Since 1978, the KHNP has been operating 20 NPPs (16 PWRs and 4 CANDUs) and generating about 67,000 drums (200 L) of LILW (as of December 31, 2005), which have been stored in the temporary storage facility (TSF) at each NPP due to the absence of a repository for the disposal of LILW. Therefore, the period of temporary storage of LILW is so long compared to other countries. Furthermore, the details with respect to the safety anlaysis on the TSF have not been considered in PSAR and FSAR. Especially, the risk assessment on the TSF has scarcely been conducted as opposed to many researches on the disposal of LILW. Since 2003, however, the IAEA has been recognized on the imporatance of predispoal management of LILW. And then, the regulatory frame of U.S. NRC was being shifted to risk-based regulation from the deterministic apporoach. Therefore, most of radioactive wastes including the LILW will be managed in terms of the risk-based graded apporaoch to future regulation system called RIR (risk informed regulation). If the radioactive wastes do not quantitatively deal with the risk-based reagulation, the radiological risk on some of radioactive wastes might be overestimated or underestimated regardless of the degree of the risk. According to a consequence of these situations, the numbers of the researches on the predisposal management of LILW have been required for the preparation on new regulatory frame.
In this study, the main objective of this study is to establish the methodology of integrated safety assessment on LILW managed in the TSF at NPP, and to develop the integrated safety assessment code for routine operating condition and for for accident analysis on LILW managed in the TSF.
In order to establish the methodology of integrated safety assessment on LILW managed in the TSF at NPP, three main parameters were considered: risk-based accident scenarios, radionuclide inventory, and atmospheric dispersion factor ($\It{x/Q}$). Arbitrary accidents related to LILW management in the TSF were derived by the master logic diagram (MLD) method, which is based on the fault tree analysis (FTA) but without formal mathematical properties. And then, radionuclide inventory was calculated by the dose to curies (DTC) conversion method considering the releasing rate with respect to the radionuclides and waste streams. Furthermore, atmospheric dispersion factor was evaluated through a variety of dispersion equations based on the joint frequency distribution (JFD) method.
In order to develop the integrated safety assessment code for routine operating condition and for for accident analysis on LILW managed in the TSF, a variety of parameters were also considered such as risk factor, radionuclide inventory, atmospheric dispersion factor ($\It{x/Q}$), dose conversion factor, and so on. Synthesizing the above parameters, INDAC++, the integrated dose assessment code package for normal reaction operation and for accident analysis of LILW managed in the TSF was developed using Visual C# in Microsoft Visual Studio.NET 2003 based on the circumstance of the graphical user interface (GUI) to allow for user-friendly features.
국내 상업용원자로의 운영에 따라 발생하는 중$\cdot$저준위 방사성폐기물 (LILW, Low and Intermediate Level Waste)은 1970년대 후반후터 고리 1호기의 운영을 시작으로 하여 현재까지 발생해오고 있으며, 이들 원전폐기물들은 국내의 중$\cdot$저준위 방사성폐기물 처분장의 부재로 인하여 30년 이상 각 발전소별 임시저장고(TSF, Temporary storage facility)에 관리되어오고 있는 상황이다. 또한 임시저장고에 저장되어 관리되고 있는 원전폐기물은 대부분이 폐기물 생성 당시의 표면선량율과 폐기물의 유형에 의해서만 분류되고 관리되는 것 외에는 어떠한 위험도기반의 관리나 이와 관련한 규제는 받고 있지 않는 실정이다. 이미 미국 NRC가 2000년에 발간한 위험도기준규제 이행계획 (SECY-00-213)을 살펴보면 기존의 결정론적 규제체계를 위험도기준 규제체계로 전환함에 따라 국내 방사성폐기물분야에 있어서도 향후 위험도정보$\cdot$성능기반 규제기술(Risk informed and Performance based Regulation)체계로의 전환에 대비하여 개별 방사성폐기물 드럼에 대한 위험도를 정량적으로 평가할 수 있는 평가방안 및 평가도구의 개발이 필요하다. 만약 방사성폐기물의 위험도에 대한 정량적인 평가가 없을 경우, 모든 방사성폐기물 드럼을 비슷한 수준으로 관리하게 된다. 이에 따라 위험도가 높은 폐기물 드럼에 대해서는 작업자 피폭 및 방사성 핵종 누출 등의 안전한 관리가 이루어지지 못할 가능성이 있으며, 위험도가 낮은 폐기물 드럼에 대해서는 불필요한 안전시설 설치 및 관리에 따른 경제적 부담을 가중시킬 수 있다. 위험도에 맞는 안전시설을 확충하여 안전하면서도 효율적으로 방사성폐기물을 관리하기 위해서라도 방사성폐기물 드럼의 위험도를 정량적으로 평가하여 관리할 수 있는 체계를 구축하는 것이 필요하다.
이에 본 연구의 목적은 원전임시저장시설에서 관리되는 중$\cdot$저준위 방사성폐기물(LILW)에 대한 통합안전성평가방법론을 개발하고 이를 통하여 중$\cdot$저준위 방사성폐기물(LILW)의 처분전 관리 시 발생 가능한 위험도를 정량적으로 평가할 수 있는 프로그램을 개발하는 것이다.
원전 임시저장시설에서 관리되는 중$\cdot$저준위 방사성폐기물(LILW)에 대한 통합안전성평가방법론을 개발하기 위하여 먼저는 원전 임시저장시설에서 발생가능한 위험도 시나리오를 원전 PSA(Probabilistic Safety Analysis)에서 사용되는 고장수목분석법(FTA, Fault tree anlaysis)을 기초로 하여 구성된 주논리도분석(MLD, Master logic diagram)을 통하여 분석하였다. 수립된 위험도 시나리오별 핵종재고량(Radionuclide inventory)을 선량대방사능환산법(DTC, Dose to curie)을 이용하여 계산한 뒤, U.S. NRC Regulatory Guide 1.145에서 제시하고 있는 대기확산모델을 적용하여 작업자 및 일반인에게 미치는 피폭선량을 유효선량과 갑상선등가선량의 관점에서 평가하였다. 또한 ICRP에서 제시하고 있는 총위험도 인자 및 교육과학기술부령에서 언급하고 있는 긴급 주민보호조치 결정기준을 이용하여 새로운 위험도 등급을 마련하였으며, 이를 통하여 원전임시저장시설에서 관리되는 중?저준위 방사성폐기물(LILW)에 대한 위험도 시나리오별 리스크평가가 국내에서 처음으로 수행되었다.
또한 본 연구에서는 방사성폐기물 처분전 관리 시 발생할 수 있는 주요 위험도 인자로 인한 단기 사고 시 작업자 및 일반인들에게 미치는 방사선학적 위해도를 피폭선량 및 리스크의 관점에서 평가하는 프로그램(INDAC++)을 개발하였다. 본 프로그램의 개발언어는 Microsoft Visual Studio.NET 2003에 내장된 Visual C#을 이용하여 개발되었으며, 총 4개의 모듈로 구성되어 있다.
본 연구를 통하여 개발된 원전 임시저장시설에서 관리되는 중?저준위 방사성폐기물(LILW)에 대한 통합안전성평가방법론과 이를 이용한 리스크 평가 코드 INDAC++를 이용하여 실제 각 원자력발전소에서 적용할 경우, 사업자측면에서는 방사성폐기물을 위험도에 따라 구분하여 관리할 수 있게 되므로 방사성폐기물 관리 시 효율성과 안전성이 증가될 수 있을 것으로 보인다. 또한 규제기관에 의해서 본 연구에서 개발된 방법론 및 평가 코드가 사용되더라도, 위험도에 따라 규제수준을 결정할 수 있으므로 보다 더 합리적인 규제가 이루어질 수 있을 것으로 보인다. 나아가 기존의 방사성폐기물 안전관리 통합정보시스템(WASID)의 부족한 부분을 보완하여 국내에서 관리되고 있는 방사성폐기물을 보다 더 체계적으로 관리한다면, 향후 위험도정보$\cdot$성능기반 규제기술체계로의 전환에 대비할 수 있는 기틀을 마련할 수 있을 것으로 보인다.
