방사성물질 운반물의 종류 및 특성  
 

 
 
  원자력안전법은 방사성물질 운반의 안전성을 확보하기 위해 준수하여야 할 요건을 규정하고 있는데, 운반물의 건전성에 대한 요건은 결합부 및 덮개 등의 상세내용이나 설계에 관한 기술사항 보다는 성능기준이다. 그래서 어떻게 해야 하는가 보다는 달성되어야 하는 것이 무엇인가를 규정하여 표현한다고 할 수 있다. 포장은 운반물의 안전수준이 방사성내용물의 잠재적 위험성과 상응하도록 기본을 두고 있다. 일반적으로 운반물에는 6가지 종류가 있는데 방사성내용물의 물리적 형태와 방사능에 관련이 있다.

표. 운반물별 방사성물질 한도량 정리

운반물 구분

방사능 한도량

비고

L형

- 고체, 기체 : 10-3 A
- 액체 : 10-4 A2
- 삼중수소(기체) : 2×10-2 A2

- 기구 또는 품목시 별도
- 운반용기 외부표면에서 5μSv/h 초과하지 않을 것

IP형

IP-1형
(1종 LSA)

규제면제 농도의 30배 미만

- 차폐없이 3미터거리에서 10mSv/h 이하
- 선박운반(해양)시 제한값 없음
- 전용운반 시 해당

IP-2형
(2종 LSA,
3종 LSA)

2종 저준위비방사능:
- 10-4A2/g (고체, 기체)
- 10-5 A2/g (액체)
3종 저준위비방사능:
- 5×10-4A2/g (고체)

- 차폐없이 3미터거리에서 10mSv/h 이하
- 선박운반(해양)시 비가연성 고체의 경우 제한값 없음, 가연성고체, 액체 및 기체의 경우 100 A2 미만
- 전용운반 시 해당

IP-3형
(3종 LSA)

3종 저준위비방사능:
- 5×10-4A2/g (고체)

- 차폐없이 3미터거리에서 10mSv/h 이하
- 선박운반(해양)시 비가연성 고체의 경우 제한값 없음, 가연성고체, 액체 및 기체의 경우 100 A2 미만
- 전용운반 아닌 경우 해당

A형

- 특수형 : A1
- 특수형 이외의 것 : A2

- 혼합 핵종시 비율의 합이 1을 초과하지 않아야함

B형

설계승인서에 규정하는 값

- 항공기 운반시 A값의 3천배

C형

설계승인서에 규정하는 값

- 항공기 운반 A값 3천배 초과시



 

1. L형 운반물
     
   

L형 운반물(Excepted Package)은 포장되는 방사성 물질의 양이 충분히 작아서(A₁또는 A₂값의 1/1,000~ 1/10,000) 최소한의 요건이 적용되는 운반물을 말한다. 다른 운반물의 설계 및 취급에 관한 요건 중에서 최소한의 요건만이 적용된다. 이들 운반물은 적재 및 운반 중에 적절하고 안전한 취급을 보증하기 위한 설계요건을 만족해야하며 운반용기 재료 역시 물의 흡수 및 유지, 진동, 충격 등 해로운 영향들을 배제하기 위한 일반적인 설계요건이 적용된다. 운반물의 방사성내용물은 개봉되었을 경우에 내부의 확인표시와 외부에 적절한 국제연합번호(UN No.)를 표시함으로써 알 수 있도록 하고 있다.

L형 운반물은 운반내용물의 방사능값이 아래의 표를 초과하지 않아야 하며, 운반물 표면의 최대선량률은 5 μSv/h 이하이어야 한다.



표. L형 운반물의 방사능 제한값

내용물의 물리적 상태

기구 또는 품목

방사성물질

품목 제한값

운반물 제한값

운반물 제한값

고체

특수형 방사성물질

10-2A1

A1

10-3A1

특수형 이외의 것

10-2A2

A2

10-3A2

액체

10-3A2

10-1A2

10-4A2

기체

삼중수소

2×10-2A2

2×10-1

2×10-2A2

특수형 방사성물질

10-3A1

10-2A1

10-3A1

특수형 이외의 것

10-3A2

10-2A2

10-3A2

     
   
   
  2. IP형 운반물
     
   

IP형 운반물(Industrial Package)은 저준위비방사능물질(LSA; Low Specific Activity Material) 또는 표면오염물체(SCO; Surface Contaminated Object)를 운반하는데 사용된다. 저준위비방사능물질과 표면오염물체는 포함된 방사능이 제한적이고 물질이 쉽게 분산하지 않을 뿐만 아니라 인체내부의 방사선 위해가 작은 형태를 가지고 있기 때문에 IP형 운반물은 다른 운반물에 비하여 다소 안전하다.

P형 운반물은 L형 운반물의 설계요건에 덧붙여서 작은 재해를 포함하는 정상운반요건을 만족시켜야만 한다. IP형 운반물은 방사능 제한치를 바탕으로 방사성내용물의 위험과 관련하여 등급이 나누어지는데 IP형 운반물에는 3가지 종류가 있다.


 

ㆍ IP-1형 운반물 : 이 운반물은 L형 운반물에 부여되는 요건 이외에 온도와 압력 요구조건을 만족시켜야 한다.
ㆍ IP-2형 운반물 : 이 운반물은 또한 자유낙하와 적층시험조건을 만족하여야 한다.
ㆍ IP-3형 운반물 : 부가적으로 이 포장물은 물분사시험과 관통시험조건의 요건을 만족시켜야 한다.



표. IP형 운반물 기준

방사성내용물

IP형 운반물

전용상태

전용상태가 아닌 것

제1종 저준위 비방사능물질(고체)

IP-1

IP-1

제1종 저준위 비방사능물질(액체)

IP-1

IP-2

제2종 저준위 비방사능물질(고체)

IP-2

IP-2

제2종 저준위 비방사능물질(액체 및 기체)

IP-2

IP-3

제2종 저준위 비방사능물질

IP-2

IP-3

제1종 표면오염물질

IP-1

IP-1

제2종 표면오염물질

IP-2

IP-2

     
   
     
 

3. A형 운반물

     
   

A형 운반물(Type A Package)은 방사성물질이 비교적 작은 양(A₁또는 A₂값 이하, 고시 제2014-50호 별표 참조)을 수송하기 위한 운반용기를 포함하는 운반물이다. 이 운반물은 다음과 같은 "정상운송조건" 하에서 안전성이 유지되도록 설계된다.

 

ㆍ 차량으로부터의 낙하 또는 이와 비슷한 높이로부터의 낙하(자유낙하시험)
ㆍ 운반물의 표면을 통과할 수 있는 날카로운 물체에 의한 충격(관통시험)
ㆍ 비 또는 물에의 노출(물 분사시험))
ㆍ 운반물의 적재(적층시험)


단일 방사성핵종의 경우, 특수형방사성물질의 방사능 제한치 A1이며, 특수형방사성물질 이외의 방사성물질의 방사능 제한치는 A2이다 (혼합 방사성핵종은 핵종별 A값에 대한 비의 합이 1을 초과하지 않아야 한다).

IP-3형 운반물에 부과되는 모든 요구조건이 A형 운반물의 요건에 만족되도록 설계되어야 하고, 방사성물질이 액체 또는 가스형태일 경우에 더 엄격한 시험요건을 만족시켜야 한다. 이 운반물은 또한 IP형 운반물에 부과되지 않는 최소치수, 주위환경, 내부압력 및 격납요건을 추가적으로 만족하여야 한다.

A형 운반물은 가혹한 사고조건에서 손상으로 내용물의 일부가 누출될 수도 있다. 그러므로 규정들은 운반물에 운반할 수 있는 핵종의 최대방사능에 관한 한도를 규정하고 있다. 이들 제한치는 누출이 일어나는 경우에 외부방사선량이나 방사성오염으로부터 위해가 작도록 보증하기 위한 것이다.

     
   
     
  4. B형 운반물
     
   

B형 운반물(Type B Package)은 더 많은 양(A₁또는 A₂값 초과)의 방사성물질을 운반하기 위한 B형 운반용기로 구성한 운반물이다. 운반물 기준을 충족하여 한 국가에서 승인한 운반물이 다른 국가에서도 사용될 수 있는 B(U)형과, 부분적으로 미흡함이 있어 운반물이 통과하게 되는 모든 국가의 승인(다변승인)이 필요한 B(M)형으로 구분된다. 이 운반물은 가혹한 사고의 영향을 견딜 수 있어야 한다. 이러한 능력을 입증하기 위한, 충격, 관통, 화재, 침수 같은 가상사고조건하에서의 시험이 요구된다. 부가적으로 각각의 운반물의 설계는 국가 관계당국에 의하여 승인을 받아야 한다.

B형 운반물은 산업에서의 방사선촬영, 사용후핵연료, 핵폐기물 등 방사능이 높은 방사성물질을 운반하는데 사용된다. B형 운반물은 A형 운반물의 요건 및 B형 운반물에 적용되는 추가적인 요건을 만족하여야 한다. 이 운반물의 운반용기는 각 국가의 관계당국으로부터 설계승인(Design approval)을 받아야 한다.

방사능 한도량은 설계승인서에의 제한값을 초과하지 않아야 하며, 항공기로 특수형방사성물질을 운반하는 경우에는 A₁의 3,000배 또는 A₂의 105배 중 작은 값을 따르고 그 외는 A₂의 3,000배로 규정한다.

     
   
     
  5. C형 운반물
     
   

C형 운반물(Type C Package)은 매우 많은 양의 방사성물질을 항공운송하기 위한 좀 더 강화된 성능요건을 적용한 운반물이다. B형 운반물이 항공운반의 방사성물질등과 그 방사능 한도량을 초과할 경우, C형 운반물은 물질 그 자체가 분산성에 대하여 충분한 방어요건을 제공하지 않을 때 운반물에 추가적으로 필요한 사항을 부여함으로써 확산되는 오염의 위험을 최소화하기 위하여 분류되었다. 주요 시험요건은 324 km/h(90 m/s) 속도의 낙하시험과 60분간의 화재시험이다. 이 운반물의 운반용기는 각 국가의 관계당국으로부터 설계승인을 받아야 한다.

     
  6. 핵분열성물질 운반물
     
   

핵분열성물질 운반물(Package Containing Fissile Material)은 방사성내용물이 핵분열성물질인 것을 말한다. 핵분열성물질을 포함한 운반물은 방사성물질등의 운반기준과 더불어 핵임계방지를 위한 기준, 평가 및 관리가 추가되어야 한다. 특히, 육불화우라늄은 원자력발전소의 핵연료생산의 공정에서 사용되며 보통압력 56 ℃에서 증발한다. 방사선에 대한 위험성은 비교적 작으나 독성이 크고 부식성이 있으므로 운반시에 특별한 고려가 필요하다. 운반용기는 일정 수준의 압력에 견디는 특수 압력용기로 구성되며 최대 내부압력과 특정 낙하시험 및 열시험에 견딜 수 있도록 제작된다. 이 운반물의 운반용기는 각 국가의 관계당국으로부터 설계승인을 받아야 한다.