목 차

Ⅰ. 국내 처분 적합성 확보 계획 Ⅱ. 해외 처분 현황 Ⅲ. 국내 처분 적합성 확보 추진현황

제17회 원자력 안전기술 정보회의 2

Ⅰ. 국내 처분 적합성 확보 계획

종 류 사 진 대상폐기물 처분적합성 확보방안

파라핀 고화 농축폐액 분말 ◦ 파라핀 분리 ◦ PC HIC 포장 PE-HIC 보관 폐수지 ◦ PC HIC 덧포장 폐수지 폐필터 폐수지 고방사성 폐필터 ◦ PC HIC 포장 ◦폴리머 고화 ◦ 시멘트 고화 ◦ 폴리머 고화

비 고

< 국산 PC HIC> 제17회 원자력 안전기술 정보회의 3

Ⅱ. 해외 처분 현황

1. 폐수지 처분 적합성 확보 현황  미국 – 저준위 : 철재드럼에 담아 위탁소각 – Class B, C : 탈수 또는 건조 후 고건전성 용기 포장 또는, 일부 원전의 경우 폴리머 고화 처리 ☞ 미국은 처리방안 결정시 원전, 소각시설(테네시 주), 처분시설 (사우스 캐롤리나주, 유타주, 워싱톤주)의 위치에 따른 운반비 용과 처리(처분)비용을 종합적으로 고려하여 가장 경제적인 방 안을 채택하고 있음 ☞ 캔사스주 소재 Wolf Creek 원전은 Duratek으로 이송 소각을, 캘리포니아 소재 Diablo Canyon 원전은 폴리머 고화를 우선적으로 고려 제17회 원자력 안전기술 정보회의 4

 미국의 폐기물 분류기준 – Class A : 방사성 핵종의 농도가 가장 낮은 폐기물로 고체형태 유지, 유리수 함량 제한 등 기본적인 처분 요구사항 만족 필요 – Class B : A와 C의 중간에 해당하는 핵종농도를 가진 폐기물로 처분시 폐기물 형태의 구조적 건전성 요구 – Class C : 핵종농도가 10CFR61의 설정치에 해당하는 폐기물로 처분시 부주의한 외부침입에 의한 피폭 방지방안 필요 – GTCC(Grater Than Class C) : 심지층 처분 등의 조치 필요 제17회 원자력 안전기술 정보회의 5

 독일 – 폐수지 건조 후 압축드럼에 포장하고 초고압 압축기로 압축하 여 압축 드럼을 철재 컨테이너에 포장  프랑스 – – – 1차측 폐수지는 폴리머 고화 2차측 음이온 폐수지 건조 후 극저준위 처분장에 처분 2차측 양이온 폐수지는 소각처리 제17회 원자력 안전기술 정보회의 6

2. 농축폐액 처분 적합성 확보 현황  미국 – – – – 대부분의 원전에서 액체폐기물 처리에 이온교환설비 이용 Palo Verde 원전은 농축폐액 분말을 철재드럼에 포장 DTS사는 Class B 이상은 폴리머 고화 폴리머 고화 방법  VES(농축폐액 분말과 혼합) : 대형설비 필요, 부피증가, 고화시간 이 오래걸림  VERI(구슬형 분말에 주입) : 일정크기 과립물 사이로 폴리머 주입  ENCAP(농축폐액 드럼 겹포장) : 농축폐액 분말이 포함된 55갤론 드럼을 85갤론 드럼으로 곂포장하고 그 사이에 폴리머를 주입하여 encapsulation 제17회 원자력 안전기술 정보회의 7

 독일 – 농축폐액 건조 후 분말을 초고압기를 이용 압축하여 200리터 드럼에 포장  프랑스 – – 농축폐액을 시멘트로 고화 또는 소각처리 하여, 방사능 준위에 따라 콘크리트 포장용기(C1,C4) 금속용기(MB), HD(Hi Capacity Drum), 일반드럼에 처리 제17회 원자력 안전기술 정보회의 8

3. 슬러지 처분 적합성 확보 현황  미국 – – Palo Verde 원전은 건조처리 후 철재드럼에 포장 Diablo Canyon 원전은 초기에 슬러지를 고화 처리하였으나 현재는 소각 또는 건조 후 포장(철재드럼 또는 고건전성 용기)  독일, 프랑스 – 농축폐액 처리방법과 동일함  건조 후 압축(독일)  시멘트 고화처리 후 포장(프랑스) 제17회 원자력 안전기술 정보회의 9

4. 폐필터 처분 적합성 확보 현황  미국   – – Class A 수준의 폐필터는 건조 후 압축하여 잡고체 처리 Class B 수준의 폐필터는 절단 후 고건전성용기에 포장 또는 소각처리 독일 – 건조 후 압축하여 200L 드럼에 포장 프랑스 – – 시멘트 고화, 해체 또는 파쇄 시멘트 고화시 콘크리트 용기, MB(금속용기), 일반드럼 용기 사 용 제17회 원자력 안전기술 정보회의 10

Ⅲ. 국내 처분 적합성 확보 추진현황

1. 고건전성용기(PC-HIC)  용 도 – 농축폐액 분말, 폐수지, 슬러지 등을 건조 후 보관  구 조 – – – 고밀도폴리에틸렌(8mm) 폴리머콘크리트(76.8mm) 외부스틸(3.2mm) 제17회 원자력 안전기술 정보회의 11

 폴리머 콘크리트의 기본 특성 구 분 비 중 압축강도 휨강도 전단강도 흡수율 단 위 g/cm 3 ㎏ f/cm 2 ㎏ f/cm 2 ㎏ f/cm 2 % 시멘트 콘크리트 2.2

∼ 2.4

200 ∼ 400 40 ∼ 100 20 ∼ 40 3 ∼ 4 폴리머 콘크리트 2.2

∼ 2.4

1,000 ∼ 1,200 200 ∼ 250 100∼120 0.03∼0.1

  시멘트 콘크리트와 비중은 유사하지만 기계적 성질은 우수함 재질특성상 , 폐기물 내 존재할 수 있는 유리수에 대해 뛰어난 수밀성을 보임 제17회 원자력 안전기술 정보회의 12

 고건전성용기 국산개발 및 인허가 추진현황 제17회 원자력 안전기술 정보회의 13

 고건전성용기 국산개발 및 인허가 추진현황 제17회 원자력 안전기술 정보회의 14

 현장 적합성 검토 1. Fill-head 인양 2. Fill-head 안착, 밀봉상태 확 인 3. 선량 확인 후 반출 HIC와 원전 현장 SRDS설비와의 호환성 검토 호환성 이상 없음 제17회 원자력 안전기술 정보회의 15

 현장 적합성 검토 1. PE HIC 2. PE HIC와 덧포장용기 결 합 PE HIC 덧포장용 (향후 인허가 추진예정) 제17회 원자력 안전기술 정보회의 3. 결합 상태 확인 16

2. 폴리머 고화  농축폐액 처리용 폴리머 고화설비 - 용량 : 하루 200 리터 4드럼 처리  폐수지 처리용 폴리머고화설비 - 용량 : 하루 1,400 리터 1드럼 처리 제17회 원자력 안전기술 정보회의 17

 농축폐액건조설비 및 폴리머고화설비 개략도 역삼 투압 설비 농축폐액 탱크 농축 폐액 건조 설비 농축폐액 건조비드 폴리머고화설비  터) 폴리머고화액 주입방식(폐액 : 200리터, 수지 : 1,400리 고화액 저장탱크 진공 펌프

Internal

폐기물80%

Screen (40mesh)

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  고화제 특성 액상규산나트륨    수용성 규산염중 가장 널리 사용되는 무기화합물로서 Na 려져 있음 2 OnSiO 2 xH 2 O의 분자식으로 표현되며, 물에 대한 용해성이 있어 물유리(water glass)로 알 액상규산나트륨은 산과 중화반응을 일으켜 점도가 상승하다가 겔(gel)화 되는 특성이 있으며, 금속과 반응하여 불용성의 규산염 금속수화물, 규산염 금속수산화물 및 규산 등을 동시에 생성하여 겔화됨 분말과 골고루 섞이며 과립형성 이후 어느 정도의 강도를 지님  산과의 반응 :  Na 2 O∙nSiO 2 + H 2 SO 4 금속 이온과의 반응 : + (m-1)H 2 O → nSiO 2 ∙mH 2 O + Na 2 SO 4 Na 2 O∙nSiO 2 + Ca(OH) 2 + mH 2 O → CaO∙nSiO 2 ∙mH 2 O + 2Na 2 OH pH 12~13 비중(20℃) 1.38

Na 2 O(%) 9~10 SiO 2 (%) 28~30 Fe 2 O 3 (%) 0.03

몰비 3.12~3.40

점성도 (cps, 20℃) 200 제17회 원자력 안전기술 정보회의 19

  과립물 특성 과립화제의 혼합비율 및 교반속도 영향평가   과립화제의 최적 혼합비는 붕산(붕산염)분말:과립화제=77:23 (wt%)임  혼합봉의 회전수는 40 rpm, 혼합용기의 회전수는 30 rpm 정도임 붕산과립(좌) 및 붕산염과립(우) 모습 제17회 원자력 안전기술 정보회의 20

 과립물 특성 비균질 과립물 일정크기 과립물 제17회 원자력 안전기술 정보회의 21

 폴리머 고화체 제17회 원자력 안전기술 정보회의 22

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