방사성폐기물의 발생원  
   
 
 

방사성폐기물은 폐기물이 발생된 시설에 따라 원자력발전소 및 관련시설에서 발생하는 폐기물(핵연료주기폐기물)과, 연구기관 및 병원등에서 발생하는 폐기물(비핵연료주기 폐기물)로 나눌 수 있다.


1. 핵연료주기폐기물

방사성폐기물의 대부분은 원자력발전 과정에서 발생된 것이다. 방사성폐기물은 우라늄광의 채굴, 정련, 변환, 농축, 연료가공, 원자력발전소 운전, 재처리과정 등의 각 부분에서 발생한는데 현재 우리나라에서는 원전연료의 가공과 발전소운전 과정에서만 폐기물이 발생한다.

핵연료주기의 각 부분에서 발생하는 폐기물의 특징은 다음과 같이 2가지로 구분하여 설명할 수 있다.

 

가.  채굴에서 핵연료가공까지의 방사성폐기물

   

주로 맥석, 정련폐액, 보수폐기물이며, 이러한 핵연료 제조 공정에서 발생하는 방사성폐기물의 방사능준위는 극히 낮지만 우라늄을 함유하고 있다. 현재 국내 연료가공시설에서 발생하는 우라늄을 포함하는 폐기물은 중저준위폐기물로 분류한다.

   
  나.  원자력발전소의 방사성폐기물
   

원자력발전소의 운전과정에서 생성된 부산물로서 각종 방사성폐기물이 발생되며, 이러한 폐기물은 그 형태에 따라 크게 기체, 액체 및 고체 폐기물로 나누어 진다. 방사성폐기물의 특성 및 발생량은 원자로형, 계통설계개념, 운전 조건 및 발전용량 등 여러가지 인자에 따라 달라지며, 일반적으로 동일 발전용량의 경우 비등수형 원자로 (BWR)가 가압수형 원자로(PWR)에 비해 발생량도 많고, 폐기물의 방사능 준위도 높다.

여기서는 우리나라 원자력 발전소의 대부분을 차지하고 있는 가압수형 원자력발전소를 중심으로 방사성폐기물의 발생원 및 발생량을 살펴보기로 한다.

  1)  기체페기물
   

원자력발전소에서 기체 방사성폐기물이 주로 발생되는 곳은 다음과 같다.

원자로 냉각재의 탈기
체적제어탱크의 배기
붕산회수 계통 배수 탱크 배기
복수기 공기 배출기
격납용기 퍼지
보조건물 및 터빈 건물의 배기
이차 냉각재 계통의 증기 누출

원자력발전소에 발생된 기체폐기물에는 다양한 방사성핵종이 함유되어 있으나, 대부분은 불활성기체(Ar-41, Xe-133, Kr-85 등), 방사성옥소(I-131, I-133 등)와 입자상 방사성핵종(Co-58, Co-60, Cs-137 등)이다.

  2)  액체폐기물
   

원자력발전소에서 액체폐기물이 주로 발생되는 곳은 다음과 같다.

원자로 냉각재 계통
가압기 릴리프 탱크
안전주입탱크(Accumulator)
재장전수로 배수(Refueling Canal Drain)
기기배수 및 누설
방사 화학 실험실 배수
세탁 및 샤워배수
제염구역 배수
탈염기 재생폐액
바닥배수
시료채취 계통

액체폐기물의 발생량 및 함유 핵종은 발생계통의 특성에 따라 달라지며, 발전소의 설계와 운전조건 등에 따라 많은 차이가 있다.

    3)  고체페기물
   

고체폐기물은 주로 액체 및 기체폐기물의 처리과정과 발전소의 운전 및 보수과정에서 생성되므로 그 발생원이 매우 다양하다고 할 수 있다. 원자력발전소에서 발생되는 고체폐기물을 그 특성에 따라 분류하면 다음과 같다.

액체방사성폐기물 증발기 농축폐액
냉각재 정화 및 액체폐기물 처리시 발생하는 폐이온 교환수지
액체폐기물 여과처리시 발생되는 폐필터 카트리지(Cartridge)
기체폐기물 처리시 발생되는 필터류(HEPA필터, 활성탄 필터 등)
발전소의 운전, 유지보수 및 제염작업시 발생되는 종이, 피복, 장갑, PVC, 금속류 및 기기등의 잡고체

고체폐기물의 특성 및 발생량은 발전소별로 차이가 많으며, 특히 발전용량, 폐기물처리 계통 특성, 운전방식등에 따라 달라진다.

아래의 그림은 우라늄의 채광에서 시작하여 원전연료의 성형가공 그리고 원자력발전 후 방사성폐기물의 저장에 이르는 원전연료의 주기를 보여주는 자료이며, 현재 우리나라는 농축된 우라늄(UF6)을 전량수입하여 원전연료를 성형하고 있으므로 방사성폐기물은 원전연료 성형가공공장과 원자력발전소에서 발생하며, 방사성폐기물은 각 시설의 부지내 저장고에 저장하고 있다.

   

2. 비핵주기폐기물

핵연료주기의 각 과정과는 다르게 핵연료 이외의 방사성물질을 이용함으로써 발생하는 방사성폐기물은 비핵주기폐기물이라고 한다. 구체적으로는 방사성동위원소 등을 사용하는 연구활동, 의료활동, 산업활동에 관계되는 것들로 원자력연구기관, 기타 대학 등의 연구기관, 의료기관 등에서 발생된다.