방사성폐기물(이하 ‘방폐물’) 관리사업이란, 방폐물로 인한 피해를 방지하고 국민의 안전과 환경보호를 위해 한국원자력환경공단이 방폐물을 발생시키는 자(원자력발전소, 연구소, 병원, 산업체 등)로부터 방폐물을 인수하여 안전하고 효율적으로 관리하기 위한 사업을 말합니다.

○ 방폐물이란 원자력을 이용하는 과정에서 발생된 방사성물질이나 그에 따라 오염된 물질로서 폐기의 대상이 되는 물질을 말하며, 방폐물 관리의 대상은 피폭선량과 핵종별 방사능농도가 규제기관이 정하는 제한치를 넘는 방폐물입니다.

☞ 규제기관이 정하는 제한치를 넘지 않는 방폐물은 원자력관계사업자가 법에서 정한 절차를 거쳐 자체적으로 처분할 수 있음

○ 방사성폐기물 관리법에서 정한 방폐물 관리사업의 범위는 다음과 같습니다.

① 방폐물의 운반‧저장‧처리 및 처분

② 방폐물 관리시설의 부지선정, 건설, 운영 및 폐쇄 후 관리

③ 방폐물 관리를 위한 자료의 수집‧조사‧분석 및 관리

④ 방폐물 관리에 관한 홍보

⑤ 위 4가지 사업을 위해 필요한 연구개발, 안력양성, 국제협력, 관리시설 주변지역 주민과의 상호협력 및 주변지역 환경조사, 방폐물 발생자 기술지원 및 정보제공 등 

방폐물은 방사능 농도 및 열발생률에 따라 ‘고준위방폐물’과 ‘중준위방폐물’, ‘저준위방폐물’, ‘극저준위방폐물’, ‘자체처분폐기물’로 구분됩니다.
고준위방폐물은 반감기가 20년 이상의 알파선을 방출하는 핵종으로 4,000Bq/g이상이며 열발생률이 2kW/㎥이상인 방폐물입니다.
중준위방폐물은 중･저준위방폐물 중에서 방사능 농도가 아래 표*의 핵종별 농도 이상인 것을 말합니다.
저준위방폐물은 자체처분허용농도**의 100배 이상이고, 아래 표의 핵종별 농도 이하인 것을 말합니다.
극저준위방폐물은 자체처분허용농도 이상이며 100배 미만인 방폐물을 말합니다.

* 저준위 방폐물 방사능 농도제한치 (원자력안전위원회고시 제2017-65호)

방사성폐기물 준위별 처분방식

자체처분허용농도 : 방폐물의 자체처분을 허용할 수 있는 방사성핵종별 방사능 농도로서 허용농도 또는 자체처분 허용선량을 만족함이 입증되는 농도

방사성핵종별 자체처분 허용농도 일부 발췌

세계적으로 많은 국가들이 방폐물 처분장을 가지고 있으며 , 수십 년 동안 안전하게 운영을 함으로써 그 안전성을 입증 했습니다.

1. 미국

미국의 폐기물처분에 대한 책임은 폐기물 발생지역의 주정부가 그 책임을 지고 있습니다 . 중저준위폐기물의 처분에 관한 기준은 10CFR61 에 자세히 기술되어 있으며 , 폐기물이 포함한 방사선의 세기에 따라 Class A, B, C 로 구분하고 그 처분방법을 달리하도록 규정하고 있습니다 .

< 미국 방사성폐기물의 분류기준 >

※ 미국 원자력규제위원회 (NRC) 10 CFR part 61, §61.55 Waste Classification

미국은 중저준위방폐물의 처분을 위해 총 7 개의 상용 처분시설을 운영하여 왔으나 , 현재는 Barnwell 처분시설 , Richland 와 EnviroCare 처분시설 3 개를 운영하고 있습니다 . 또한 US DOE 는 Fernald, Hanford , INEEL, LANL 등 많은 처분장을 운영 중입니다 .
상용처분시설 중 Barnwell 처분시설은 미국의 중저준위방폐물의 약 70% 를 수용하고 있으며 , 이들 3 개 시설 모두 단순 천층처분방식 ( 지표 토양을 길이 약 100m, 폭 40m, 깊이 10m 로 파서 폐기물을 채운 후 토양으로 매립 ) 으로 폐기물을 처분하고 있습니다 .

2. 프랑스

중저준위방폐물 처분시설은 라망쉬 (La Manche) 에 1969 년부터 1994 년까지 25 년 간 운영하여 오다가 용량 포화로 폐쇄하고 현재 로브 (L' Aube) 저준위용 제 2 처분시설을 1992 년부터 운영하고 있습니다 . 또한 극저준위방폐물과 해체폐기물처분을 위한 모빌리에 (Morviliers) 처분시설을 운영하고 있습니다 .
국가 방폐물관리 전담기구로 ANDRA 를 설립하여 모든 방폐물 관리를 전담케 하고 있습니다 . 프랑스는 현재 , 저준위폐기물은 천층처분하고 있으며 , 장반감기 중준위 (Intermediate Long-Lived Waste) 와 고준위 폐기물은 처분하지 않고 있습니다 .

< 주요국가의 중저준위방폐물 처분장 운영현황 >  

경주 방폐장에서는 방폐물의 준위에 따라 철저하게 관리하며, 처분용기, 공학적방벽, 자연방벽의 3중 방벽으로 일반인이 염려하지 않을 정도로 안전하게 관리하고 있습니다. 방폐물 관리시설에서 나올 수 있는 방사선으로 인해 주민에 미치는 영향이 1년 동안 0.02밀리시버트(mSv)를 넘지 않도록 관리하는데, 이는 인체 흉부 X-선 촬영을 한번 할 때 받는 양의 1/10~1/100수준에 불과하며 자연방사선량인 2.4mSv의 1/120수준에 불과합니다.

○ 또한 우리 주변에 흔하게 존재하는 흙 속에는 반감기가 45억년이나 되는 우라늄-238이 존재하고 있습니다. 그러나 이로 인해 우라늄이 방출하는 방사선에 대해 걱정하는 사람은 없습니다. 또한 위험성은 반감기와는 직접적인 관련이 없으며, 방사선의 세기에 따라 위험성 여부가 달려있습니다.

○ 방사성 물질에서 나오는 방사선은 시간이 지남에 따라 자연적으로 그 세기가 약해지는 특성이 있는데, 방사선의 세기가 원래의 반으로 줄어드는데 걸리는 시간을 반감기(half-life)라 합니다. 모든 방사성 물질은 제각기 다른 고유의 반감기를 갖고 있는데, 그 시간은 수초에서부터 수십억 년에 이르기까지 다양합니다.

○ 방사성핵종에 따라 반감기는 다르지만 중저준위방폐물에 포함되는 대부분의 핵종은 반감기가 30년 이하입니다. 방사성핵종은 10번의 반감기를 거치게 되면 자연방사선 수준의 세기로 줄어들게 됩니다.
우리나라에서 영구처분 하고자 하는 중저준위 방폐물의 경우 그 속에 함유된 방사성 물질들의 반감기를 고려할 때 약 300년의 관리기간이 지나면 거의 방사선이 나오지 않는 상태가 되므로 이 기간 동안 안전하게 관리하면 문제가 없습니다. 

중․저준위 방폐물은 다중방벽(폐기물포장물, 처분시설, 자연암반)에 의해 개별 방벽이 기능을 잃더라도 전체적으로는 안전성이 확보되도록 관리됩니다. 따라서 처분시설의 수명이 다하더라도 다중으로 설계된 방벽에 의해 그 안전성은 충분히 보장됩니다.

○ 방폐물은 방사성물질을 포함하고 있는 폐기물로서 자연환경으로 누출될 경우 인간에게 방사선적 영향을 미칠 수 있기 때문에 안전하고 효율적으로 관리되어야 합니다. 우리 공단에서는 처분시설의 개발을 통해 방폐물을 영구히 처분함으로써 방폐물이 인간에게 미칠 수 있는 영향을 무시해도 될 만큼 충분히 낮은 수준으로 관리하고 있습니다.

○ 방폐물의 안전성은 단순히 처분시설이라는 단일요소에 의해 확보되는 것이 아니라 폐기물 포장물, 처분시설, 자연암반 등과 같은 다중의 방벽개념을 적용함으로써 하나의 방벽이 성능을 잃더라도 다른 방벽에 의해 그 안전성이 보장될 수 있도록 개발됩니다.

- 폐기물포장물 : 처분시설의 인수기준을 만족시키는 건전한 폐기물 용기

- 처분시설 : 방폐물이 물 또는 공기를 따라 자연환경으로 누출되는 현상을 최소화하기 위한 격납시설

- 처분부지 : 처분시설에서 누출된 방사성핵종이 우리가 생활하는 자연환경으로 이동하는 영향을 최소화하기 위한 자연방벽(물리적 격리, 수리지질학적 특성, 지화학적 특성 등) 

○ 따라서 방폐물 처분시설의 수명이 다하더라도 다중으로 설계된 방벽에 의해 그 안전성이 충분히 보장됩니다. 

방폐물의 안전하고 효율적인 관리(인수, 운반, 저장, 처리, 처분)에 필요한 사항은 「방사성폐기물 관리법」과 동법 시행령 및 시행규칙에 규정되어 있고, 세부기준은 원자력안전위원회 고시에 규정되어 있습니다.

○ 방폐물의 관리에 필요한 사항은 「방사성폐기물 관리법」에, 법상 위임된 내용의 시행에 필요한 사항은 동법 「시행령」과 「시행규칙」에 규정되어 있습니다. 또한 방폐물 처분시설의 안전성 확보를 위한 상세기준은 원자력안전위원회 고시에서 명시하고 있습니다.

○ 원자력안전위원회 고시에서는 아래와 같이 처분부지의 선정, 처분시설 개발과 운영, 그리고 방사선 위해방지를 위한 기준 등을 규정하고 있으며, 고시의 전문은 공식홈페이지에서 확인이 가능합니다.  

- 방사성폐기물 분류 및 자체처분 기준에 관한 규정

- 중·저준위 방사성폐기물 인도규정

- 중·저준위 방사성폐기물 처분시설의 위치에 관한 기술기준

- 중·저준위 방사성폐기물 천층처분시설의 구조 및 설비에 관한 기준

- 중·저준위 방사성폐기물 처분시설 운영 등에 관한 기술기준

- 중·저준위 방사성폐기물 처분시설에 관한 방사선 위해방지기준

○ 공단에서는 처분시설 안전성확보를 위해 ‘처분시설 Safety Case 종함프로그램’을 수립하고, 안전성확보에 대한 체계로서 활용하고 있습니다. 안전원칙 및 안전전략에서부터 처분시설이 갖추어야하는 다양한 안전사례와 단계별 불확실성 관리방안에 대한 내용을 기술하고 있습니다.

국제원자력기구(IAEA)는 중저준위방폐물 처분에 관련한 안전기준(RADWASS)을 1991년부터 제정해 오고 있습니다. 안전기본원칙(Safety Fundamentals)* 관련 기준 1개, 안전요건(Safety Requirements)** 관련 기준 3개, 안전지침(Safety Guides)*** 관련 기준 7개 등을 제정한 상태입니다.

* Safety Fundamentals : The Principles of Radioactive Waste Management (1995)

** Safety Requirements : Establishing a National System for Radioactive Waste Managment (1995);
Pre-Disposal Management of Radioactive Waste, including Decommissioning (2000);
Near Surface Disposal of Radioactive Waste (1999).

*** Safety Guides : Siting of Near Surface Disposal Facilities(1994); Siting of Geological Disposal Facilities (1994).
Decommissioning of Medical, Industrial, and Research Facilities (1999); Safety Assessment for Near Surface Disposal (1999); Decommissioning of Nuclear Power Plants and Research Reactors (1999); Classification of Radioactive Waste (1994); Regulatory Control of Radioactive Discharges to the Environment(2000);

○ 국제원자력기구는 1994년 9월 제38차 정기총회에서 원자력발전으로부터 생성되는 방폐물의 안전한 관리와 처분을 위해 “방사성폐기물 관리의 안전에 관한 국제협약”의 결의안 채택 후, 2001년 3월 우리나라를 포함한 42개국이 “사용후핵연료 관리의 안전 및 방사성폐기물 관리의 안전에 관한 공동협약(안)”에 서명하였고, 원전 운영국 17개국을 포함한 독일, 캐나다, 영국, 프랑스, 우크라이나 등 25개국이 비준 완료하였습니다.

○ 공동협약의 의무사항으로, 각국은 방폐물관리 전반에 걸쳐 방사선 위해로부터 일반대중, 사회 그리고 환경을 보호하기 위하여 국제원자력기구 방폐물 안전원칙을 기초로 하여 법적, 제도적 규정을 마련하고, 이의 이해를 통해 상기시설의 운영 및 폐쇄까지 필요한 안전성 확보조치를 취하도록 요구되고 있습니다

유리화란 방폐물 속의 방사성 핵종들을 견고한 유리물질 안에 영구적으로 가두는 방폐물 처리 방법입니다.
방사성 핵종을 유리와 함께 1,000℃ 이상의 온도로 가열하여 방사성 핵종이 안정된 고화물질로 알려진 유리분자 구조의 큰 구멍 속에 갇히게 하는 원리입니다. 방폐물을 용융(액체)상태의 유리와 혼합한 뒤 높은 열을 가해 유리 고체상태로 만들게 되면, 처분 안정성이 높아지는 것은 물론, 폐기물의 부피를 크게 줄일 수 있습니다.
또한 처분된 유리 고화체는 100만년 까지 안정된 상태로 유지 가능한 것으로 평가되고 있습니다.

우리나라는 원자력안전법 제105조(전국 환경방사능 감시)에 근거하여 전국토에 대해 철저한 환경방사선 감시를 위해 자동화된 국가환경방사선자동감시망(IERNet)을 운영하고 있습니다.

* IERNet : Integrated Environmental Radiation Monitoring Network

○ 국가환경방사선자동감시망은 전국의 공간감마선량률을 연중 실시간으로 측정 및 관리하는 시스템으로 한국원자력안전기술원의 중앙방사능 측정소가 운영하는 중앙컴퓨터에서 육지 및 도서지역을 포함한 전국 171개 지역에 설치된 환경방사능감시기가 측정하는 감시정보를 무선망을 통하여 수집･관리하고 이를 인터넷으로 국민들에게 실시간으로 공개하고 있습니다.

○ 현재감시정보를 수집하기 위해 15개소의 지방 방사능 측정소(서울, 인천, 수원, 춘천, 강릉, 대전, 청주, 군산, 광주, 안동, 대구, 진주, 부산, 울산, 제주)와 156개의 간이 방사능 측정소(원전주변 4개소, 지자체 93개소, 기상대 37개소, 군부대 22개소)를 운영하고 있으며 이를 통해 국내외 원자력 및 방사선사고, 핵실험 등에 기인한 방사능 이상사태를 조기에 탐지하여 적절한 비상대응 조치를 강구하도록 만반의 준비체계를 갖추고 있습니다.

방폐물 처분장은 아무데나 구덩이를 파서 폐기물을 그대로 묻어버리는 허술한 시설이 아닙니다. 원자력시설에서 발생되는 방폐물은 안정한 형태로 처리한 후 공학적으로 안전성을 보강한 시설 내에 처분하게 됩니다.
처분장은 또한 지반이 단단한 암반이나 지질학적으로 안정된 지역에 건설되므로 다중의 안전성이 확보됩니다.

○ 위와 같이 일정기간 보관하면 다른 폐기물과는 달리 방사능은 기간이 지남에 따라 계속 줄어 일반 쓰레기와 같아지는 특성이 있으며, 그 양도 다른 폐기물에 비해 매우 적어 안전하게 관리하기가 훨씬 쉽습니다.

○ 방사성물질이 처분장에서 환경으로 유출되는 경로는 주로 지하수에 의한 것이기 때문에, 이와 같은 개념으로 설계된 처분장에서 방사성물질이 외부로 유출되어 인근 환경이나 주민에게 나쁜 영향을 미칠 가능성은 매우 낮다고 할 수 있습니다.

○ 이미 오래전부터 미국, 영국, 프랑스, 스웨덴 등 많은 나라가 국민의 건강과 자연환경을 보존하며 안전하게 방폐물 처분장을 건설･운영해 오고 있습니다.