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| ↑↑ 출처 월성원자력본부 |
| 원자력발전소내 사용후핵연료 저장시설의 포화가 임박해 국가적 차원의 대책마련이 요구된다. 특히 월성원전의 건식저장시설은 2022년 3월경 가득찰 것으로 예상된다.
2020년 1월 10일 열린 원자력안전위원회 제113회 회의에서는 맥스터 추가건설안이 원안위원 8명 가운데 6명 찬성으로 통과됐다.
월성원전의 사용후핵연료 저장시설은 2019년 9월 기준, 캐니스터(원통) 300기, 맥스터(직육면체) 7기가 있으며, 맥스터 7기 증설이 이날 의결됐다.
2019년 12월말 현재, 습식저장시설의 85%, 건식저장시설의 97%가 저장돼 맥스터를 제때에 증설하지 않으면 월성원전 2-4호기 발전 중단이 불가피한 상황이다. 이는 지역 산업체뿐 아니라 여름철 전기수급에도 악영향을 미칠 수 있다.
원자력 발전소는 우라늄을 주원료로, 원자핵 핵반응으로 발생한 에너지를 이용해 물을 데워 발생한 수증기로 터빈을 돌려 전기를 만들어내는 방식의 발전시설이다.
핵연료는 우라늄 광산에서 채광해 정련(불순물을 제거)·정광(선광에 의해 불용성분을 제거해 유용성분의 함유율이 높아진 산물)작업을 거쳐 변환·농축된 핵연료로 제조돼 원자력발전소에서 이용된다. 발전 후 나온 핵연료(폐기물)는 발전소내에 임시 저장했다가 중간저장소로 옮기고 최종 사용후핵연료 저장소에 보관한다.
이때 사용후핵연료는 열과 방사선을 배출하는 등 환경에 미치는 영향이 크기 때문에 특별한 관리가 필요하다는 사실은 이미 알려져 있다.
월성원전은 중수로형(우라늄-235(U-235)의 함유량이 0.7% 정도인 천연 우라늄을 사용) 발전소로 경수로형(우라늄-235(U-235)의 농축도가 3~5% 정도인 농축 우라늄을 사용) 발전소와 달리 핵연료의 모양과 크기가 다르고, 그에 따른 저장용기도 다르다.
사용후핵연료는 일정기간 방사선을 차폐하는 습식저장시설(물에 의한 냉각시설)에 보관되며, 열과 방사선을 낮춘 후 기체와 공기에 의한 자연냉각 방식으로 방사선 차폐 콘크리트나 금속용기에 보관하는 건식저장시설(캐니스터, 맥스터)로 옮겨진다.
사용후핵연료 습식저장시설은 각호기별로 1조씩 운영되며 1호기('83. 4월). 2호기('97. 7월), 3호기('98. 7월), 4호기('99. 10월)가 건설됐다. 저장용량은 127,224다발(42,408/호기)이며, 2020년 3월말 기준, 110,900(87.17%)다발을 저장 중이다. 월성원전 1호기는 현재 영구정지로 가동이 중단됐다.
월성원전은 1992년부터 29년간 건식저장시설을 운영하고 있으며, 규모 7.0 지진에도 견딜 수 있도록 설계돼 있다고 밝혔다.
캐니스터는 1.12m(내경)x3.07m(외경)x6.5m(높이) 원통형으로, 저장용량은 540다발(60다발/바스켓x9바스켓/기)이다. 자연복사를 통한 공기냉각 방식이며, 98cm 철근콘크리트로 차폐하고 있으며, IAEA Seal, 재검증관으로 저장 바스켓은 1실린더에 9바스켓이 들어가 있는 구조다.
캐니스터는 1차로 ‘91.5월-’92.4월까지 60기, 2차 ‘97.5월-’98.6월까지 80기, 3차 ‘02.1월-’02.11월까지 60기, 4차 ‘05.8월-’06.11월까지 100기 등 총 300기(540다발/기)를 건설했고, 100% 저장이 완료된 상태다.
맥스터는 크기가 21.9m(길이)x12.9m(폭)x7.6m(높이)로 24,000다발(60다발/바스켓x10바스켓/실린더x40실린더)의 저장용량을 갖고 있으며, 10개의 공기입구와 12개의 공기출구를 통해 공기를 이용해 냉각하는 방식이다. 차폐두께는 상부슬라브 1.08m, 벽체는 0.98m로 돼있다. IAEA E-Type 및 Cobra Seal, 재검증관(주변부 및 중앙부)이며, 저장 실린더 배열은 10x4(40개/모듈)로 이뤄진다.
맥스터는 1차로 ‘07.9월-’09.12월까지 28개월간 7모듈을 건설했으며, 저장용량 168,000다발에 2020년 3월말 기준, 160,200다발(96.4%)이 저장된 상태다.
맥스터는 월성원전의 사용후핵연료만 저장할 수 있으며, 가압중수로 원자로에서 연료로 사용하고 남은 고준위 방사성폐기물을 저장하는 건식저장시설로 캐니스터에 비해 2.7배 더 많이 저장할 수 있다.
월성원전의 건식저장시설에 보관하고 있는 사용후핵연료는 시간이 지날수록 열과 방사선이 감소하기 때문에 현재 기술수준으로 충분히 예측과 관리가 가능하다는 설명이다. 습식저장기간 6년이 경과하면 초기 방사선량의 1/800 수준으로 감소한다.
건식저장시설은 다중 차폐방식으로 엑스레이 1회 촬영시 노출되는 방사선량(0.1mSv)보다도 적은 방사선량(0.025mSv)을 배출하고 있다.
이는 주기적인 안전점검(방사선량, 온도, 구조물 건전성, 누설검사, IAEA 봉인설비 등)을 통해 관리되고 있다.
원전의 안전검검 항목은 매일 실시하는 표면방사선량율(평균 표면방사선량율: 캐니스터 0.009mSv/hr / 맥스터 0.018mSv/hr. 단, 가슴 X-ray촬영 1회 : 0.1mSv), 매주 실시하는 표면·공기 오염도, 공기 입출구 건전성 검사, 실시간 점검하는 저장모듈 온도감시·IAEA카메라감시, 반기마다 실시하는 구조물 건전성 검사, 수시로 실시하는 IAEA 봉인설비 점검 등 주기적으로 관리되고 있다.
월성원전은 중수로의 안정적인 운영을 위한 사용후핵연료 포화전 저장용량을 확보하기 위해 맥스터 증설이 필요하며 공사 소요기간이 약 19개월인 만큼 공사를 늦출 수 없는 상황이라고 밝혔다.
사용후핵연료 관리는 더 이상 지역이나 발전소만의 문제가 아니라, 원자력 전문가와 지역주민, 국가가 의견을 모아 사회적인 합의와 합리적인 대안으로 해결책을 마련해야 할 시점이다.
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입력 : 2020년 06월 24일
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