KR102615509B1 - 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중저준위 방사성폐기물과 고준위 방사성폐기물을 압축하여 드럼에 함께 수용한 후 고형화 및 고정화함에 있어 고준위 방사성폐기물이 드럼내의 중앙에 위치되게 하는 공정을 매우 쉽게 수행할 수 있고, 이로 인해 드럼 밀봉후 측정되는 방사선량을 최소화함으로써 폐필터와 같은 고준위 방사성폐기물을 더 많이 저장할 수 있는 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법을 제공한다.
본 발명의 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법은, 중준위 이하의 방사성폐기물을 판상으로 압축하여 제1 압축폐기물을 형성하는 제1 단계와, 중준위 이하의 방사성폐기물을 속이빈 통형상 공간을 가지도록 압축하여 제2 압축폐기물을 형성하는 제2 단계와, 고중위 방사성폐기물을 상기 제2 압축폐기물의 통형상 공간 내에 넣어질 수 있는 기둥 형상으로 압축하여 제3 압축폐기물을 형성하는 제3 단계와, 상기 제3 압축폐기물을 제2 압축폐기물의 통형상 공간 내에 삽입하고, 제2 압축폐기물의 통형상 공간 상부와 하부를 판상의 제1 압축폐기물로 막도록 배치하여 드럼 내에 수용하는 제4 단계와, 상기 제1 내지 제3 압축폐기물이 수용된 드럼 내에 고화제를 투입하여 제1 내지 제3 압축폐기물을 드럼 내에서 고화시키는 제5 단계를 포함한다.

Description

방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법{Radioactive waste solidification and immobilization method}

본 발명은 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법에 관한 것으로, 특히 고준위 폐필터를 드럼에 더 많이 저장할 수 있는 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법에 관한 것이다.

일반적으로 원자력발전소 운전중 발생하는 방사성폐기물은 "중저준위 방사성 폐기물 인수 기준 10.2.1.2(KORAD '22.1)의 규정에 따라 폐기되는 포장물의 고형화 및 고정화 요건을 만족해야 한다.

또한 잡고체 방사성 폐기물은 압축하여 부피를 축소시킴으로써 더 많은 양을 드럼에 저장할 수 있도록 하고 있다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 잡고체 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법을 나타낸 것으로, 먼저 도 1a에서와 같이 콘베이어장치(1)를 이용하여 잡고체 방사성폐기물(2)을 압축기(3)로 공급하고, 도 1b에서와 같이 압축기(3)로 공급된 잡고체 방사성폐기물(2)을 압축하여 부피를 축소하며, 도 1c에서와 같이 드럼(4)에 수용한 후, 고화제를 투입하여 고형화함으로써 압축된 방사성폐기물의 고정화가 이루어진다.

이때 방사성폐기물 인수 기준에 의하면, 드럼(4)에 밀봉후 외부에서 측정되는 방사선량을 74,000Bq/g(2μCi/g) 이하로 규정하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 고형화 및 고정화 방법은, 폐필터 등의 고준위 방사성폐기물(H)을 중,저준위 방사성폐기물(M,L)과 임의 배치로 혼합하여 저장할 경우, 고준위 방사성폐기물(H)이 드럼의 가장자리에 위치할 수도 있고, 이 경우 중앙에 위치할 때에 비하여 외부에서 측정되는 방사성량은 높아지는 문제가 있으며, 드럼마다 측정치가 다르게 나와 방사성폐기물 관리에 어려움이 있다.

따라서 방사성폐기물 인수 기준에 맞추기 위해 측정되는 방사성량을 낮추기 위해서는 폐필터와 같은 고준위 방사성폐기물의 저장량을 감소시켜야 하는 단점이 있고, 또한 측정되는 방사성량을 낮추기 위해 고준위 방사성폐기물(H)을 드럼(4)내 중앙에 위치시킬 필요가 있지만 처리공정이 쉽지 않아 이의 개선이 절실한 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 중저준위 방사성폐기물과 고준위 방사성폐기물을 압축하여 드럼에 함께 수용한 후 고형화 및 고정화함에 있어 고준위 방사성폐기물이 드럼내의 중앙에 위치되게 하는 공정을 매우 쉽게 수행할 수 있고, 이로 인해 드럼 밀봉후 측정되는 방사선량을 최소화함으로써 폐필터와 같은 고준위 방사성폐기물을 더 많이 저장할 수 있는 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 중준위 이하의 방사성폐기물을 판상으로 압축하여 제1 압축폐기물을 형성하는 제1 단계와, 중준위 이하의 방사성폐기물을 속이빈 통형상 공간을 가지도록 압축하여 제2 압축폐기물을 형성하는 제2 단계와, 고중위 방사성폐기물을 상기 제2 압축폐기물의 통형상 공간 내에 넣어질 수 있는 기둥 형상으로 압축하여 제3 압축폐기물을 형성하는 제3 단계와, 상기 제3 압축폐기물을 제2 압축폐기물의 통형상 공간 내에 삽입하고, 제2 압축폐기물의 통형상 공간 상부와 하부를 판상의 제1 압축폐기물로 막도록 배치하여 드럼 내에 수용하는 제4 단계와, 상기 제1 내지 제3 압축폐기물이 수용된 드럼 내에 고화제를 투입하여 제1 내지 제3 압축폐기물을 드럼 내에서 고화시키는 제5 단계를 포함하는 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법에 특징이 있다.

상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명의 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법에 의하면, 고준위의 제3 압축폐기물을 중,저준위의 제1 및 제2 압축폐기물로 둘러싸 드럼내에 수용하는 공정이 매우 쉽게 이루어져 작업성이 향상된다.

또한 본 발명은 고준위의 제3 압축폐기물이 중,저준위의 제1 및 제2 압축폐기물에 의해 차폐되므로 드럼 밀봉후 외부에서 측정되는 방사선량을 현저히 감소시킬 수 있고, 이로 인해 폐필터와 같은 고준위 방사성폐기물을 더 많이 저장할 수 있다.

도 1a 내지 도 1c는 종래의 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법을 나타낸 공정도.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법에서 압축폐기물의 형성과정을 나타낸 공정도.
도 3은 본 발명에 따른 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법에서 압축폐기물의 드럼내 배치과정을 나타낸 공정도.
도 4는 본 발명에 따른 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법에서 드럼 내에 수용된 압축폐기물의 고화과정을 나타낸 공정도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법은, 중준위 이하의 방사성폐기물(2a)을 압축하여 제1 압축폐기물(11)을 형성하는 제1 단계와, 중준위 이하의 방사성폐기물(2a)을 압축하여 제2 압축폐기물(12)을 형성하는 제2 단계와, 고준위 방사성폐기물(2b)을 압축하여 제3 압축폐기물(13)을 형성하는 제3 단계와, 상기 제3 압축폐기물(13)을 제1 및 제2 압축폐기물(11,12)로 감싸 차폐하는 제4 단계와, 상기 제1 내지 제3 압축폐기물(11,12,13)을 드럼(4) 내에 수용하여 고화시키는 제5 단계를 포함한다.

제1 단계는 도 2a에 도시된 바와 같이 중준위 이하의 방사성폐기물(2a)을 판상으로 압축하여 제1 압축폐기물(11)을 형성하는 공정으로, 본 실시예에서는 잡고체 중준위 방사성폐기물(M)과 잡고체 저준위 방사성폐기물(L)을 혼합하여 압축하는 것을 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 중준위 방사성폐기물(M)로만 압축하거나 또는 저준위 방사성폐기물로만 압축할 수도 있다.

또한 판상의 제1 압축폐기물(11)은 저장 용기로 사용하는 드럼(4)이 원통형이므로, 드럼(4)의 내경에 대응하여 원형으로 형성하는 것이 바람직하다.

제2 단계는 도 2b에 도시된 바와 같이 중준위 이하의 방사성폐기물(2a)을 속이빈 통형상 공간을 가지도록 압축하여 제2 압축폐기물(12)을 형성하는 공정으로, 본 실시예에서는 잡고체 중준위 방사성폐기물(M)과 잡고체 저준위 방사성폐기물(L)을 혼합하여 압축하는 것을 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 중준위 방사성폐기물(M)로만 압축하거나 또는 저준위 방사성폐기물로만 압축할 수도 있다.

또한 본 실시예에서는 제2 압축폐기물(12)의 속이빈 통형상 공간을 원기둥 형상으로 예시하고 있으나, 타원 또는 다각의 형상으로 형성할 수도 있다.

제3 단계는 도 2c에 도시된 바와 같이 잡고체 고준위 방사성폐기물(2b)을 상기 제2 압축폐기물(12)의 통형상 공간 내에 넣어질 수 있는 기둥형상으로 압축하여 제3 압축폐기물(13)을 형성하는 공정으로, 본 실시예에서는 제2 압축폐기물(12)의 통형상 공간이 원기둥 형상인 것을 예시하고 있으므로 이에 대응하여 제3 압축폐기물(13)은 원기둥 형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

제4 단계는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 원기둥 형상의 제3 압축폐기물(13)을 제2 압축폐기물(12)의 원기둥형상 공간 내에 삽입하고, 제2 압축폐기물(12)의 원기둥형상 공간 상부와 하부를 제1 압축폐기물(11)로 막도록 배치하여 드럼(4) 내에 수용하는 공정으로, 고준위 방사성폐기물(H)인 제3 압축폐기물(13)을 중,저준위 방사성폐기물(M,L)인 제1 및 제2 압축폐기물(11,12)로 감싸 차폐하는 역할을 수행할 수 있다.

제5 단계는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1 내지 제3 압축폐기물(11,12,13)이 수용된 드럼(4) 내에 고화제(5)를 투입하여 제1 내지 제3 압축폐기물을 드럼 내에서 고화시키는 공정으로, 고화제로는 폴리머 또는 시멘트를 사용할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법은, 도 3에서와 같이 제2 압축폐기물(12)의 원통형 공간에 제3 압축폐기물(13)을 끼워넣고 판상의 제1 압축폐기물(11)로 제2 압축폐기물(12)의 원통형 공간을 막는 것에 의해 드럼 내에서 고준위인 제3 압축폐기물(13)을 중앙에 배치하는 공정을 매우 편리하게 수행할 수 있다.

이어서, 도 4에서와 같이 제1 내지 제3 압축폐기물(11,12,13)을 드럼(4) 내에 수용한 후, 고화제(5)를 투입하게 되면, 고준위의 제3 압축폐기물(11)을 중,저준위의 제1 및 제2 압축폐기물(11,12)로 둘러싼 형태로 고형화 및 고정화할 수 있고, 이로써 중,저준위의 제1 및 제2 압축폐기물(11,12)이 고준위의 제3 압축폐기물(13)의 차폐 기능을 수행하게 되므로, 드럼(4) 밀봉후 외부에서 측정되는 방사선량을 고준위 방사성폐기물(H)을 중,저준위 방사성폐기물(M,L)과 임의로 혼합한 경우에 비하여 감소시킬 수 있다.

따라서 드럼(4) 밀봉후 고준위 방사성폐기물(H)로부터 드럼(4) 외부에 방출되는 방사선량이 감소됨에 따라, 방사성폐기물 인수 기준을 충족하면서도 폐필터와 같은 고준위 방사성폐기물(H)을 더 많이 저장할 수 있게 된다.

또한 본 실시예에서는 제1 및 제2 압축폐기물(12,13)을 1겹으로 하여 제3 압축폐기물(13)을 감싸 차폐하는 것으로 예시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니고 제1 및 제2 압축폐기물(11,12)을 2겹 또는 3겹으로 하여 제3 압축폐기물(13)을 감싸 차폐하는 것도 가능하다.

이상과 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1 : 콘베이어장치 2 : 방사성폐기물
3 : 압축기 4 : 드럼
5 : 고화체 11,12,13 : 제1 내지 제3 압축폐기물
H : 고준위 방사성폐기물 M : 중준위 방사성폐기물
L : 저준위 방사성폐기물

Claims (1)

1. 중준위 이하의 방사성폐기물을 판상으로 압축하여 제1 압축폐기물을 형성하는 제1 단계와,
   중준위 이하의 방사성폐기물을 속이빈 통형상 공간을 가지도록 압축하여 제2 압축폐기물을 형성하는 제2 단계와,
   고중위 방사성폐기물을 상기 제2 압축폐기물의 통형상 공간 내에 넣어질 수 있는 기둥 형상으로 압축하여 제3 압축폐기물을 형성하는 제3 단계와,
   상기 제3 압축폐기물을 제2 압축폐기물의 통형상 공간 내에 삽입하고, 제2 압축폐기물의 통형상 공간 상부와 하부를 판상의 제1 압축폐기물로 막도록 배치하여 드럼 내에 수용하는 제4 단계와,
   상기 제1 내지 제3 압축폐기물이 수용된 드럼 내에 고화제를 투입하여 제1 내지 제3 압축폐기물을 드럼 내에서 고화시키는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성폐기물 고형화 및 고정화 방법.