KR20090028902A - 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템에 관한 것이고, 구체적으로는 방사능 누출율 및 사고 통계 데이터를 통한 위험성 평가 및 산출하는 프로그램으로부터 위험성을 평가 및 분석하여 방사성폐기물 운반시 안전성을 평가하는 안전성 평가 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템은 운반 조건 데이터를 입력받아 처리하는 데이터 입력 모듈; 상기 입력된 데이터로부터 위험성을 평가하는 위험성 평가 모듈; 상기 평가된 위험성으로부터 여러 조건별 운반을 비교하는 비교 평가 모듈; 및 최적의 운반 조건을 산출하는 결과 출력 모듈을 포함한다.

방사성폐기물, 안전성, 위험도, 평가

Description

방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템{System for evaluating safety of radioactive waste-transportation}

본 발명은 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템에 관한 것이고, 구체적으로 방사능 누출율 및 사고 통계 데이터를 통한 위험성 평가 및 산출하는 프로그램으로부터 위험성을 평가 분석하여 방사성폐기물 운반시 안전성을 평가하는 안전성 평가 시스템에 관한 것이다.

서로 위치를 달리하여 소재하는 방사선 발생원에서 발생한 방사성폐기물의 대부분은 안정성이 확보된 처분을 위하여 방사성폐기물 처분장으로 운반이 되어야 한다. 방사성폐기물의 운반을 위한 방법을 고려하는 경우 방사성폐기물의 방사능에 의한 위험성으로부터 안전성 확보는 방사성폐기물 운반의 대전제가 된다. 이러한 안전성 확보를 위하여 관련 업무 종사자 모두가 안전수칙을 철저히 준수하는 것이 필요하고 그리고 운반 시 수반되는 방사선 위해로부터 주민과 환경의 보호를 고려하여야 한다. 방사성폐기물 운반 조건을 결정하는 과정에서 여러 가지 요인들이 고려되어야 하지만 방사선적인 안전성 예를 들어 작업자와 주민의 피복선량에 대한 평가는 방사선량의 크고 작음을 떠나 취급자, 경로에 인접한 주민의 안전 및 환경 의 안전성 확보라는 측면에서 매우 중요한 요소가 된다. 이를 위하여 방사성폐기물 운반과 같은 방사선 피복을 수반하는 행위의 경우, 피복선량은 허용되는 범위 내에서 가능한 한 낮게 유지되어야 한다.

국제원자력기구의 방사성물질 안전운반에 관한 안전성 평가 규정에 따르면, 운반 작업을 수행하기 전에 운반 작업자, 경로 그리고 운반 경로 주변 거주 주민에게까지 확대하여 주민들에게 미칠 수 있는 운반에 의한 방사성적인 영향을 평가하는 안전성 평가가 선행되어야 한다.

현재 방사성폐기물 운반 시 위험성을 평가하는 여러 가지 코드가 각국에서 사용되고 있다. 운반 안전성 평가를 수행하기 위하여 운반 경로별과 평가 인자 변화에 따른 정상운반 시 일반인 및 작업자가 받는 집단 선량률과 가상사고시 방사선 피복대상에 대한 잠재적 위험도를 평가하게 된다. 이를 수행하는 평가 코드로 예를 들면, 영국의 콘도르 코드(CONDOR code), 프랑스의 인터트란 코드(INTERTRAN code), 미국의 라드트란 코드(RADTRAN code)가 공지되어 있다. 콘도르 코드(CONDOR code)는 폐기물의 종류 또는 운반 경로에 따른 계산을 하고, 인터트란 코드(INTERTRAN code)는 1995년을 기준으로 기차 및 차량 운반에 대한 피복선량을 계산하고, 라드트란 코드(RADTRAN code)는 반감기, 입자 에너지와 핵종 특성을 사용하여 위험도를 평가한다. 현재 전 세계적으로 라드트란 코드(RADTRAN code)가 가장 많이 사용되고 있으며, 이는 방사성물질 정상운반 및 가상사고 조건에 대한 방사선 작업자 및 지역주민의 집단피복선량을 측정하기 하기 위하여 적용될 수 있다.

이와 같이 방사성폐기물의 안전적인 운반을 수행하기 위하여 취급자, 운반 경로에 노출된 주민 및 환경에 대한 위험성 및 안전성 평가가 수행되어야 한다. 그리고 방사성폐기물은 다양한 조건아래에서 취급 및 운반이 되므로 다양한 운반 조건에 따른 안전성을 평가하여 최적의 안전한 운반 조건이 확보될 수 있는 운반 안전성 평가 시스템이 요구된다.

본 발명은 운반조건, 사고 통계자료 및 실제운반 자료를 데이터화하여 가정 운반 상황 및 실제 운반 상황에서 방사능 누출로 인한 위험도를 평가하여 방사성폐기물 운반 안전성을 평가하는 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 예에 따르면, 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템은 운반 조건 데이터를 입력받아 처리하는 데이터 입력 모듈; 상기 입력된 데이터로부터 위험성을 평가하는 위험성 평가 모듈; 상기 평가된 위험성으로부터 여러 조건별 운반을 비교하는 비교 평가 모듈; 및 최적의 운반 조건을 산출하는 결과 출력 모듈을 포함한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 예에 따르면, 상기 데이터는 방사성물질의 포장형태, 포장물 수량, 연간 선적횟수, 방사능량, 운반수단, 운반거리 및 운반경로를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 예에 따르면, 상기 데이터는 실제 운반에 따른 정보가 데이터화 되어 다시 입력 데이터로 활용되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 교통 통계자료를 활용하여 가상 운반 시 위험성을 평가하여 이를 실제 운반 시 적용하여 안전성이 최대한 확보된 상태로 방사성폐기물이 운반될 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 특히 실제 운반 사항은 피드백 자료로 사용하여 특 정 운반 조건에서 효율적으로 방사성폐기물이 안전하게 운반될 수 있도록 한다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면을 이용하여 상세하게 설명이 되지만 제시된 실시 예는 예시적인 것으로 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

방사성폐기물 운반에 따른 작업자 및 주민 피복선량 비교 산출은 안전한 운반을 위하여 방사성폐기물 운반경로 설정을 위한 기초자료가 된다. 또한 산출된 위험성은 운반의 경제성이나 효율성 등 다른 요인과 연계하여 방사선적으로 유리한 운반수단 결정을 위한 참고자료로 활용될 수 있다. 운반 위험도는 방사성폐기물 운반 안전성을 평가하기 위하여 선행된다. 운반 위험도 평가는 정상운반 또는 사고조건에서 방사성물질의 운반에 따른 작업자와 운반경로 주변에 거주하거나 생업에 종사하는 일반 주민에 미치는 영향을 평가하는 것이다. 정상운반에 수반하는 방사선적 영향은 주로 작업자에게 국한 되는 편이고 발생 확률이 매우 낮은 사고의 경우는 그 영향이 극히 낮아 운반과 관련한 위험도를 평가하는데 있어서 확률론적 방법을 적용하는 것이 일반적이다. 방사성폐기물 운반시 위험도를 평가하기 위하여 우선 일반 운반 위험도의 통계자료가 활용된다. 일반운반은 해상운반; 그리고 철도 또는 육상경로로 이루어진 육로운반으로 나눌 수 있고, 각각 운반 시 운반사고에 대한 통계자료를 바탕으로 사고빈도가 산출된다. 사고 빈도는 방사성폐기물 운반 시 사고 발생 확률로 적용된다. 사고발생 확률을 바탕으로 가상사고 시 시나리오를 산출하여 위험요소를 고려하여 운반 사고 시 방사선적 위험도를 산출하는 방법으로 운반 위험도를 평가한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 발명을 더욱 상세히 설명하도록 한다.

도 1은본 발명의 실시 예에 따른 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템은 중앙관리서버(10), 안전성 평가 프로그램(11) 및 데이터베이스(DB)를 포함한다. 그리고 안전성 평가 프로그램(11)은 데이터 입력 모듈(111), 위험성 평가 모듈(112), 비교평가 모듈(113) 및 결과 출력 모듈(114)을 포함한다.

안전성 평가 프로그램을 이용하여 운반 조건 사항을 입력 데이터로 하여 이를 바탕으로 운반 상황에 따른 위험도를 평가한다. 그리고 가능한 운반 조건에 따른 위험도를 비교하여 최적의 운반 조건을 산출하게 된다.

데이터 입력모듈(111)에 위험성을 평가하기 위한 운반 조건이 입력데이터로서 입력된다. 입력 데이터는 운반 대상 폐기물에 관한 사항, 경로 데이터, 운반 용기에 관한 사항, 차량 및 선박 등 운반 수단에 관한 사항 등이 될 수 있으며, 육로운반의 경우 정차 횟수 및 정차 시간, 해상운반의 경우 입출항 수에 관한 사항 및 정박 시간이 입력 데이터가 될 수 있다. 또한 운반 작업자의 수 그리고 사고율에 관한 사항 등도 또한 입력 데이터로서 입력 모듈에 입력될 수 있다. 운반경로 주변의 인구 밀집 지역과 인구밀도는 위험성 평가 시 피복선량 평가를 위한 자료가 될 수 있다. 위험성 평가 모듈(112)은 상기 입력된 데이터를 기초로 주어진 운반 경로에 따른 위험도를 평가한다. 사고 위험도가 높은 곳에서 사고 시 사고로 인한 위험도를 평가하고, 또한 인구 밀집지역에서 사고 시 주민에게 피복 위험성 또한 평가 하게 된다. 위험도 평가를 위하여 예를 들면 라드트란 코드(RADTRAN code)와 같이 공지된 평가 코드가 사용될 수 있다. 비교 평가 모듈(113)은 상기 산출된 위험성 자료를 사용하여 가능경로에 대한 위험성 및 안전성을 비교한다. 그리고 결과 출력 모듈(114)은 상기 비교된 각각의 운반 조건으로부터 실제 운반 시 최적의 안전한 운반 조건을 산출한다. 데이터 입력과 산출된 결과 출력 등은 중앙관리서버에서 관리자가 총 관리를 할 수 있다. 그리고 각각 모듈에서의 결과치는 데이터베이스(DB)에 저장되어 관리되고 그리고 차후 각각의 조건과 결과치들은 방사성폐기물 운반 경로 설정을 위하여 각각 적용될 수 있다.

이하 도 2를 참고하여 위험성 평가 모듈(112)을 설명한다.

도 2는 방사성폐기물 운반 위험성 평가 과정을 개략적으로 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 방사성폐기물 운반 위험성을 평가하기 위하여 먼저 가상의 운반 조건을 가정한다(S21). 차량, 철도 또는 선박 운반여부 등과 같은 운반 수단의 종류, 가상 운반 시 가정된 출발지와 목적지로부터 가능한 수개의 최적경로 및 방사성물질 종류, 포장 상태 등이 운반 조건이 된다. 가상 운반을 통하여 설정된 경로로 운반 시 사고 발생확률을 산출한다(S22). 이 경우 건설교통부의 사고 통계자료 등을 참고하여 가상 운반 시 사고 확률을 산출할 수 있다. 그리고 사고 상황 발생 시 사고 시나리오를 도출한다(S23). 사고 시나리오는 예를 들면 앞서 언급한 라드트란 코드(RADTRAN code)를 사용할 수 있다. 라드트란 코드(RADTRAN code)를 이용하면 미리 설정된 운반조건, 운반물질 및 상태 그리고 사고 발생지 주변 정보 등 변수가 될 수 있는 데이터를 입력하여 사고 시나리오를 자동으로 얻을 수 있다. 라드트란에 데이터를 입력하면 개연성 있는 사고 시나리오와 결과 및 위험성을 계산하여 나타내어준다. 그리고 방사능 누출빈도를 통계자료를 참고하여 산출하고(S24), 방사능 누출율을 계산한다(S25). 그리고 기상자료 등을 바탕으로 단기 혹은 장기간 방사선 피복 여부를 산출한다(S26). 또한 주민 밀집지역의 경우 방사선 차폐 등을 고려한 피복선량이 산출된다. 가상사고 시의 방사성물질 누출량은 포장물의 재고량과 가상 누출율로부터 추정할 수 있다. 이와 같은 과정을 거쳐 자료를 종합하여 운반사고의 방사선적 위험도를 평가하게 된다(S27). 사고 발생 확률의 산출(S22)에 있어서는, 육로와 해상교통의 사고 발생에 대한 통계자료를 취득하여 사고의 위험도를 평가하는 것으로 사고의 영향과 강도에 대한 정보와 사고빈도를 결합하여 방사능 누출을 야기하는 사고 발생확률을 추정한다. 사고 시 방사능 물질 누출량은 포장물의 재고량과 가상 누출율로 부터 추정된다(S25).

라드트란 코드(RADTRAN code)는 방사성물질 정상운반 및 가상사고 조건에 대한 작업자 및 지역주민의 집단 피복 선량을 계산하는데 주로 사용한다. 라드트란 코드(RADTRAN code)는 반감기, 입자 에너지와 피복전환입자(dose-conversion factor) 같은 핵종 특성을 사용하고, 주민 수용성을 고려하여 피복선량에 의한 확률적 영향을 분석 및 평가할 수 있는 특성이 있다. 또한 인터트란 코드(INTERTRAN code)과의 호환도 가능하다. 라드트란 코드(RADTRAN code)에 데이터를 입력하면 설정상황에 따른 사고결과나 상황 및 위험정도를 계산한다. 이때 주요 입력변수로는 방사성물질의 포장형태, 포장물 수량, 연간 선적횟수, 포장물 내의 방사능량, 운반지수, 운반거리 및 운반상황 등이다. 라드트란(RADTRAN) 전산 코드 내 운반 경로에 대한 모델링으로는 인구밀도에 따른 분류로서 도외지역, 교외지역, 시골지역으로 나누는 운반모델이 있으며, 이는 외부 피복량에 대한 변수로서 거리, 차폐인자 등으로 운반경로 중 이 지역을 통과하는 각각의 비율을 인구밀도에 따라 계산의 입력 자료로 적용된다. 계산에 적용되는 주요 변수로는 방사성물질의 포장상태, 포장물의 수량, 연간 선적횟수, 포장물 내의 방사능량, 운반지수, 운반거리 및 운반상황 등이 있다. 또한 피복에 따른 위험도에 있어서 사람들의 위치를 표시하고 건물 등에 의한 방사능 차폐를 고려할 수 있다. 그리고 가상사고 시 여러 위치에서의 방사선 피복량 모델을 사용하여 개인 유효선량을 계산하게 된다. 평가된 유효선량은 예를 들면 ICRP(International Commission on Radiological Protection) 등에서 권고하는 선량-위험도 변환계수를 사용하여 위험도로 환산될 수 있다.

도 3은 비교 평가 모듈의 사고 위험성 판단 및 데이터를 실제 운반에 적용하는 과정을 도시한 도면이다.

도 3을 참고하면, 실제 운반에 데이터의 활용 방법은 사고 통계 데이터 수집 단계(S31); 사고 원인 분석 및 분류 단계(S32); 가상운반에의 적용 단계(S33); 시나리오 및 사고발생 가능성 산출단계(S34); 주어진 상황별 위험성 분류 단계(S35); 데이터 구축단계(S36); 구축된 데이터로부터 실제 운반에 대하여 정보를 활용하는 단계(S37); 안전한 조건 산출에 적용하는 단계(S38); 및 산출된 조건하에 실제 운반 작업 시 사고가 발생한 경우 사고 정보를 분석하여 다시 데이터화하는 단계(S39);를 포함한다.

사고 통계 데이터 수집(S31)은 건설교통부의 수년간 사고 통계자료를 활용할 수 있다. 이에 사고 상황 및 사고가 많은 구간 등의 정보가 활용된다. 데이터를 추출하여 사고원인 분석 및 분류작업을 행한다(S32). 사고원인을 분석하고, 각각의 사고 원인별로 운반경로의 악조건, 기상의 조건, 시간대별, 운반경로의 사정 등의 기준으로 나누어서 분류한다. 그 후에 방사성폐기물 운반을 조건별로 가정하여 안전성 평가에 적용한다. 가상 운반 시 운반 경로 및 시간대를 결정하면, 가상 운반 시 운반경로의 상황이 파악되고, 이에 따른 사고 가능성이 산출될 수 있다(S34). 위험성 조건을 분류하고 처리하여(S35) 데이터를 구축한다(S37). 이와 같은 위험도 평가는 상기에서 설명한 바에 의할 수 있다. 구축된 데이터 정보를 활용하여 실제 운반 시 주어진 조건의 위험성을 평가한다(S37). 그래서 주어진 여러 조건 중에 최적의 조건을 선택하여 실제 운반 시 실제 적용을 하게 된다(S38). 산출된 최적조건에서도 혹시 사고가 발생한 경우 사고 정보를 분석하여(S39) 다시 데이터화하고 이를 다시 안전성 산출에 활용한다. 사고 시 피드백 되는 데이터 값으로 사고 시 상황정보가 될 수 있다. 예를 들면 사고 장소, 운반경로 조건, 기상조건, 사고 발생정도 및 방사능 유출량 등의 정보가 피드백이 되어 다시 데이터로 저장된다.

본 발명에 따른 안전성 평가 시스템은 여러 데이터를 활용하여 안전성을 평가하고, 최적의 안전조건을 가진 운반 조건을 구할 수 있다. 또한 실제 운반시 일어나는 위험조건이 다시 데이터화 되어 안전조건을 구하는데 피드백 작용을 하여 실제 운반에 효율적으로 적용할 수 있다.

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 운반 위험성 평가를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2는 방사성폐기물 운반 위험성 평가 과정을 개략적으로 도시한 것이다.

도 3은 비교 평가 모듈의 사고 위험성 판단 및 데이터를 실제 운반에 적용하는 과정을 도시한 도면이다.

Claims (3)

1. 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템에 있어서,

   운반 조건 데이터를 입력받아 처리하는 데이터 입력 모듈;

   상기 입력된 데이터로부터 위험성을 평가하는 위험성 평가 모듈;

   상기 평가된 위험성으로부터 여러 조건별 운반을 비교하는 비교 평가 모듈; 및 최적의 운반 조건을 산출하는 결과 출력 모듈을 포함하는 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 데이터는 방사성물질의 포장형태, 포장물 수량, 연간 선적횟수, 방사능량, 운반수단, 운반거리 및 운반경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 데이터는 실제 운반에 따른 정보가 데이터화 되어 다시 입력 데이터로 활용되는 것을 특징으로 하는 방사성폐기물 운반 안전성 평가 시스템.

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