사하여 모집단에 대한 오염핵종의 비방사능을 측정하는 정밀검사장비와; 상기 전수검사장비와 정밀검사장비에서 극저준위 방폐물로 분류된 폐기물을 일시 저장함과 아울러 방사능의 감쇄 및 오염 부분에 대한 제염을 실시하여 표면방사선량이나 비방사능의 양이 일정 이하가 되면 상기 전수검사장비로 공급하는 방사능 감쇄 보관 시설;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템에 따르면, 상기 이력관리 시스템은 극저준위 이하 방폐물의 관리번호, 발생원, 종류 및 형상, 저장용기의 충전여부 및 충전율을 포함하는 방폐물 발생 초기 상태정보를 입력하는 초기정보 입력부와; 상기 형상취득시스템에 의해 측정된 방폐물의 크기, 부피, 무게 및 밀도를 포함하는 측정관리정보와, 상기 전수검사장비 및 정밀검사장비에 의한 측정결과와 계측기의 종류, 교정효율, 측정일시, 배경준위 및 최소검출방사능을 포함하는 측정 정보를 주요 성능 인자정보로 활용하는 측정관리 체계; 및 상기 전수검사장비 및 정밀검사장비에 의해 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물로 분류되는 현황과, 극저준위 방폐물의 방사능 감쇄정보 현황 및 국부오염 현상을 체계적으로 관리하는 이력관리부;를 포함하며, 극저준위 이하 방폐물의 초기 특성정보와 상기 형상취득시스템과 전수검사장비 및 정밀검사장비의 측정정보 사이에 상호 연계가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템에 따르면, 상기 형상취득시스템은 방폐물의 크기와 부피를 측정하는 3D 격자 레이저 스캐너 장비와, 로드셀이 장착된 컨베이어를 이용하여 방폐물의 무게와 밀도를 측정하는 무게측정장비와, 상기 3D 격자 레이저 스캐너 장비 및 무게측정장비에 의해 측정된 결과가 저장되고 상기 이력관리 시스템과 실시간으로 연동되는 운영소프트웨어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템에 따르면, 상기 전수검사장비는 각면에 두 개의 검출기가 놓이도록 정육면체 형태로 배치되며 단일 방폐물의 24개 분할 부분에 대한 오염을 확인함과 동시에 에너지 스펙트럼의 컴프턴단애피크를 광전피크로 변환하는 에너지 디콘볼류션 알고리즘을 통해 오염핵종별 비방사능을 측정하는 12개의 대면적 플라스틱 섬광검출기와, 배경방사선량 준위를 낮출 수 있도록 상기 대면적 플라스틱 섬광검출기의 검출면을 제외한 전면에 설치되는 납차폐체와, 상기 섬광검출기에 의해 표면방사선량이 높거나 감마핵종이 검출된 방폐물 및 국부 오염이 측정된 방폐물은 극저준위 방폐물로 분류하여 상기 방사능 감쇄 보관 시설로 이동시키고 나머지 방폐물은 자체처분대상 폐기물로 분류하여 상기 정밀검사장비로 이동시키는 이동 컨베이어와, 상기 검출기에 대한 자연배경방사선에 의한 간섭신호를 배제할 수 있도록 동시회로가 가능한 MCA 회로모듈과, 상기 섬광검출기의 검출결과에 따라 상기 이동 컨베이어를 제어하며 상기 이력관리 시스템에 연동되는 운영소프트웨어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템에 따르면, 상기 정밀검사장비는 전수검사장비에서 자체처분대상 폐기물로 분류된 측정대상 방폐물의 감마선 핵종을 분석하는 고순도 게르마늄(HPGe) 방사선 검출기와, 측정대상 방폐물을 360도 회전시키는 회전테이블과, 상기 고순도 게르마늄 방사선 검출기에 의해 감마선 핵종이 검출된 것으로 판단된 방폐물을 극저준위 방폐물로 분류하여 상기 방사능 감쇄 보관 시설로 이동시키고 나머지 측정대상 방폐물은 자체처분대상 폐기물로 분류하여 전알파베타분석 장비로 이동시키는 이동 컨베이어와, 배경방사선량 준위를 낮출 수 있도록 상기 고순도 게르마늄 방사선 검출기의 검출면을 제외한 전면에 설치되는 납차폐체와, 상기 고순도 게르마늄 방사선 검출기의 검출결과에 따라 상기 이동 컨베이어를 제어하며 상기 이력관리 시스템에 연동되는 운영소프트웨어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템은, 현행 체계의 표면방사선량률 측정, 표면오염도 측정, 자체처분오염검사장비 측정등의 작업을 일괄처리하거나 배제하게 되므로, 작업의 효율성과 편리성이 향상되는 효과가 있다.
구체적으로, 현행 체계의 극저준위 이하 방폐물의 분류 목적을 유지하되 방폐물의 종합적인 이력관리, 세분화된 분류기준, 방폐물의 형상정보 취득, 예상보관 기간, 제염가능성 여부, 대표시료 채취작업없이 비방사능분석 등의 추가적인 기능을 구현하게 되므로 극저준위 방폐물의 감량, 측정의 정확도 및 신뢰도, 작업의 효율성 및 편리성 등이 을 향상된다.
따라서, 원전해체 시 발생하는 대량의 극저준위 방폐물 및 자체처분 폐기물에 대한 처리처분시 전체 해체사업 비용과 시간을 줄일 수 있으며, 그 밖으로 자체처분 폐기물의 처분 및 재활용시설, 주민 수용성을 확보하는데 기여할 수 있게 된다.
도 1은 국내 원전 운영 중 발생하는 방폐물의 자체처분 절차를 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 이력관리 시스템을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명에 따른 형상취득시스템을 나타낸 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 전수검사장비의 구성을 나타낸 블록도.
도 6은 본 발명에 따른 정밀검사장비의 구성을 나타낸 블록도.
도 7은 본 발명에 따른 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템의 구성 및 기능을 나타낸 도표.
도 8은 본 발명에 따른 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템을 현행 관리 체계와 대비한 도표.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 3은 본 발명에 따른 이력관리 시스템을 나타낸 블록도이며, 도 4는 본 발명에 따른 형상취득시스템을 나타낸 블록도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전수검사장비의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 6은 본 발명에 따른 정밀검사장비의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 7은 본 발명에 따른 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템의 구성 및 기능을 나타낸 도표이다. 그리고, 도 8은 본 발명에 따른 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템을 현행 관리 체계와 대비한 도표이다.
본 발명에 의한 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템은 도 2 내지 7에 도시된 바와 같이, 이력관리 시스템(10)과 형상취득시스템(20), 전수검사장비(30), 정밀검사장비(40) 및 방사능 감쇄 보관 시설(50)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 방사능 대표시료를 채취하여 분석하는 전알파베타분석(60)과, 피폭선량평가 및 자체처분계획서 작성(70), 차량용 오염검사장비 측정(80) 등의 작업이 추가로 수행되지만, 이러한 작업은 현행 체계와 동일하게 수행하므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
상기 이력관리 시스템(10)은 극저준위 이하 방폐물에 대하여 각각 관리번호를 부여하고 발생원과 종류 및 저장용기를 지정하는 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 극저준위 이하 방폐물의 관리번호, 발생원, 종류 및 형상, 저장용기의 충전여부 및 충전율을 포함하는 방폐물 발생 초기 상태정보를 입력하는 초기정보 입력부(11)와; 상기 형상취득시스템(20)에 의해 측정된 방폐물의 크기, 부피, 무게 및 밀도를 포함하는 측정관리정보와, 상기 전수검사장비(30) 및 정밀검사장비(40)에 의한 측정결과와 계측기의 종류, 교정효율, 측정일시, 배경준위 및 최소검출방사능을 포함하는 측정 정보를 주요 성능 인자정보로 활용하는 측정관리 체계(12); 및 상기 전수검사장비(30) 및 정밀검사장비(40)에 의해 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물로 분류되는 현황과, 극저준위 방폐물의 방사능 감쇄정보 현황 및 국부오염 현상을 체계적으로 관리하는 이력관리부(13); 및 운영소프트웨어(15)를 포함하며, 극저준위 이하 방폐물의 초기 특성정보와 상기 형상취득시스템(20)과 전수검사장비(30) 및 정밀검사장비(40)의 측정정보 사이에 상호 연계가 이루어지도록 구성된다.
상기 이력관리시스템(10)의 초기정보 입력부(11)를 통해 입력되는 방폐물 발생 초기 상태 정보는 극저준위 이하 방폐물의 관리번호, 발생원, 종류 및 형상, 저장용기의 충전여부 및 충전율 등으로, 이러한 정보들은 측정관리 체계의 주요 성능인자를 도출하는데 있어서 기초 자료로 활용된다. 즉, 극저준위 이하 방폐물의 관리번호가 원전해체의 일련의 작업과정을 추적가능하도록 부여됨으로써, 극저준위 이하 방폐물 측정관리 체계의 이전 작업 단계에서 부여된 관리번호를 이력관리시스템(10)에 입력하거나 이 관리번호와 연계가능하도록 신규 관리번호를 부여할 수 있도록 하는 것이다. 또한 극저준위 이하 방폐물의 발생원으로부터는 방폐물의 주요 오염핵종과 오염상태를 파악하고 방폐물의 종류 및 형상, 저장용기의 충전여부 등의 정보들은 형상취득시스템(20)에 제공함으로써 기하학적/물리적 효율 을 개발하는데 기여하게 된다.
상기 이력관리시스템(10)의 측정관리 체계(12)는 상기 형상취득시스템(20)의 측정정보 관리인 방폐물의 크기, 부피, 무게, 밀도 등의 정보를 관리하며, 상기 전수검사장비(30) 및 정밀검사장비(40)의 측정 정보인 측정결과와 계측기 종류, 교정효율, 측정일시, 배경준위, 최소검출방사능 등의 주요 성능인자 정보들을 체계적으로 관리하게 된다. 그리고, 상기 이력관리시스템(10)의 이력관리부(13)는 상기 전수검사장비(30) 및 정밀검사장비(40)에 의해 극저준위 방폐물과 자체처분폐기물로 분류되는 현황, 극저준위 방폐물의 방사능 감쇄저장 현황과 국부오염 현황 등을 체계적으로 관리한다. 이에 따라, 상기 이력관리시스템(10)을 통해 극저준위 방폐물과 자체처분폐기물의 분류 현황, 방폐물 발생 초기 상태 정보와 형상취득시스템(20)과 전수검사장비(30) 및 정밀검사장비의 측정정보를 포함한 모든 정보를 확인할 수 있게 된다. 그리고, 상기 방사능 감쇄 보관장치(50)의 방사능 감쇄저장 현황을 통해 상기 전수검사장치(30) 및 정밀검사장비의 측정결과에 의해 분류된 극저준위 방폐물의 오염핵종과 비방사능에 따라 자체처분폐기물로 전환예상되는 보관기간을 포함한 현황을 관리 및 제시한다. 국부오염 현황은 전수검사장비(30)에 의해 분류된 극저준위 방폐물 중 국부오염으로 예상되는 방폐물의 현황을 관리 및 제시하는 것으로, 이를 토대로 국부오염 방폐물에 대해서 제염가능성 여부를 확인하는 기초자료로 활용할 수 있다.
또한, 상기 이력관리시스템(10)에서는 극저준위 이하 방폐물의 초기 특성 정보를 시작하여 형상취득시스템(20), 전수검사장비(30) 및 정밀검사장비(40)의 측정정보 간에 상호 연계가 가능하게 한다. 즉, 방폐물의 종류, 형상, 저장용기 상태 등의 초기 특성 정보는 형상취득시스템(20)으로 연계됨으로서 방폐물의 크기, 부피, 무게, 밀도 등을 산출되도록 하고, 이 모든 정보들이 전수검사장비(30) 및 정밀검사장비(40)에 자동적으로 연계됨으로써 방폐물의 오염핵종, 오염상태 등의 초기 특성정보를 전달받아 측정 대상 방폐물의 기하학적/물리적 효율을 도출할 수 있게 된다. 그리고, 상기 전수검사장비(30)에서 측정되는 오염핵종별 비방사능, 국부오염 등의 정보들은 상기 정밀검사장비(40)로 연계되고, 이 측정정보는 정밀검사로 측정된 결과와 비교분석된다. 상기 정밀검사장비(40)에서 측정된 방폐물들의 오염핵종별 비방사능 측정결과는 상기 이력관리시스템(10)으로 연계되어 전알파베타분석(60)의 대표시료를 선별하기 위한 근거로 활용될 수 있다. 이 모든 정보 간의 상호연계 과정은 이력관리시스템(10)을 중심으로 각 시스템의 운영소프트웨어로 종합적으로 처리 및 관리되어진다. 또한, 상기 이력관리시스템(10)의 자료, 즉 전알파베타분석(60)에 따른 결과를 포함한 관리되는 모든 자료는 피폭선량평가(70) 및 자체처분계획서(80)의 작성하는 기초자료로 활용된다.
상기 형상취득시스템(20)은, 상기 이력관리 시스템(10)에 의해 관리번호가 부여된 방폐물의 크기와 부피, 밀도, 무게를 측정하여 방폐물의 기하학적 성질과 물리적 성질을 파악하여 상기 이력관리 시스템(10)에 그 결과를 제공하는 것으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 방폐물의 크기와 부피를 측정하는 3D 격자 레이저 스캐너 장비(21)와, 로드셀이 장착된 컨베이어를 이용하여 방폐물의 무게와 밀도를 측정하는 무게측정장비(22)와, 상기 3D 격자 레이저 스캐너 장비(21) 및 무게측정장비(22)에 의해 측정된 결과가 저장되고 상기 이력관리 시스템(10)과 실시간으로 연동되는 운영소프트웨어(23)를 포함한다.
이때, 상기 형상취득시스템(20)의 모든 측정 정보들은 컴퓨터 통신 프로토콜(TCP/IP) 형식으로 전수검사장비(30)의 운영소프트웨어(35)로 자동적으로 연계되며, 상기 형상취득시스템(20)의 운영소프트웨어(23)와 상기 전수검사장비(30)의 운영소프트웨어(35)는 이력관리시스템(10)과 실시간으로 연동된다. 상기 형상취득시스템(20)의 측정정보를 취득하고 연계하는 모든 일련의 작업은 자동화되어 적어도 3 분이내로 연속적으로 처리되도록 함으로써, 작업자에 의해 측정하는 것에 비해 작업속도와 인적오류의 발생을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 극저준위 이하 방폐물의 전체 작업의 효율성과 편리성이 향상된다.
상기 전수검사장비(30)는 각 방폐물의 표면방사선량과 주요 4개의 감마핵종별 비방사능을 측정하여 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물로 분류하고 극저준위 방폐물의 국부오염을 측정하며 검사 결과를 상기 이력관리 시스템(10)에 제공하는 것으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 각면에 두 개의 검출기가 놓이도록 정육면체 형태로 배치되며 단일 방폐물의 24개 분할 부분에 대한 오염을 확인함과 동시에 에너지 스펙트럼의 컴프턴단애피크를 광전피크로 변환하는 에너지 디콘볼류션 알고리즘을 통해 오염핵종별 비방사능을 측정하는 12개의 대면적 플라스틱 섬광검출기(31)와, 배경방사선량 준위를 낮출 수 있도록 상기 대면적 플라스틱 섬광검출기의 검출면을 제외한 전면에 설치되는 납차폐체(32)와, 상기 섬광검출기(31)에 의해 표면방사선량이 높거나 감마핵종이 검출된 방폐물 및 국부 오염이 측정된 방폐물은 극저준위 방폐물로 분류하여 상기 방사능 감쇄 보관 시설(50)로 이동시키고 나머지 방폐물은 자체처분대상 폐기물로 분류하여 상기 정밀검사장비(40)로 이동시키는 이동 컨베이어(33)와, 상기 섬광검출기(31)에 대한 자연배경방사선에 의한 간섭신호를 배제할 수 있도록 동시회로가 가능한 MCA 회로모듈(34)과, 상기 섬광검출기(31)의 검출결과에 따라 상기 이동 컨베이어(33)를 제어하며 상기 이력관리 시스템(10)에 연동되는 운영소프트웨어(35)를 포함한다.
상기 전수검사장비(30)는 형상취득시스템(20)에서 획득한 방폐물의 기하학적/물리적 특성을 고려하여 방폐물의 표면방사선량률, 주요 4개 감마핵종별 비방사능, 국부오염을 동시에 측정한다. 표면방사선량률 측정결과는 극저준위 방폐물의 특성을 고려한 표면방사선량률의 세부화 분류기준과 비교하여 해당 방폐물이 극저준위 방폐물 여부를 일차적으로 확인할 수 있도록 한다. 주요 감마핵종별 비방사능 측정결과는 오염핵종의 자체처분 허용농도와 비교하여 극저준위 방폐물 여부를 재차 확인하는 것으로, 표면방사선량률과 주요 감마핵종별 비방사능 측정결과가 어느 하나라도 비교기준 값 이상이면 극저준위 방폐물로 분류하고, 모든 측정결과가 비교기준 값 미만이면 자체처분 대상 폐기물로 분류되어 정밀검사장비(40)로 보내게 된다. 국부오염은 12개의 대면적 플라스틱 섬광검출기(31)에 부착된 24개의 검출기에 의해 측정된 계수율 차이를 이용하여 단일 방폐물의 24개 분할 부분에 대한 오염을 확인하는 방법이다. 이러한 극저준위 방폐물의 주요 감마핵종별 비방사능과 국부오염의 측정결과는 극저준위 방폐물이 방사능감쇄 보관 시 자체처분 대상 폐기물로 감쇄가 예상되는 보관기간을 제시하고, 극저준위 방폐물의 제염여부를 판단하는 자료로 활용될 수 있다.
표면방사선량률의 세부화된 분류기준은 현행 체계의 단일화된 자체 분류 기준과 달리 원전해체 극저준위 방폐물의 기하학적/물리적 특성을 고려하여 MCNP 전산코드와 마이크로실드(Microshield) 전산코드를 이용하여 수립될 수 있다. 즉, 극저준위 방폐물의 종류, 크기, 형태, 오염핵종에 따라 전산코드를 이용하여 모사 후 방사능농도-표면방사선량률 상관식을 도출하고 자체처분 허용농도 이상으로 보이는 표면방사선량률으로 산출하는 것이다.
한편, 상기 대면적 플라스틱 섬광검출기(31)는 그 특성상 측정되는 에너지스펙트럼에서 광전피크(또는 전에너지피크)가 나타나지 않아 감마핵종의 방사능을 측정하기 어렵기 때문에, 에너지스펙트럼의 컴프턴단애피크를 광전피크로 변환해주는 는 에너지 디콘볼류션(Energy Deconvolution) 알고리즘을 적용하여 오염핵종별 비방사능을 측정한다. 비방사능을 측정하는 주요 오염핵종은 원전해체 시 발생하는 극저준위 이하 방폐물의 대부분을 차지하는 콘크리트와 금속류 방폐물의 주요 오염핵종을 고려하여 선정하는 것으로, 콘크리트의 경우는 60Co, 137Cs 을 선정하고, 금속류 방폐물의 경우는 54Mn, 59Fe을 선정한다.
또한, 거의 오염되지 않은 극저준위 이하 방폐물을 측정하여 적절하게 분류하기 위해서는 배경방사선량 준위를 가능한 최대로 낮추기 위해서 납차폐와 동시회로모듈을 동시에 적용한다. 납차폐체(32)는 대면적 플라스틱 섬광검출기(31)의 검출면을 제외한 전면에 두께 1㎝의 납을 설치하는 것으로, 배경방사선량 준위에 따라 최대 5㎝ 두께의 납을 추가 장입이 가능하도록 설계한다. 그리고, 동시회로모듈은 자연배경방사선에 의한 간섭신호를 배제하기 위하야 섬광검출기(31)의 외부에 설치한다.
이에 따라, 측정 신뢰도가 향상됨은 물론 현행 체계의 중복되는 작업을 일괄처리하고 감쇄예상 보관기간을 제시함에 따라 작업 효율성이 향상된다. 또한, 방폐물 특성을 고려한 세부화된 분류기준 및 국부오염 측정결과에 의해서 극저준위 방폐물 중 자체처분 폐기물에 혼재가능성을 낮춤으로써 극저준위 방폐물을 감량할 수 있게 된다.
상기 정밀검사장비(40)는 전수검사장비(30)에 의해 자체처분대상 폐기물로 분류된 방폐물에 대한 추가 검사를 통해 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물을 재분류하되, 측정대상 방폐물의 단위용기별 또는 관리단위별로 전수검사하여 모집단에 대한 오염핵종의 비방사능을 측정하는 것으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 전수검사장비(30)에서 자체처분대상 폐기물로 분류된 측정대상 방폐물의 감마선 핵종을 분석하는 고순도 게르마늄(HPGe) 방사선 검출기(41)와, 측정대상 방폐물을 360도 회전시키는 회전테이블(42)과, 상기 고순도 게르마늄 방사선 검출기(31)에 의해 감마선 핵종이 검출된 것으로 판단된 방폐물을 극저준위 방폐물로 분류하여 상기 방사능 감쇄 보관 시설(50)로 이동시키고 나머지 측정대상 방폐물은 자체처분대상 폐기물로 분류하여 전알파베타분석 장비(60)로 이동시키는 이동 컨베이어(43)와, 배경방사선량 준위를 낮출 수 있도록 상기 고순도 게르마늄 방사선 검출기(41)의 검출면을 제외한 전면에 설치되는 납차폐체(44)와, 상기 고순도 게르마늄 방서선 검출기(41)의 검출결과에 따라 상기 이동 컨베이어(43)를 제어하며 상기 이력관리 시스템(10)에 연동되는 운영소프트웨어(45)를 포함한다.
상기 정밀검사장비(40)와 처분인도 시 사용되는 측정장비들은 측정대상 방폐물을 360˚로 회전시키면서 측정하며, 대상체의 방사능과 밀도를 평균화하여 비방사능을 분석하는 기능이 유사하지만, 상기 정밀검사장비(40)는 측정 대상체의 적용범위를 넓히게 된다. 즉, 인도처분 시 사용되는 측정장비는 200L 처분드럼 내 충전된 정형화된 방폐물에만 적용가능하나, 본 발명의 정밀검사장비(40)는 형상취득시스템(20)에서 획득된 측정 대상체별 기하학적/물리적 효율을 기반으로 다양한 정형/비정형 방폐물을 측정할 수 있게 된다. 또한, 난검출성 핵종의 방사능을 추정하는 기능과 전알파베타분석(60)을 위한 대표 시료군을 3개 이상을 선별하는 기능을 소프트웨어로 구현함으로써, 난검출성 핵종의 방사능 추정은 해체 대상 발전소의 방폐물 관리에 사용되는 척도인자를 토대로 구현하고, 전알파베타분석(60)을 위한 대표 시료군은 측정 대상체의 감마핵종분석결과들 중 주요 핵종별로 최대방사능 또는 최대 MDA를 갖는 방폐물 3개 이상을 선별할 수 있도록 한다. 또한, 상기 전수검사장비(30)와 동일하게 배경방사선량 준위에 따라 납차폐체(44)를 추가 장입이 가능하도록 한다.
따라서, 상기 정밀검사장비(40)는 대표시료의 채취작업이 없이 방폐물 모집단 내 오염핵종별 비방사능을 측정가능하면서 처분인도 시 사용되는 측정장비와는 달리 다양한 정형/비정형 방폐물에 적용할 수 있게 된다. 추가적으로 측정결과를 토대로 난검출성 핵종의 비방사능 추정 및 전알파베타분석을 위한 대표시료 선별이 가능하여 작업의 편리성 증가한다.
상기 방사능 감쇄 보관 시설(50)은 상기 전수검사장비(30)와 정밀검사장비(40)에서 극저준위 방폐물로 분류된 폐기물을 일시 저장함과 아울러 방사능의 감쇄 및 오염 부분에 대한 제염을 실시하여 표면방사선량이나 비방사능의 양이 일정 이하가 되면 이를 다시 상기 전수검사장비(30)로 공급하게 된다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 몇 가지 실시 예들과 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 발명의 설명에 기재된 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
10...이력관리 시스템
11...초기정보 입력부
12...측정관리 체계
13...이력관리부
15...운영소프트웨어
20...형상취득시스템
21...3D 격자 레이저 스캐너 장비
22...무게측정장비
23...운영소프트웨어
30...전수검사장비
31...섬광검출기
32...납차폐재
33...이동컨베이어
34...MCA 회로모듈
35...운영소프트웨어
40...정밀검사장비
41...고순도 게르마늄 방사선 검출기
42...회전테이블
43...이동 컨베이어
44...납차폐재
45...운영소프트웨어
50...방사능 감쇄 보관 시설
60...전알파베타분석
70...피폭선량평가 및 자체처분계획서 작성
80...차량용 오염검사장비 측정

Claims (5)

  1. 극저준위 이하 방폐물에 대하여 각각 관리번호를 부여하고 발생원과 종류 및 저장용기를 지정하는 이력관리 시스템과;
    관리번호가 부여된 방폐물의 크기와 부피, 밀도, 무게를 측정하여 방폐물의 기하학적 성질과 물리적 성질을 파악하여 상기 이력관리 시스템에 그 결과를 제공하는 형상취득시스템과;
    각 방폐물의 표면방사선량과 주요 4개의 감마핵종별 비방사능을 측정하여 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물로 분류하고 극저준위 방폐물의 국부오염을 측정하며 검사 결과를 상기 이력관리 시스템에 제공하는 전수검사장비와;
    자체처분대상 폐기물로 분류된 방폐물에 대한 추가 검사를 통해 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물을 재분류하되, 측정대상 방폐물의 단위용기별 또는 관리단위별로 전수검사하여 모집단에 대한 오염핵종의 비방사능을 측정하는 정밀검사장비와;
    상기 전수검사장비와 정밀검사장비에서 극저준위 방폐물로 분류된 폐기물을 일시 저장함과 아울러 방사능의 감쇄 및 오염 부분에 대한 제염을 실시하여 표면방사선량이나 비방사능의 양이 일정 이하가 되면 상기 전수검사장비로 공급하는 방사능 감쇄 보관 시설;을 포함하고,
    상기 이력관리 시스템은, 극저준위 이하 방폐물의 관리번호, 발생원, 종류 및 형상, 저장용기의 충전여부 및 충전율을 포함하는 방폐물 발생 초기 상태정보를 입력하는 초기정보 입력부와; 상기 형상취득시스템에 의해 측정된 방폐물의 크기, 부피, 무게 및 밀도를 포함하는 측정관리정보와, 상기 전수검사장비 및 정밀검사장비에 의한 측정결과와 계측기의 종류, 교정효율, 측정일시, 배경준위 및 최소검출방사능을 포함하는 측정 정보를 주요 성능 인자정보로 활용하는 측정관리 체계; 및 상기 전수검사장비 및 정밀검사장비에 의해 극저준위 방폐물과 자체처분대상 폐기물로 분류되는 현황과, 극저준위 방폐물의 방사능 감쇄정보 현황 및 국부오염 현상을 체계적으로 관리하는 이력관리부; 및 운영소프트웨어를 포함하며,
    극저준위 이하 방폐물의 초기 특성정보와 상기 형상취득시스템과 전수검사장비 및 정밀검사장비의 측정정보 사이에 상호 연계가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 형상취득시스템은, 방폐물의 크기와 부피를 측정하는 3D 격자 레이저 스캐너 장비와, 로드셀이 장착된 컨베이어를 이용하여 방폐물의 무게와 밀도를 측정하는 무게측정장비와, 상기 3D 격자 레이저 스캐너 장비 및 무게측정장비에 의해 측정된 결과가 저장되고 상기 이력관리 시스템과 실시간으로 연동되는 운영소프트웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전수검사장비는, 각면에 두 개의 검출기가 놓이도록 정육면체 형태로 배치되며 단일 방폐물의 24개 분할 부분에 대한 오염을 확인함과 동시에 에너지 스펙트럼의 컴프턴단애피크를 광전피크로 변환하는 에너지 디콘볼류션 알고리즘을 통해 오염핵종별 비방사능을 측정하는 12개의 대면적 플라스틱 섬광검출기와, 배경방사선량 준위를 낮출 수 있도록 상기 대면적 플라스틱 섬광검출기의 검출면을 제외한 전면에 설치되는 납차폐체와, 상기 섬광검출기에 의해 표면방사선량이 높거나 감마핵종이 검출된 방폐물 및 국부 오염이 측정된 방폐물은 극저준위 방폐물로 분류하여 상기 방사능 감쇄 보관 시설로 이동시키고 나머지 방폐물은 자체처분대상 폐기물로 분류하여 상기 정밀검사장비로 이동시키는 이동 컨베이어와, 상기 검출기에 대한 자연배경방사선에 의한 간섭신호를 배제할 수 있도록 동시회로가 가능한 MCA 회로모듈과, 상기 섬광검출기의 검출결과에 따라 상기 이동 컨베이어를 제어하며 상기 이력관리 시스템에 연동되는 운영소프트웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정밀검사장비는, 전수검사장비에서 자체처분대상 폐기물로 분류된 측정대상 방폐물의 감마선 핵종을 분석하는 고순도 게르마늄(HPGe) 방사선 검출기와, 측정대상 방폐물을 360도 회전시키는 회전테이블과, 상기 고순도 게르마늄 방사선 검출기에 의해 감마선 핵종이 검출된 것으로 판단된 방폐물을 극저준위 방폐물로 분류하여 상기 방사능 감쇄 보관 시설로 이동시키고 나머지 측정대상 방폐물은 자체처분대상 폐기물로 분류하여 전알파베타분석 장비로 이동시키는 이동 컨베이어와, 배경방사선량 준위를 낮출 수 있도록 상기 고순도 게르마늄 방사선 검출기의 검출면을 제외한 전면에 설치되는 납차폐체와, 상기 고순도 게르마늄 방사선 검출기의 검출결과에 따라 상기 이동 컨베이어를 제어하며 상기 이력관리 시스템에 연동되는 운영소프트웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는 극저준위 이하 방폐물 자체처분을 위한 종합관리 시스템.
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