분류 및 특성  
 

 
 
 

원자력을 이용하는 과정에서 불가피하게 발생되는 방사성폐기물은 궁극적인 관리방법으로서 영구적으로 생태계로부터 격리 처분되어야 한다. 처분방법에 요구되는 격리의 정도는 방사성폐기물의 농도와 종류에 따라 다르다. 방사성폐기물의 처분방법은 크게 중·저준위 방사성폐기물의 경우와 고준위 방사성폐기물의 경우로 구분된다. 우리나라에서는 방사선 안전관리 등의 기술기준에 관한 규칙에 의거 중·저준위 방사성폐기물은 천층처분시설에, 고준위 방사성폐기물은 심층처분시설에 처분하는 것을 고려하고 있다.

원전 운영폐기물로 대표되는 중·저준위 방사성폐기물은 발생량이 크지만 포함하고 있는 방사성핵종의 농도가 낮으며 또한 초우라늄 원소와 같은 장반감기 핵종의 함유량이 일반적으로 낮으므로 낮은 정도의 격리기능을 가진 처분방법 예를 들면, 육지처분중 천층처분 방식이 부지, 폐기물의 종류와 양, 시설설계에 있어서 다양하게 1940년대 이래로 여러 국가들에서 실행되어 왔으며, 국내 원자력안전 관련규정에서도 중/저준위방사성폐기물의 처분방식으로 용인되고 있다. 중·저준위 폐기물의 천층처분은 처분시설을 지표면 가까이에 설치하는가 또는 지하에 설치하는가에 따라 크게 표층처분과 동굴처분으로 나눌 수 있다. 표층처분은 천층처분 방식의 하나로서 지표면 가까이에 폐기물을 처분하는 것으로, 이 경우 해당 처분시설은 지표면에 공학적 방벽으로 설치되며 폐쇄 후에는 수 미터 이상의 천연 및 공학적 덮개에 의해 인간 생활권으로부터 격리되며,동굴처분은 천층처분 방식의 하나로서 지표면으로부터 수십 미터 이하의 지하에 폐기물을 처분하는 것으로, 이 경우 해당 처분시설은 처분에 적합한 동굴의 형태로 설치되며 폐쇄 시에는 진입 통로를 메움으로써 인간 생활권으로부터 격리되는 방식을 말한다.

1. 천층처분
     
    가. 표층처분
     
   
     
    지표에서 약 30m 까지의 깊이에 처분하는 방식이다. 인간의 생활환경 가까이에 처분하기 때문에 해양투기, 동굴처분, 심층처분 등과 비교하여 상대적으로 격리정도가 작다. 또한 수백년 경과후 인간활동이 처분된 폐기물이나 처분지에 까지 미치게 될 것을 안전해석 평가상 가정하고 있다. 이 때문에 이 방식을 대상으로 하는 폐기물은 중·단 반감기의 핵종을 주로 함유하는 중·저준위 폐기물이며, 이중에는 장수명 핵종의 함유량을 낮게 억제하는 것이 일반적이다. 표층처분은 영국, 미국에서는 오래전부터 실시되고 있으며, 구소련, 프랑스, 스페인, 일본 등에서도 실시되고 있다.
     
    나. 동굴처분
     
   
     
    동굴처분은 산 등에 터널을 뚫어, 건설된 지하처분시설 또는 폐광 등에 폐기물을 처분하는 방식이다. 동굴처분시설은 지하에 위치한 다수의 처분용 동굴 및 이를 지상과 연결하는 통로로 구성되며, 시설내의 갱도는 처분시설 운영중 적절한 방법으로 환기시킨다.

처분용 동굴내에 폐기물을 넣은후 폐기물과 동굴벽사이에 방사성 핵종 흡착능이 좋은 점토등으로 충전시키거나 콘크리트를 주입시켜 일체화물을 만들며 동굴이 포화되면 입구를 콘크리트 등으로 밀봉시킨다. 이와 같은 과정을 거쳐 모든 처분용 동굴이 포화된후 연결 통로 및 진입 통로를 콘크리트 등으로 밀봉시켜 외부세계로부터 완전히 격리시킨다. 이 방식은 천층처분에 비해 초기 비용이 많이 소요되나, 자연 및 인위적 사고로부터 폐기물의 격리 및 방호효과가 우수하다는 장점이 있다. 동굴처분은 독일, 스웨덴, 핀란드에서 사용하고 있는 방식이다.



2. 심층처분
     
   

심지층 처분방식은 고준위폐기물(사용후 핵연료 포함)의 처분을 위해 보통 지하 300 ∼ 1,000미터 깊이의 암반에 처분시설을 만들어 위해도가 높은 방사성폐기물을 안전하게 처분하는 영구처분의 개념이다. 공학방벽(engineered barriers)과 자연방벽(natural barriers)의 다중 방벽으로 구성되어 인간의 생활권으로부터 영구적으로 격리하기 위한 처분 방법이다. 해양처분, 우주처분, 빙하처분 등 다양한 영구처분 방식이 존재하지만, 국제원자력기구(IAEA)에서는 경제성과 안정성 등 종합적으로 고려할 때, 심층처분이 가장 적절하다고 권고한다. 전 세계 31개 원전 운영국 중 7개국(핀란드, 스웨덴, 독일, 캐나다, 스페인, 미국, 루마니아)이 직접처분 정책을 채택하여 운영 계획 중이다. 국내 연구개발은 KAERI를 중심으로 이미 20여년 전부터 수행되어 오고 있으며, 현재 세계에서는 최초로 핀란드는 규제당국의 허가를 받아 2015년 11월 심층처분 방식의 영구처분시설 건설허가를 획득하여 심층처분시설 건설사업을 시작하였다. 또한, 스웨덴도 처분 부지를 확보하여 건설허가를 신청 중에 있다. 최근 미국도 유카산 사업에 대한 규제기관의 안전심사가 재개되고 있는 상황이다.