방사성폐기물의 분류 및 특성  
   
 
  방사성폐기물은 열발생과 방사능농도에 따라 고준위폐기물과 중·저준위폐기물로 분류할 수 있다.
 

   
   

또한 원자력안전위원회 고시 제2014-03호(방사성폐기물 분류 및 자체처분 기준에 관한 규정) 제3조에 따라, 중·저준위폐기물은 아래 표와 같이 극저준위, 저준위, 중준위 방사성폐기물로 분류된다.

표. 국내 중/저준위 방사성폐기물 분류기준

종류

분류기준

중준위 방사성폐기물

중/저준위방사성폐기물 중에서 방사능농도가 저준위방사성폐기물 방사능농도 제한치1) 이상인 것

저준위 방사성폐기물

중/저준위방사성폐기물 중에서 방사능농도가 자체처분 허용농도2)의 100배 이상이고 저준위방사성폐기물 방사능농도 제한치 미만인 것

극저준위방사성폐기물

중/저준위방사성폐기물 중에서 방사능 농도가 자체처분 허용농도 이상이고 자체처분 허용농도의 100배 미만인 것

1) 원자력안전위원회 고시 제2014-03호 별표2
2) 원자력안전위원회 고시 제2014-03호 별표1

한편 방사성폐기물은 그 물리적 상태에 따라 기체폐기물, 액체폐기물 및 고체폐기물로 분류하기도 한다.

기체폐기물 중 불활성기체는 원자력발전소에서 발생되는 기체폐기물의 총 방사능의 90%이상을 차지하고 있으며, 주로 Xe 및 Kr의 동위원소로 구성되어있다. 그 외 핵종으로는 아이오다인, 삼중수소 등이 기체폐기물을 구성한다. 반면, 기체폐기물 중에는 방사성 물질에 오염되어 있는 미세한 부유입자들로 존재하므로 적절한 여과장치를 통하여 제거한 후 대기중으로 배출하여야 한다. 이들 부유입자 중에는 직경 0.3μ 이하의 미세입자가 전체 입자수의 99.999%를 차지하고 있다. 액체폐기물은 원자력발전소에서 원자로 냉각재 및 관련 계통의 수질 정화 및 정비작업 등의 과정에서 주로 발생되며, 불활성 원소를 제외하고 기체폐기물의 구성 원소와 동일한 원소로 이루어져있다. 고체폐기물은 원자력발전소 운영과정에서 사용되는 작업복, 장갑 등 방호용품과 시설 보수시 발생하는 금속류, 액체폐기물 처리시 발생되는 석회침전물로 이루어져있다. 발전소 외에 방사성동위원소를 사용하는 연구기관이나 병원에서 발생되는 폐기물은 시험관, 주사기, 튜브류 등이 포함된다.

다음 표는 각국의 방사성폐기물 분류체계를 정리한 것이다.



표. 미국의 방사성폐기물 분류체계
HLW 사용후핵연료 재처리에서 발생한 고 방사성 물질, 재처리에서 직접 발생한 액체폐기물과 충분한 농도의 핵분열 생성물을 함유한 액체폐기물에서 생긴 고체폐기물 그리고 NRC에서 정한 규정 이상의 고 방사성물질
Class A LLW Class A 폐기물은 10CFR55(a)(2)(i)에 기술된 특성과 10CFR61.56(a)에서 요구하는 물리적 형태로 결정한다. (미국은 Class A 폐기물의 하한치를 정하고 있지 않다)
Class B LLW Class A보다 안전성을 보장하기 위하여 폐기물형태가 더 엄격한 규정을 만족시켜야 하는 폐기물
Class C LLW Class A보다 안전성을 보장하기 위하여 폐기물형태가 더 엄격한 규정을 만족시켜야 할 뿐만 아니라 부주위에 의한 침입을 방지하기 위하여 처분시설에서 추가적인 조치가 요구되는 폐기물
GTCC LLW 일반적으로 천층처분이 허용되지 않는 LLW
AEA Section 11e.(2)
Byproduct Material
광물 처리과정에서 발생한 우라늄 또는 토륨의 추출 또는 농축에 의해서 발생된 Tailing 또는 폐기물, 여기에는 우라늄 용액 추출 공정에서 생긴 분리된 표면 폐기물을 포함한다.



표. 일본의 방사성폐기물 분류체계

분류

폐기물발생원

고준위방사성폐기물

유리화폐기물 캐니스터

재처리과정에서 분리한 Sr-90, Cs-137 등 핵분열생성물과 Am-241, Np-237 등 액티나이드 물질을 포함하는 고방사능 액체폐기물 또는 유리화된 캐니스터

저 준 위 방 사 성 폐 기 물

발전용
원자로
폐기물

노심구조물 등 폐기물

제어봉, 노심 내부구조물

발전용 원자로 폐기물

저준위폐기물

액체폐기물, 필터, 사용된 도구, 소모품

극저준위폐기물

콘크리트, 금속

장반감기 저열발생폐기물 (TRU)

슬러지, 필터, 사용된 장비, 소모품

재처리시설과 MOX 연료제조시설의 운영/해체에서 발생한 저준위폐기물

우라늄폐기물

소모품, 슬러지, 작업자용 장비

농축시설 및 연료제조시설에서 발생한 방사성폐기물

연구시설등의 폐기물

액체폐기물, 금속, 콘크리트, 플라스틱, 필터, 폐주사기

연구시설, 의료시설 등에서 발생한 폐기물

방사성폐기물로 취급할 필요가 없는 물질 (규제해제준위 미만의 폐기물)

콘크리트, 금속

원자력시설 폐기물로서, 농도가 극히 낮아 방사선위해가 없는 것 ('12.5 이후 Radiation Disease Prevention Act 규제대상시설 폐기물 포함)



표. 미국, 일본 외 각국의 방사성폐기물 분류체계

국가

폐기물 분류

분류기준

스웨덴

고준위폐기물
(HLW)

전형적인 붕괴열(핵연료>2Kw/m3) 그리고 31년보다 긴 반감기를 가진 장반감기핵종의 양이 어느 정도 중요하게 포함.

중저준위/장반감기
(LILW-IL)

31년보다 긴 반감기를 가진 장 반감기핵종의 양이 어느 정도 중요하게 포함, 단반감기 폐기물의제한량을 초과

중준위/단반감기
(ILW-SL)

31년보다 짧은 반감기를 가진 단반감기핵종의 양이 어느 정도 중요하게 포함. 폐기물 포장물의 선량률이 0.5mSv/h 이하 반감기가 31년보다 긴 장반감기핵종의 양은 제한받음.

저준위/단반감기
(LLW-SL)

31년보다 짧은 반감기를 가진 단반감기핵종의 양이 적게 포함; 폐기물포장물의 선량률이 2mSv/h 이하 반감기가 31년보다 긴장반감기핵종의 양은 제한받음.

극저준위/단반감기
(VLLW-SL)

31년보다 짧은 반감기를 가진 단반감기핵종의 양이 적게 포함; 폐기물포장물의 선량률이 0.5mSv/h 이하 반감기가 31년보다 긴장반감기 핵종의 양은 제한을 받음.

규제면제

방사성 핵종의 양이 적어 규제로부터 해제된 물질

영국

고준위폐기물
(HLW)

상당한 열발생 (저장 및 처분을 위한 열발생을 고려)

중준위폐기물
(ILW)

저준위폐기물 이상의 방사능농도
열발생은 고려하지 않음

저준위폐기물
(LLW)

α-방출핵종농도 < 4GBq/ton
β-/γ-방출핵종농도 < 12GBq/ton

극저준위폐기물
(VLLW)

소량부피: 베타/감마 <400Bq/0.1m3 혹은 40kBq/단일품
다량부피: 베타/감마 <4MBq/t, 트리튬 농도40 MBq/t

핀란드

고준위폐기물

원자로 운영에서 발생되는 사용후핵연료는 고방사능과 열 발생으로 인하여, 고준위 폐기물

중준위폐기물

방사능 농도가 1MBq/kg에서 10GBq/kg 까지의 폐기물

저준위폐기물

방사능 농도가 1MBq/kg을 초과하지 않는 폐기물



표. IAEA의 방사성폐기물 분류체계

폐기물 범주

분류기준

고준위폐기물(HLW)

다량의 단반감기, 장반감기 핵종을 포함 (104 ~ 106 TBq/㎥)
장기간의 안전성 보장을 위해 높은 수준의 격리기능 필요

중준위폐기물(ILW)

천층처분보다 높은 수준의 격납과 격리를 요구하며, 열발생량이 낮고
     차폐 필요

저준위폐기물(LLW)

정상 취급(Handling) 및 운반 시 차폐를 요구하지 않으며, 일반적으로 천층처
     분에 적합

방사능농도 관점에서 LLW와 ILW 사이의 정확한 기준값을 제시하는 것은 어
     려우나, LLW에 대한 정량적 기준값은 각 규제기관이 결정할 수 있음

극저준위폐기물(VLLW)

일반적으로 면제준위와 같거나 이를 조금 상회하는 폐기물
공학적방벽을 가진 천층매립처분시설에 처분

극단반감기폐기물(VSLW)

저장 및 자연붕괴를 통해 방사선준위가 해제준위 이하가 되는 폐기물
일반적으로 반감기 100일 이하 방사성동위원소를 포함

면제폐기물(EW)

더 이상 규제관리의 관점에서 고려되지 않는 폐기물