방사성배출물에 대한 감시 및 관리  
     
 
 

원자력시설의 운영과정에서 환경으로 배출되는 방사성물질에 대한 배출물관리는 원전의 설계, 시운전, 운영 및 해체 등 모든 과정에서 적용되어야 하며, 각 단계별 이행방안은 다음과 같이 정리할 수 있다.


1. 설계단계의 고려사항

원자력시설의 설계단계에서는 주요 계통별 방사선원항(Source Term)을 평가하여야 하며, 이러한 방사선원항은 예상운전과도를 포함한 정상운전시 선원항과 설계기준 선원항으로 구분한다. 또한 설계특성에 근거하여 각 계통을 방사성계통과 비방사성계통으로 구분해야 하며, 방사성계통과의 연계(Interface)로 인해 방사성 오염 가능성이 있는 계통의 경우 특별히 잠재적 방사성계통(Potentially Radioactive System)으로 분류해야 한다. 방사성계통의 경우 공정의 방사능 수준을 감시하기 위한 공정감시기능을 확보해야 하며, 잠재적방사성계통 또는 비방사성계통에 대해서는 비정상 조건이 발생하는 경우 방사성 오염여부 및 오염수준을 감시하기 위한 설계상의 조항을 반영해야 한다.

예를 들어 가압경수로 (PWR: Pressurized light Water Reactor)의 1차계통은 운영중 일상적으로 비교적 높은 방사능을 함유하게 되므로 방사성계통으로 분류된다. 한편 자연상태의 원수(Raw Water)를 이용하여 탈염수(Demineralized Water)를 생산하는 설비는 근본적으로 원자로계통과 연계성이 없는 비방사성계통으로서, 동 시설에서 배출되는 탈염기 재생폐액은 배출물관리의 대상에서 제외될 수 있다. 그러나 PWR 2차계통의 경우 설계특성상 정상운전 중에도 미미한 수준이지만 방사성물질을 함유할 수 있다. 따라서 정상운전 중 방사성물질 함유가 가능한 가압경수로의 2차계통은 설계개념상 방사성계통 내지 잠재적 방사성계통으로 분류되어야 한다.

이와 함께 원자력시설의 설계단계에서는 모든 배출물 배출경로 및 배출지점을 확인해야 하며, 운영 과정에서 정해진 경로 및 지점을 벗어난 배출물의 배출가능성을 방지할 수 있는 설계조항을 반영해야 한다. 또한 배출경로에 대한 공정감시 및 배출물감시를 위한 설계조항(배출물감시기, 시료채취배관, 연속시료채취장치 등)을 반영하여야 한다. 공정감시는 계통내 공정의 방사성 오염징후에 대한 확인 및 시정조치를 목적으로 이루어지며, 배출물감시는 환경으로 배출되는 배출물 내의 방사성물질의 수준을 감시하고 통제하기 위한 목적으로 이행되는 개념이다.

설계단계에서는 모든 배출물의 배출방식을 회분식배출(Batch Release)또는 연속배출(Continuous Release)로 구분하여 관리방안을 결정하여야 한다. 회분식배출은 배출물을 배출하는 동안 입력유량이 없는 배출방식을 의미하며, 연속배출은 배출물을 배출하는 동안에도 배출계통으로 입력유량이 존재하는 경우를 말한다. 일반적으로 회분식배출에서는 특정한 탱크 또는 용기를 격리하고 내용물에 대한 방사성물질 함유량을 확인한 후 환경으로 배출하며, 배출이 이루어지는 기간 동안에는 탱크 또는 용기로 추가적인 액체 또는 기체의 유입이 없도록 억제한다. 액체폐기물감시탱크 또는 격납건물 퍼지가 회분식배출의 대표적인 사례이다. 한편 연속배출은 계통의 폐기체 또는 폐액을 일상적으로 배출하는 경우로서 증기발생기취출수의 연속배출 또는 연속적인 건물배기 등이 이에 해당한다. 그러나 특정한 탱크 또는 용기를 통하여 배출하는 경우에도 배출기간 동안 추가적인 유입유량이 있는 경우에는 연속배출에 해당하며, 계획예방정비기간 동안 배출전 방사능분석을 완료한 후 2차측 계통수를 배출하는 증기발생기취출수의 배수는 회분식배출에 해당한다. 따라서 회분식배출과 연속배출은 설계단계에서 결정되는 배출계통의 특성 이외에도, 운영단계에서 적용하는 운영절차 및 원칙에 따라서 달라질 수 있다.



2. 운영단계의 고려사항

원자력시설의 운영단계에서는 배출물관리 프로그램(Radioactive Effluent Control Program)을 수립하여 이행하게 되며, 이러한 배출물관리 프로그램은 배출물 감시기 운영방안, 배출물에 대한 시료채취분석 계획 및 관련 세부절차등을 포함한다. 운영중 모든 운전모드에서 배출관리기준(ECL: Effluent Control Limit)을 만족하고 장기적으로는 설계목표치를 만족함을 입증하기 위한 목적으로 관련 프로그램을 이행해야 한다. 운영자는 주기적으로 배출이력을 규제기관에 보고해야 하며, 이를 통하여 관련 법적 요건의 만족여부를 입증하여야 한다. 원전 주변환경의 방사선/능에 대한 감시는 배출물에 대한 선원감시(Source or Effluent Monitoring)와 독립적으로 수행되며, 배출물감시의 적합성을 검증하고 환경방사선/능의 변화추이를 감시하는데 목적이 있다.

또한 운영단계에서는 설계단계에서 고려된 계통 분류 및 배출물관리 설계개념을 유지하기 위한 절차를 함께 수립/이행해야 한다. 이와 관련하여 비정상 배출의 발생 가능성을 최소화하기 위한 절차를 수립해야 하며, 운영중 이루어지는 설계 및 운전방법의 변경시 기존 배출물관리 체계에 영향을 줄 수 있는 요소에 대한 평가를 수행해야 한다. 또한 운영허가시 확인된 배출조건 또는 부지 주변환경조건의 변동여부를 주기적으로 재검토해야 한다.

기본적으로 원자력시설로부터 발생된 배출물을 사전계획에 따라 감시 및 통제된 상태로 배출해야 한다. 따라서 계획되지 않은 배출(Unplanned Release), 감시 및 통제되지 않은 상태의 배출(Unmonitored or Uncontrolled Release)을 비정상배출(Abnormal Release)이라고 하며, 비정상 배출이 발생하는 경우에는 사후 평가를 통하여 환경배출량을 평가해야 한다. 지정된 배출물 배출경로를 벗어난 배출물의 배출 또한 비정상 배출의 일종이다. 원칙적으로 배출물의 배출경로는 규제제한치를 초과하는 방사능을 함유하는 배출물의 환경배출을 억제하기 위하여 경보 및 연동(예: 자동 배출차단) 기능이 확보된 배출물 방사선감시기를 이용해 연속적으로 감시해야 한다. 또한 배출물의 방사능을 배출전 또는 주기적인 시료채취 및 분석을 통해 정량화해야 하며, 소외주민선량 평가를 통하여 관련 규제요건의 만족여부를 입증해야 한다. 이러한 일련의 배출물관리 체계에 따른 배출을 감시/통제된 상태의 배출이라고 말할 수 있다.

 
 
표. 원자력시설의 운영단계 유출물관리의 구성요소

ㆍ환경배출량의 최소화 및 ALARA(As Low As Reasonably Achievable)*

ㆍ환경배출량에 대한 정확한 평가

ㆍ감시/통제된 상태에서 계획적으로 배출

ㆍ관련 요건에 대한 부합성의 입증(선원감시 및 환경감시)

ㆍ배출경로(배수구 및 배기구) 이외의 유출경로 통제

Feedback(배출특성 및 환경조건 변화여부에 대한 재검토)

* 주) "ALARA" 란 "합리적으로 달성 가능한 한 낮게 유지한다"는 개념이다. 이것은 이미 정당화된 방사선원 또는 방사능물질의 환경배출이라도 이로인 해 방사선을 받을 수 있는 사람의 수와 방사선량 등을 사회적,경제적 인자까지 고려해 예상되는 방사선량을 가능한 한 최소한으로 유지해야 한다는 원칙이다.

 
표. 공정 및 유출물감시의 개념
감시 = 연속감시 + 시료채취 분석(연속 또는 주기적)
공정 방사능감시
  - 계통의 방사능준위가 설계 및 안전성평가시 고려된 조건 하에서 유지되는 가의 여부를 확인하고 비정상적인
    상황을 감시함으로써, 필요시 유로 차단 등의 연동기능 내지 경보를 발생함.
  - 공정감시기의 경보설정 : 유출물관리 측면의 별도요건 없음.
유출물 방사능감시 = 선원감시 + 환경감시
  - 방사성유출물이 허가된 유출지점을 통하여 기준치 이내로 배출되는 가를 확인/평가하고, 비방사성계통이나
    청정구역을 통한 방사성물질 유출경로가 없음을 입증
  - 유출물감시기 요건 : 배출제한치를 만족함을 보장할 수 있는 경보설정치가 반드시 확보되어야 하며, 이 경우
    "운전가능"한 것으로 판단함.
- 최소한 최종 방출단에서는 반드시 유출물 방사능감시가 수행되어야 하며, 시료채취 및 분석이 함께 이행되어
  야 함.