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고리원전 1·2호기 원자로 헤드 (ORVH) 제염

작성자 : 뉴클리어텍
작성일 : 2026-05-13 13:49:51
조회수 : 23

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1. 원자로 헤드 폐기물 제염 면적 및 무게 정보

  고리 1호기와 2호기는 모두 웨스팅하우스(WH) 2-루프(Loop) 모델로, 

  폐기물의 사양은 다음과 같습니다.

 

구분

단위 중량 (추정)

대수

주요 사양 및 특징

원자로 헤드 (ORVH)

약 80톤 내외

2

원자로 상부 구조물로 표면 오염 위주


2. 방사능 오염 정도 및 특성

 

고리원전 1차 계통 대형 폐기물의 표면 오염 준위와 핵종 구성은 기존 연구 데이터를 통해 예측이 가능합니다.

원자로 헤드는 핵연료 교체나 점검 시 방사성 물질에 직접 노출되기 때문에, 표면 오염도가 매우 높습니다. 

주로 코발트 60(Co 60), 세슘 137(Cs 137), 니켈 63(Ni 63) 등의 핵분열 부산물이 부착되어 있으며, 

오염 강도는 수십에서 수백 베크렐/㎠ 수준으로 측정됩니다

 

 1) 오염 정도 및 주요 핵종

 

구분

주요 방사성 핵종

특징

반감기

코발트‑60 (Co‑60)

금속 표면에 강하게 부착

고에너지 감마선 방출, 침투력 높음

약 5.27년

세슘‑137 (Cs‑137)

냉각수 증발 잔류물에 존재

베타·감마 복합 방출, 이동성 높음

약 30.1년

니켈‑63 (Ni‑63)

스테인리스 부식층에 축적

저에너지 베타선, 표면 오염 중심

약 100년

 

  오염 강도는 원자로 운전 기간, 냉각수 화학 상태, 연료 누설 여부에 따라 달라지며, 

  정비 시 방사선량률이 수 mSv/h 이상인 경우도 있습니다.

  표면 오염 형태는 주로 금속 산화층에 흡착된 고체 오염이며, 일부는 냉각수 내 용존 이온 형태로 존재합니다. 


2) 오염 특성

 

  • 물리적 특성: 미세한 금속 산화물 입자(Fe, Ni, Cr)가 방사성 핵종을 흡착해 표면에 고착.
  • 화학적 특성: 냉각수 내 붕산, 리튬, 수산화물 농도에 따라 용해·재침전 반복.
  • 공간적 분포: 헤드 상부의 노즐·용접부·열응력 집중부에서 오염이 가장 심함.

 

3. ㈜뉴클리어텍 제염 방법

 

1단계 : 원자로 헤드폐기물의 방사선적·물리화학적특성화(Characterization)

          이 단계는 대상폐기물의 물리적성상과 방사선적목록을 정밀 분석하여, 자체처분가능성을 사전검토하고 

          후속공정의 기술적근거를 수립하는 과정입니다.

 

1)    대상폐기물의핵종재고량(Inventory) 평가및방사능농도분포분석

2)    후속인허가및안전성평가기초자료로활용

 

2단계 : 원자로헤드방사성폐기물분류및군집화(Categorization)

          본단계에서는 1단계에서 도출된 특성화 데이터를 기반으로 폐기물을 물리·화학적 성상별로 분류하고, 

         각분류군에 최적화된 제염및 처분시나리오를 설계하여 공정효율을 극대화합니다.

 

1)    핵종재고량(Inventory) 평가를고려한재질·발생원·형상별폐기물스트림(Waste Stream) 분류

2)    분류군별 제염용이성, 감용비율, 재활용 가능성을 평가하여 기술적·경제성을 최적화한 맞춤형 자체처분 통합공정(Integrated Process) 전략수립

 

3단계 : 제염 (Decontamination)

         이 단계는 폐기물의 방사능농도를 규제해제 수준이하로 낮추어 자체처분(Clearance)이 가능하도록 만드는 핵심공정입니다.

 

1)    전처리및 제염 최적화

2)    자체처분 기준충족을 위한 최적의 제염방법 선정 및 수행

 

4단계 : 방사선적 표본추출 및 교차분석 (Sampling & Radiochemical Analysis)

         이 단계는 제염이 완료된 폐기물의 방사능농도가 자체처분 허용치 이하임을 과학적으로 입증하고, 

         데이터의 통계적 대표성을 확보하는 과정입니다.

 

1)    단위포장당 대표 시료채취 (폐기물 200kg당시료 1kg)

2)    대표 시료 핵종분석 : 자체처분 적합성 및 당위성 확보

 

5단계 : 자체처분 인허가지원 및규 제요건대응 (Regulatory Approval Support)

          이 단계는 수립된 데이터와 공정의 결과물에대해 규제기관의 승인을 득하고, 

          대외적인 기술적 신뢰성을 최종적으로 확보하는 단계입니다.

 

1)    자체처분 관련자료 확보 및 자체처분 계획서 작성

2)    자체처분 안전성 평가 및 주민피폭선량 등 선량기준 만족여부 검증 및 타당성 확보

 

6단계 : 규제 승인 후 처분이행 및 자원순환(Circular Economy) 실현

           자체처분 승인 된 폐기물을 설계 된 시나리오에 따라 안전하게 방출하고, 

           금속자원의 재활용을 통해 지속가능한 폐기물 관리모델을 완성하는 단계입니다.

 

1)    승인 시나리오(재활용) 처분수행

2)    ESG 경영실현에기여: 경제적, 환경적효율성확보

       3)    필요시사후관리및자료제공을위한관리체계운영


4. GMC-929 기대효과

구분

단순 매립 처분 (As-Is)

GMC-929 고도 제염 (To-Be)

비고

폐기물 분류

중·저준위 방사성 폐기물

자체처분 (비방사성 폐기물)

제염 후 등급 하향

예상 드럼 수

약 320드럼 (80t × 2대)

0드럼 (금속 재활용)

200L 드럼 기준

처분 단가

1,628만 원 / 드럼

0원 (처분 비용 소멸)

산자부 고시 기준

총 관리비용

약 52억 960만 원

0원

운반비 제외액

추가 수익

없음 (비용 발생)

고철 매각 수익 발생

특수강/탄소강 가치

최종 경제효과

- 52.1억 원

+ α (제염 비용 제외 이익)

약 50억+ 절감


가정

1)    폐기물량추산: 헤드 1대당약 80톤, 2대총 160톤입니다. 

    이를 200L 드럼(드럼당약 500kg 산적기준)으로환산하면약 320드럼분량입니다.

2)    처분단가: 약1,628만원(산업통상자원부고시「방사성폐기물관리비용및사용후핵연료관리부담금등의 

    산정기준에관한규정」에명시된중·저준위방사성폐기물드럼당인도단가)

      3)  부피 감용 및 폐기물 처분 비용 획기적 절감 가능

 

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