사용후핵연료 운반방법  
 
 
  1.개요

 

사용후핵연료를 원자력발전소에서 저장시설 또는 처분시설까지 운반하기 위해서는 운반용기가 필요하다. 운반용기를 취급하기 위한 설비는 운반을 위한 차량, 선적 및 하역에 필요한 취급시설 및 운반선박으로 구성된다. 사용후핵연료의 소외운반은 정부, 지자체 및 관련 기관들 간의 사전 협의를 통해 운반 방법, 운반 경로를 결정하고 정상 및 비상을 대비한 대응절차 및 체계를 준비한다. 또한, 운반 중에서도 사용후핵연료 운반용기에 대한 주기적인 검사 및 추적 관리를 실시하는 등 국제원자력기구(IAEA)의 운반에 관한 안전규정 및 국내 원자력안전법 등 국내·외의 관련 법규에 따라 수행된다.


방사성물질 운반 규제(사용후핵연료 운반 적용)

 
  2.국내 운반용기 개발현황

 

운반용기는 원자로 격납용기와 동일한 개념으로 정상 운반은 물론 화재, 낙하, 침수 등 어떠한 사고에서도 안전성을 확보하고 구조건전성을 유지해야 하며 또한, 안전성 해석결과에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 시험을 수행해야 한다.



국내의 사용후핵연료 운반용기는 조사후시험용 사용후핵연료를 운반하기 위해 1985년부터 개발하기 시작하였다. 원자력연구원에서는 PWR 사용후핵연료 1다발 및 4다발을 운반할 수 있는 KSC-1 및 KSC-4 운반용기를 개발하였고, 한수원(주)에서는 12다발 및 18다발의 사용후핵연료를 운반할 수 있는 KN-12 및 KN-18 운반용기를 개발하였다. 현재 한국원자력환경공단에서는 21다발의 사용후핵연료(WH/CE 겸용)를 운반할 수 있는 KORAD-21 운반용기를 개발하여 인허가 신청을 완료한 상태이다. 또한, 한수원(주)에서는 CANDU 사용후핵연료 120다발을 운반할 수 있는 HI-STAR63 운반용기를 개발하고 월성원전에서 소내 운반에 활용하고 있다.


 
표. 국내 사용후핵연료 운반시스템 개발 현황

모델명

기관명

운반
용량
(다발)

최대
연소도
(MWD/MTU)

최대
농축도
(wt%)

냉각
기간
(년)

최대
붕괴열
(kW)

총중량
(t)

용기
방식

비고

KSC-1

한원연
(KAERI)

1 PWR

45,000

3.5

1

7.2

28.0

운반
전용

원전-연
구원
수송

KSC-4

한원연
(KAERI)

4 PWR

38,000

3.2

3

7.0

37.0

운반
전용

고리
소내
운반

KN-12

한수원
(KHNP)

12 PWR

50,000

5.0

7

12.6

75.0

운반
전용

WH
연료
소내
운반

KN-18

한수원
(KHNP)

14 PWR

55,000/
7년
60,000/
9년

5.0

7/9

19.1

104.4

운반
전용

CE연료
소내
운반

KORAD
-21

공단
(KORAD)

21 PWR

45,000

4.5

10

16.7

120.5

운반
전용

WH/CE
연료
소내외
운반

HI-STA
R63

한수원
(KHNP)

63
CANDU

7,800

0.7111

6

0.0063
(다발당)

21.5

운반
전용

CANDU
소내운반






 
  3.운송 선박의 안전성

 

운송선박은 항해안전, 방사선안전 및 환경영향을 중시하는 개념으로 특수 설계, 건조된다. 따라서 이중선체, 방사선 차폐구조로 충돌, 좌초, 조난 등 해난사고에 대하여 안전성을 확보할 수 있고 방사선 감시 및 측정설비, 화재방지 및 소화설비 등 각종 안전설비, 위성통신과 자동항법장치 등이 설치된다.


 
표. INF 선박 등급

선박 등급

기 준

Class INF 1 ship

4,000TBq 이하의 전체 방사능을 갖는 물질 운송에 인증된 선박

Class INF 2 ship

2x106TBq이하의 전체방사능을 갖는 방사성 핵연료 또는 고준위 방사성폐기물 운송에 인증된 선박 및 2x105TBq 이하의 전체 방사능을 갖는 플루토늄 운송에 인증된 선박

Class INF 3 ship

물질의 전체 방사능에 제한없이 방사성핵연료 또는 고준위 방사성폐기물 운송에 인증된 선박 및 플루토늄 운송에 인증된 선박



 
  4.항만시설

 

항만시설은 운송선박의 안전한 입출항 및 운반용기의 선적과 하역작업이 가능하도록 항로조건이 구비되어야 한다. 선박의 선회장 및 접안시설의 적절한 계획은 물론 기상조건이나 해상조건이 운반, 선적 및 하역작업에 지장을 주지 않아야 하며 운송선박으로부터 약 100톤급 중량물인 운반용기를 안전하게 선적, 하역할 수 있는 설비가 갖추어져 있다.




 
  5.육상운반

 

사용후핵연료가 적재된 운반용기를 도로 또는 철도를 통하여 운반하며, 해당도로 및 철도의 통과 가능 중량 등 제반사항을 고려하여 운반한다.