물리학과 첨단기술 June 2011 15

Fig. 1. The panoramic view of Kori nuclear power plant.

저자약력

이청구 처장은 한양대 원자력공학과 학사(1977)로서 한국수력원자력(주) 방

사선안전실장, 월성 제1발전소장을 거쳐 2010년부터 발전처장으로 재직 중이다. (cglee@khnp.co.kr)

국내 원자력발전소 운영 및 관리 DOI: 10.3938/PhiT.20.026 이 청 구

Operation &Management Status of Nuclear Power

Plants in KOREA

Chung-Goo LEE

The devastating earthquake and tsunami that led to the nuclear disaster at the Fukushima power plant broke down the legendary standards of safety and technology of Japan’s nuclear power plants. Moreover, it is affecting the roadmaps toward the future of energy for other countries in the world. In the wake of Japan’s reactor crisis, Germany passed a nuclear exit bill, closing its all 17 units of nuclear power plants by 2022 and the European Union (EU) is implementing voluntary “Stress Tests” to compre-hensively review the sustainability of the nuclear power plants in the event of earthquakes, tsunamis and terrorist attacks. However, under the policy of “Low Carbon Green Growth,” considering the fact that fossil fuels have reached its limit and alternatives such as solar power and wind power are not yet realistic, it is undeniable to admit that nuclear power generation is still the most economical and ideal provider of future energy. Policies supporting the sustainment of nuclear power plants in the U.S., France, Russia etc. fortify this statement. The focal point is the ability to provide the criteria and equipment that can ensure the safety of nuclear power plants. Since 1978, Korea has been safely operating 21 units of nuclear power plants without a single serious accident, and has

maintained excellent operating performance with a ca-pacity factor above 90%. Furthermore, Korea has been thoroughly preparing for possible natural disasters such as earthquakes and tsunamis. Though the Japanese nu-clear disaster has been truly heartbreaking and devastat-ing, Korea can learn from this incident to execute thor-ough inspections on the safety of our own nuclear power plants to ensure maximum safety standards. It is my in-tent that this introduction to our exceptional operation performance and reliable operating status may ease the concerns regarding nuclear safety.

들어가는 글

지난 3.11 일본 지진과 쓰나미, 뒤이은 후쿠시마 원자력

발 소 사고는 최고의 안 기 과 기술수 을 자랑하던 일본

의 원 신화를 맥없이 무 뜨렸으며, 세계 각국의 미래 에

지 로드맵 한 변화시키고 있다. 독일은 2022년까지 17기의

물리학과 첨단기술 June 2011 16

Fig. 2. Trend of installed capacity.

Fig. 3. Trend of power generation

원 을 모두 폐쇄하는 법안을 승인했으며, 유럽연합(EU)은 원

에 한 ‘스트 스 테스트’를 자발 으로 시행하여 원 이

지진, 쓰나미 테러 공격을 지탱할 수 있는지에 한 종합

인 검토를 수행 에 있다. 그러나 ‘ 탄소 녹색성장’ 기조

하에서 화석연료는 이미 한계에 도달했고, 태양 이나 풍력

등의 신재생에 지 안론 한 아직은 실성이 부족한 상황

에서 원자력발 이 가장 경제성 있는 최상의 미래 에 지원임

은 재론할 필요가 없다. 미국과 랑스, 러시아 등의 지속 인

원 유지 정책은 이러한 사실을 뒷받침하고 있다. 요한 것

은 원 의 안 성을 담보할 수 있는 기 과 장치를 마련하는

것이다. 1978년 이후 우리나라는 21기의 원 을 운 하면서

단 한차례의 심각한 사고도 없이 90%를 상회하는 이용률을

기록하고 있으며, 국내에서 발생할 수 있는 지진과 쓰나미 등

의 모든 자연재해에 해서도 철 히 비하고 있다. 그러나

형참사를 당한 일본에게는 가슴 아 일이지만 우리나라는

일본의 사례를 교훈으로 삼아 우리 원 의 안 성 반에

해 다시 한번 철 한 검을 시행하여 최상의 안 성을 확보

해 나갈 계획이다. 본 을 통해 소개하는 국내원 의 우수한

운 실 과 안정 원 운 황이 원자력 안 에 한 우려

를 다소나마 해소하길 바란다.

원자력발전소 운전현황

설비용량

우리나라의 원자력 발 은 1978년 고리원자력 1호기(그림 1)가 가동을 시작하면서 시작 다. 이후 30여 년이 지난 2011년 3월 말 재 원자력발 소의 총 설비용량은 18,716 MW로

1978년에 비해 30배 이상 증가하여 국내 총 설비용량의 약

24%를 차지하고 있으며, 세계 6 의 원 강국으로 성장하

다. (그림2)

발전량

원자력발 소의 발 량 유율은 1989년에 50.1%로 체

발 량의 반 이상을 차지한 이래 1990년 반부터 시작

된 용량 화력발 소 건설로 인해 2010년도에는 31.1%까

지 감소하 으나 1998년 이후 30∼40% 의 유율을 유지

하며 국내 력생산의 주력 발 원으로서 안정 인 력공

에 크게 기여하고 있다. (그림3)

이용률

이용률이란 『원자력발 소가 일정기간 최 출력으로 정지

없이 발 했을 때의 발 량을 100%로 보고 이에 한 실제

발 량을 비교한 것』으로서 원자력발 소의 효율성과 운 수

을 평가하는 직 인 척도가 된다. (표1) 2010년도 우리

나라의 원 평균 이용률은 91.2%로서 세계 원 평균이용률인

78.95%보다 약 12%를 상회하는 우수한 실 을 보이고 있다.(표2) 국내원 의 이용률은 1978년 국내 최 로 고리 1호기

가 상업운 을 시작한 이래 1990년도까지는 70% 수 이

었으나, 원자력 기술과 경험이 부족하 던 창기의 어려움을

슬기롭게 극복하고 지속 으로 운 기술을 향상시켜 1991년부터 80% 로 진입하 으며 2000년 이후 10년 연속 90% 이상의 높은 이용률을 유지하고 있다.

고장정지

고장정지는 『원자력발 소가 정상운 에 기기고장 는

인 요인에 의해 불시에 정지되는 것』을 의미하며, 안 성과

기품질확보 측면에서 원 의 운 리 수 을 나타내는

요한 지표이다. 2010년도 가동원 20기에서 모두 2건의 고

장정지가 발생하여 호기당 고장정지건수는 0.1건을 기록하

다. (표3) 원자력 발 의 기단계인 1980년 반까지는

호기당 5건 이상의 높은 고장정지건수를 기록했으나, 운 경

험과 련 기술의 축 으로 차 낮아져 1998년 이후 호기

당 1건 미만의 우수한 실 을 보이고 있다.

special edition

물리학과 첨단기술 June 2011 17

Kori Wolsong Yonggwang Ulchin

Total Average#1 #2 #3 #4 #1 #2 #3 #4 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #1 #2 #3 #4 #5 #6

’01 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 - - 2 3 0 1 - - 8 0.5

’02 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 3 0 0 1 - - 8 0.4

’03 0 0 0 0 0 1 1 1 3 0 1 1 1 0 0 1 0 1 - - 11 0.6

’04 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 3 1 - 12 0.6

’05 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 3 0 2 1 10 0.5

’06 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 3 1 0 1 11 0.6

’07 0 2 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 2 0 2 1 0 12 0.6

’08 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 0 2 0 0 0 7 0.4

’09 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 1 0 0 6 0.3

’10 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0.1

Table 3. Table of Unplanned Shutdown for the Past Decade. (unit: Case)

’88 ’89 ’90 ’91 ’92 ’93 ’94 ’95 ’96 ’97 ’98 ’99 ’00 ’01 ’02 ’03 ’04 ’05 ’06 ’07 ’08 ’09 ’10 Total

Unit 8 9 9 9 9 9 9 10 11 12 14 16 16 16 18 18 19 20 20 20 20 20 20 -

Achieved No. 1 0 0 1 2 3 0 1 1 2 6 4 1 7 7 4 10 4 6 7 8 7 10 92

Table 4. Table of One Cycle Trouble Free for Past Years. (unit: Case)

Kori Wolsong Yonggwang Ulchin

Aver.#1 #2 #3 #4 #1 #2 #3 #4 #1 #2 #3 #4 #5 #6 #1 #2 #3 #4 #5 #6

’01 95.0 89.4 94.7 95.1 83.1 97.2 86 95.5 104.4 89.9 103.6 87.1 - - 87.5 91.6 94.9 93.1 - - 93.2

’02 85.4 93.9 96.1 106 99.1 91.6 95.8 94.7 92.9 102.5 92.1 92.1 103.3 105.3 71.3 82.0 93.0 88.2 - - 92.7

’03 93.2 90.2 104.8 95.1 89.5 95.3 97.3 98.2 88.7 92.8 93.9 102.9 81.1 92.5 87.6 90.9 104.4 95.4 - - 94.2

’04 94.8 101.9 91.6 92.0 90.3 94.9 96.4 97.4 90.1 90.5 91.8 91.5 66.9 76.6 93.1 91.3 94.8 103.3 102.8 - 91.4

’05 85.2 95.8 94.7 104.9 77.7 98.1 104.5 98.4 103.8 91.5 104.1 93.3 93.6 94.0 103.8 83.0 92.2 96.1 88.3 103.7 95.5

’06 90.2 91.4 88.4 88.8 91.4 99.7 94.0 100.4 91.1 99.6 87.5 99.9 88.9 91.8 87.7 96.0 96.8 90.7 90.6 85.2 92.3

’07 92.2 89.7 96.4 88.0 89.8 90.9 94.3 93.2 77.6 85 89.5 88.1 99.5 90.6 88.1 90.0 90.8 91.2 92.2 91.0 90.3

’08 91.9 88.3 88.7 97.4 93.0 92.2 93.0 94.5 101.0 90.1 90.3 91.7 90.2 91.0 98.9 88.2 92.0 100.6 100.3 92.9 93.4

’09 96.5 93.0 89.3 91.8 23.3 94.8 95.3 92.5 89.0 101.3 100.8 88.6 90.9 98.0 90.9 100.5 93.5 91.4 91.0 99.9 91.7

’10 98.0 90.3 100.1 93.6 0 93.7 97.1 94.3 93.5 90.2 91.8 100.9 97.8 91.7 90.3 91.5 100.3 93.4 93.6 91.8 91.2

Table 1. Table of Capacity Factor for the Past Decade. (unit: %)

’00 ’01 ’02 ’03 ’04 ’05 ’06 ’07 ’08 ’09 ’10KHNP Average 90.4 93.2 92.7 94.2 91.4 95.5 92.3 90.3 93.4 91.7 91.2World Average 76.4 78.9 78.9 76.5 78.8 79.3 79.5 78.7 79.4 76.0 78.95

※ KHNP: Korea Hydro & Nuclear Power Corporation [source: Nucleonics Week, ’11.6]

Table 2. Comparative Table of Nuclear Plant Capacity Factor. (unit: %)

한주기 무고장안전운전

한주기 무고장안 운 (One Cycle Trouble Free)이란 『연

료교체 후 다음 연료교체 시까지 발 정지 없이 연속운 하

는 것』을 의미하며, 원 의 운 ․정비․ 리 등 모든 분야에서

우수한 운 능력을 직 으로 보여주는 지표이다. 2010년도

에는 20기의 가동원 고리 4호기 등 10개의 원 이 한

주기 무고장 안 운 을 달성하 다. 2010년 말까지 국내원

이 달성한 한주기 무고장안 운 은 1988년 고리 3호기를

시작으로 총 92회에 이르고 있다. (표4)

물리학과 첨단기술 June 2011 18

Fig. 4. Classification by Maintenance Type.

Fig. 5. Maintenance strategy in proportion to the importance of

equipment.

국내 원자력발전소 정비관리

원자력발전소 정비유형

원자력발 소는 약 10만 개의 설비로 구성되어 있으며 이

설비를 안 하고 신뢰성 있도록 운 하기 해 한 정비

를 수행하여야 한다. 원자력발 소의 정비유형은 고장 발생이

에 수행하는 『 방정비』와 고장이 발생한 기기를 원상태로

복구하기 한 『고장정비』로 구분되며, 각각의 정의는 아래와

같다. (그림4)▪예방정비 (Preventive Maintenance)

- 계획 방정비(Planned Maintenance): 발 소 법정검사

연료재장 을 해 발 소를 정지하는 기간을 이용하

여 사 에 수립된 정비계획에 따라 시행하는 설비검사, 검 정비 등의 활동

- 경상 방정비(Operational Maintenance): 발 소 운 상

태에서 시행하는 주기 방정비 측정비 활동

√ 주기 방정비(Periodic Preventive Maintenance): 기

기고장을 사 에 방하기 하여 정해진 주기에 따라 설

비 정비 시험 등을 수행하는 활동

√ 측정비(Predictive Maintenance): 기기의 성능 는

운 상태를 측정, 분석하여 기기의 고장 가능성을 사 에

측하고 고장발생 에 정비를 수행하는 활동

▪고장정비 (Corrective Maintenance)

- 고장정지정비(Unplanned Outage Maintenance): 계통

는 기기고장으로 인하여 발 소가 정지되었을 경우

고장기기와 정비가 필요한 기기의 정비계획에 따라 시행

하는 정비활동

- 간정비(Mid-cycle Planned Maintenance): 발 소 일부

기기에 이상발생시 정비계획을 수립하여 력수 상 지장

이 은 시기에 발 소를 정지한 후 시행하는 정비활동

- 일상정비(Routine Maintenance): 운 설비이상이나

고장발생시 수행하는 고장정비활동 (출력운 향, 발

소 안 련, 여러 분야 연 작업 등 요작업 수행시는

작업계획서 작성)

원자력발전소 정비체계의 변화

1978년 국내 최 턴키(turn-key) 방식으로 도입된 고리 1호기 상업운 당시의 원자력발 소 정비는 고장이 발생할

때마다 조치를 취하는 형태로 부분의 정비를 외국 기술진

에 의존했으며, 기술개발에 한 략 개념 한 설정되어

있지 않았다. 그러나 1980년 반을 거쳐 오면서 기술변화

에 극 처하고 해외 기술의존도 감소 기술자립을 통한

외경쟁력 확보를 목 으로 교육훈련 강화, 문가 육성, 신형장비 확보 등 원 정비기술자립을 해 노력하 고, 고장

을 사 에 방하기 한 방/ 측정비 상태기 정비체

제로 환해왔다. 2005년 이후부터는 엔지니어링 개념을 도

입한 정비체제를 구축하 으며, 세계 최고 수 의 원 운

경쟁력 확보를 해 미국원자력발 회(INPO)에서 개발하여

미국원 에서 이행 인 설비신뢰도 통합 리 로세스를 한

국수력원자력(주)의 정비체제에 맞게 정착시킴으로써 발 소

운 실 향상, 설비신뢰도 제고 안 문화 정착에 기여하

고 있다.

선진 정비프로세스 도입을 통한 정비관리 최적화

발 소의 운 호기 증가와 원 안 성 확보 요구에 따라

원자력발 소를 안 하고 체계 으로 리하기 해 선진 정

비 로세스를 구축하 으며, 지속 인 로세스 개선을 통해

최 의 정비를 수행하고 있다. (그림5)▪발전정지유발기기(SPV, Single Point Vulnerability) 집중관리

발 정지유발기기 리제도는 발 소 안 성 유지 무고

장 안 운 에 향을 미치는 필수 인 기기를 선별하여 효

special edition

물리학과 첨단기술 June 2011 19

Fig. 7. The view of Kori unit 1.Fig. 6. Maintenance of Turbine.

과 이고 체계 으로 운 , 리하기 해 도입한 제도이다. 선별된 기기는 신뢰도와 이용률에 미치는 요도에 따라 다

시 1, 2, 3등 으로 분류된다. 1등 기기는 원자로 안 성에

향을 미치는 요 기기와 고장시 발 정지를 유발하는 핵

심기기가 포함되며, 2등 은 발 소 출력감발 과도 상 등

비정상 상태 유발 가능기기가 포함된다. 3등 기기는 해당

기기의 고장시 발 정지와 출력감발 등의 비정상 상태를 직

유발하지는 않지만 정비를 해서 발 정지 는 출력감

발을 고려해야 하는 요 기기가 포함된다. 선별된 필수기기

에 해서는 리를 폭 강화하여 작업자의 심을 유도하

고, 작업 시 정비부서 감독 품질부서의 입회를 강화토록

하고 있다.▪정비효과감시(MR) 정착

원자력발 소 안 련 설비의 모든 정비활동이 효과 으

로 수행되는지 평가하기 하여 정비효과감시(Maintenance Rule) 로그램을 국내 경수로원 은 2009년부터 운 에

있으며, 수로원 은 2011년 개발이 완료될 정으로 있다. 정비효과 로그램을 통하여 발 소 운 의 체계 , 구체 성

능진단 취약설비를 도출할 수 있으며, 이를 통하여 발 소

성능개선에 기여하고 있다.▪예방정비기준(PMT) 개선

방정비기 은 기기 종류별로 요도와 설치환경에 따라

방정비의 항목과 주기를 구분하는 것으로 요한 기기에

더 많은 인력과 시간을 투입하도록 하여 발 설비의 신뢰도

를 향상시키고 비용-효과를 극 화하기 한 정비 략이다. 재 방정비기 에 따라 기존의 방정비 항목과 주기를

표 화하는 작업이 진행되고 있으며, 최 의 정비체제를 구축

해 나가고 있다.▪가동중정비(On-line Maintenance) 체제 구축

가동 정비란 발 소 건 성 유지를 해 운 에 수행

하는 방정비 활동으로서 미국, 랑스, 스페인, 스 스 등이

주도 으로 수행 에 있으며, 세계 가동원 436기

40% 원 에서 도입, 시행 에 있다. 한국수력원자력(주)은

정비물량 균형을 통한 계획 방정비 공기단축, 정비자원의 효

율 활용 정비품질 향상을 해 2010년 8월 가동 정비

도입을 한 계획을 수립하 고, 고리 3호기 필수냉방계통을

시범 으로 수행함으로써 리스크평가, 작업 리, 작업계획 수

립 등 가동 정비에 필요한 사항들을 도출하 다. 2011년부

터 차 으로 원 을 상으로 가동 정비를 확 할

정이며, 이를 통하여 발 소 안 성 증진 정비비용 감에

힘써 나가고자 한다.▪계획예방정비 최적화

2010년도 계획 방정비는 15개 호기에서 총 765일 동안

수행되었으며, 평균 정비기간은 28.1일로 지난 3년간의 평균

실 비 6.8일을 단축시켰다. 한, 울진 5호기가 21.5일로 동일 노형 최단 기간에 계획 방정비를 시행하 다. 한국

수력원자력(주)은 계획 방정비 공정최 화를 해 24시간 작

업체제를 시행하여 주․야간 동일한 작업효율 유지와 함께 주

공정 작업과 병행할 수 있는 공정기법을 개발하 으며, 정비

작업 단계를 분단 로 세분화함으로써 시간 손실을 최소화하

다. 최근 세계의 원 사업자들은 치열한 시장경쟁체제하에

서 원 의 경쟁력 향상을 하여 계획 방정비 기간을 지속

으로 단축하고 있다. 해외 우수원 의 경우, 지속 인 기술

개발, 규제 제도개선 노력으로 15∼17일 계획 방정비

를 시행하기에 이르 다. 이와 련하여 우리나라도 해외원

의 우수 운 사례 공정 리 신기법에 한 벤치마킹을 시

행하 고 해외 문기 에 의뢰해 계획 방정비 비에서 시

행까지 정비 운 분야 반에 한 체제진단을 수행하

으며, 2014년까지 표 형원 계획 방정비 기간을 21일 이

내로 달성하기 해 노력하고 있다. (그림6)

물리학과 첨단기술 June 2011 20

Fig. 8. Spent Fuel Storage Pool.

1) 경년열화: 장기간의 시간이 경과함에 따라 부식, 마모 및 물리적인

성질의 변화 등으로 본래의 성능이나 기능이 저하되는 현상

원자력발전소 계속운전

계속운 은 설계수명에 도달한 원 에 해 원자력법에서

규정한 기술기 에 따라 안 성을 평가하여 만족한 경우 설

계수명 기간 만료일 이후에도 운 을 계속하는 것이다. 설계

수명이란 원 설계시 설정한 기간으로서 원 의 안 성과 성

능기 을 만족하면서 운 이 가능한 최소한의 기간을 말한다. 계속운 의 안 성은 여러 나라에서 이미 입증된 기술이다. 미국, 국 등과 같은 선진국에서는 설계수명 혹은 운 허가

기간만료일이 도래한 원 에 해 경년열화1)평가 등 안 성

을 심도 있게 평가하여 안 한 경우에는 설계수명 기간만료

일 이후 계속운 을 승인하여 운 하고 있다.▪고리1호기 계속운전

2006년 6월 16일 한국수력원자력(주)으로부터 고리1호기

(그림7) 계속운 신청서류를 수한 과학기술부( 교육과학

기술부)는 한국원자력안 기술원의 문인력 100여 명을 투

입하여 18개월 동안 16개 평가분야를 112개의 안 기 에

따라 검토하 다. 과학기술부는 계속운 신청서류를 검토하

면서 한국수력원자력(주)과 3회에 걸쳐 1,000여 건의 서면

심사질의․답변을 주고받았으며, 원 주요설비의 설치상태

성능, 경년열화 리계획의 구비 등 장의 계속운 비상

태를 확인하기 한 장 검도 수시로 실시하 다. 그 결과

로서 고리 1호기 계속운 신청서류인 주기 안 성평가보고

서, 주요기기수명평가보고서, 방사선환경 향평가서 등의 심

사를 통해 원자로용기, 안 등 배 , 격납건물 등 주요기기

에 한 수명평가 경년열화 리계획이 련 요건에 따라

하게 수립되었음을 확인하 고, 운 허가 이후 변화된 자

연환경 부지특성을 반 한 방사선환경 향평가 내용이

련요건을 만족하고 있어 고리 1호기는 향후 10년간 안 한

상태로 계속운 이 가능한 것으로 최종결론을 내렸다. 교육과

학기술부는 이러한 심사결과를 토 로 2007년 12월 11일 고

리 1호기 계속운 을 허가하 다.▪해외원전 계속운전 현황

미국은 운 허가갱신 규정(연방법 10CFR54)에 따라 운

허가 종료일 기 으로 20년 부터 5년 까지 계속운 을

신청할 수 있으며 운 허가갱신신청서를 제출하여 승인되면

향후 20년 동안 운 이 가능하다. 미국은 104기의 원

59기의 원 이 계속운 에 있다.국은 운 허가기간의 제한이 없으며 10년마다 수행되는

주기 안 성평가(PSR) 결과를 활용하여 계속운 허용여부

를 결정하며, Oldbury 1․2호기 등 8기의 원 이 계속운

이다.

캐나다는 통상 2년(2 ~ 5) 주기로 원 의 안 수 과 운

실 을 종합평가하여 운 허가 기간을 갱신하고 있으며, Pickering 1․4호기 등 4기가 계속운 에 있다.러시아는 장수명 수동형기기의 경년열화 리 규정에 따라

계속운 을 결정하며 스몰 스크 1호기 등 13기의 원 이 계

속운 이다.

국내 원자력발전소 방사성폐기물관리

일반 산업 활동에서 산업폐기물이 발생하는 것처럼 원자력

을 이용한 산업활동에서도 방사성 폐기물이 발생된다. 방사성

폐기물이라 함은 원자력발 소, 병원 연구소의 운 방

사성 물질에 의해 오염된 폐기물로써 방사선 리구역에서의

작업에 쓰 던 작업복, 종이, 기기부품, 공구 등이 이에 해당

된다. 보통은 방사성물질을 제거해서 재사용하지만 더 이상

쓸모가 없게 된 상물이 방사성폐기물로 분류된다. 방사성폐

기물은 발생원 발생량이 극히 고 더구나 다른 일반폐기

물과 달리 시간이 지남에 따라 방사능이 감소하는 특징이 있

어 공학 인 조치를 통해 인간 환경에 해가 없도록

리할 수 있다. 국내 원자력 산업에서 생성된 방사성폐기물

은 원자력발 소에서 배출되는 사용후연료를 제외하고는 모두

․ 방사성폐기물이다. 한국수력원자력(주)은 원자력발

소에서 발생되는 방사성폐기물을 원 부지 내 방사성폐기물

장고 등에 임시보 하고 있으며, 이러한 방사성폐기물들은

방폐물 리공단의 구 장시설로 이동, 보 할 계획이다.

사용후연료 관리

사용후연료는 그 속에 포함된 핵분열생성물 때문에 원자로

에서 꺼낸 이후에도 오랜 기간 동안 방사선과 열이 발생한다. 따라서 발 소에서 근무하는 작업자를 방사선으로부터 보호

하고 열을 제거하기 하여 사용후연료는 발 소 연료건물의

수조 (지속 냉각설비가 갖추어지고 고농도 붕산수로 채워져

있으며 ‘사용후연료 장조’라 부른다)에 장한다. (그림8) 우리나라는 제253차 원자력 원회(’04.12.17)에서 사용후연료

를 2016년까지는 원 부지 내 장용량을 확충하여 각 원

special edition

물리학과 첨단기술 June 2011 21

Fig. 9. Treatment Process for Gaseous Radwaste.

부지별로 리하고, 간 장시설 건설을 포함한 사용후연료

리방침에 해서는 국가의 정책방향과 국내외 기술개발 추

이 등을 감안하여 결정하되 충분한 논의를 거쳐 국민 공감

하에서 추진하되 기에 결정하기로 의결하 다. 따라서, 상업운 을 시작한지 오래된 각 발 소의 사용후연료 장용

량을 확장하기 해 고리3,4호기, 울진 1∼4호기

1,3,4호기를 상으로 조 장 로 교체하 다. 최근 해외에

서는 물 속에 사용후연료를 장하는 기술 외에도 콘크리트

는 탄소강 등으로 방사선을 막고 자연순환되는 공기를 이

용해 냉각시키는 기술을 용한 건식 장시설을 운 하고 있

다. 우리나라에서도 월성원자력발 소에 이러한 공기냉각식

콘크리트 구조물 형태의 장시설을 건설하 다.

기체 방사성폐기물관리

▪발생원

원자력 에 지는 우라늄이 성자를 흡수하여 핵분열하는

과정에서 발생된다. 핵분열 과정에서 생성되는 핵분열생성물

은 부분 연료 내에 격리되어 있지만 극히 일부가 원자로

냉각재계통으로 이동하여 원자로 원자로건물 내의 각종

설비에 존재하게 된다. 방사성 기체는 원자로 냉각재계통의

냉각수 수질을 정화하는 과정과 방사능에 오염된 액체 방사

성폐기물을 수집․처리하는 과정에서 발생한다.▪처리방법

기체 방사성폐기물은 기체폐기물 장탱크에 일정기간 동

안 장하여 반감기가 짧은 방사성 동 원소는 완 붕괴시

키고 방사성 옥소와 반감기가 긴 방사성 동 원소는 여과설

비로 제거한 후 배출하는 방법(고리1발 소, 울진1발 소)과

활성탄 지연 와 고효율 여과기(HEPA Filter)를 이용하여 기

체 폐기물을 제거하는 방법(고리2발 소, 울진2,3발 소, 월성발 소)을 이용하여 처리한 후 방사능 연속감시기

로 감시하면서 배출한다. (그림9)▪배출관리

교육과학기술부 고시 제2009-37호 (방사선 방호 등에 한

기 )에 의하면 기체 방사성폐기물에 한 배출 방사능량은

발 소 부지경계에서 배출 리 기 을 과하지 않도록 규정

하고 있다. 한, 원자력법 시행령에서는 기체배출로 인한 발

소 인근 주민의 방사선 향이 연간 선량한도를 넘지 않도

록 제한하고 있다. 이에 따라 원자력발 소에서는 이러한

련규정을 수하기 하여 정기 으로 시료를 채취, 분석하고

기체 폐기물을 외부로 배출하기 에 방사성물질의 종류

농도를 측정하여 발 소 인근 주민이 거주하는 지역에서 배

출 리기 을 과하지 아니함을 확인하고 있다.

액체 방사성폐기물관리

▪발생원

액체폐기물 발생의 근원은 핵분열생성물과 방사화생성물이

들어있는 원자로냉각재이며, 원자로냉각재를 정화하는 과정에

서 발생하는 것과 펌 , 밸 등의 기기로부터 설된 물을

수집한 것, 방사선 작업복 등을 세탁한 물 등으로 구성된다. 액체폐기물은 포함된 방사성 물질의 양, 화학 순도에 따라

발생원에서부터 분리하여 수집하도록 되어있다.▪처리방법

원자로 냉각재의 정화과정에서 발생하는 액체 방사성폐기

물에는 입자나 이온형태의 방사성물질뿐만 아니라 붕산도 포

함되어 있으므로 여과기 붕산증발기로 구성된 붕산회수설

비를 사용하여 붕산은 재사용하고 이 과정에서 붕산과 함께

있던 방사성물질은 제거된다. 방사능이 제거된 물은 발 소에

서 재사용하거나 방사능 연속감시기로 감시하면서 배출하고

있다. 각종 기기로부터 건물바닥으로 설된 액체 방사성폐기

물은 먼지 등 불순물을 포함하고 있기 때문에 장탱크에 수

집하 다가 액체 방사성폐기물 처리설비인 여과기, 이온교환

수지탑 폐액증발기 등을 사용하여 처리한다.▪배출관리

기체 폐기물에 한 배출 리와 마찬가지로 액체 방사성폐

기물에 해서도 교육과학기술부 고시 제2009-37호의 배출

리기 을 과하지 않도록 리하고 있으며 발 소 인근

주민의 방사선 향도 원자력법 고시에서 정한 연간 선량한

도를 넘지 않도록 제한하고 있다. 원자력발 소에서는 이러한

련 규정을 수하기 하여 정기 으로 시료를 채취, 분석

하고 액체폐기물을 외부로 배출하기 에 방사성물질의 종류

농도를 측정하여 발 소 인근주민이 거주하는 지역에서

배출 리기 을 과하지 아니함을 확인하고 있다.

물리학과 첨단기술 June 2011 22

Fig. 10. Solid Radwaste Storage.

고체 방사성폐기물관리

▪발생원

고체 방사성폐기물은 기체 액체 방사성폐기물의 정화에

사용된 여과기, 이온교환수지 액체폐기물 증발기의 농축폐

액 그리고 방사선 작업자들이 사용했던 작업복, 공구, 휴지

등의 잡고체로 구분할 수 있다.▪특징

고체 방사성폐기물은 일반 산업폐기물에 비하면 발생량이

매우 으며, 일반 산업폐기물의 경우 유해물질이 소멸되지

않으나 방사성폐기물 의 방사능은 각각의 고유 반감기에

따라 시간이 지나면 세기가 감소된다. 따라서 방사성폐기물을

생활환경으로부터 격리하고 한 시간 동안 보 해 두면

방사능을 내지 않는 일반폐기물로 환이 가능하다.▪처리방법

고체 방사성폐기물은 종류에 따라 알맞은 처리방법을 사용

하여 그 부피를 감용하고 형태를 안정화함으로써 원 부지

내 임시 장시설의 이용효율 극 화, 구처분 비용 감, 최종 방사성폐기물의 특성 안정화 작업종사자 피폭 방사선

량 감을 도모하고 있다. 즉, 압축이 가능한 잡고체 폐기물

은 수집하여 드럼 내에서 압력하에 뚜껑을 닫아 처리하

고, (그림10) 폐수지는 완 건조 후 300년간 구조 안 성

을 유지하는 고건 성용기(High Integrity Container)에 넣어

처리하고 있다.

맺는 글

우리나라는 1978년 처음으로 원자력발 을 도입한 이래

격한 국제에 지 상황변화와 국내의 폭발 인 력수요 증

가에도 불구하고 값싼 기를 안정 으로 공 하여 국민경제

의 굳건한 버 목 역할을 충실히 수행하여 왔다. 지 도 21기의 원자력발 소가 우리나라 체 력사용량의 30%를 충

당하고 있으며 지난 30여 년 동안 외국기술을 단순히 도입하

는 단계에서 지 은 기술자립을 통해 독자 인 한국표 형

원 을 개발․운 하고 차세 원 인 APR1400도 개발하여

해외수출을 이 내는 등 세계가 놀랄 만큼 속한 발 과

모범 인 성장모델을 만들어냈다고 자부한다. 향후에도 한국

수력원자력(주)은 탄소 녹색성장 시 의 추 에 지원으

로서의 소임을 다하기 해 안 최우선 원 운 을 기본으

로 최상의 설비신뢰도를 확보하고 운 품질 확보와 함께 공

기업으로서의 책임을 다하기 해 모든 역량을 집 해 나갈

계획이다.