국내 고준위 방사성폐기물 심층처분시스템에 대한 프로세스 기반의 종합성능평가체계(APro) 개발을 위하여 사용자 편의성이 향상된 모델링 인터페이스를 구축하였다. APro의 모델링 인터페이스는 프로그래밍 언어인 MATLAB을 이용하여 구축되었고, 다중물리현상 모사가 가능한 COMSOL과 지화학반응 계산이 가능한 PHREEQC를 계산 엔진으로 활용하여 연산 자분리 방식을 적용하였다. APro는 모델링 영역을 기존의 정형화된 처분시스템으로 제한함으로써 모델의 자유도는 낮지만, 사용자 편의성을 향상시켰다. 처분시스템에서 고려되는 주요 현상들을 모듈화하였고, 이를“Default process”와 다수의“Alternative process”로 구분하여 사용자가 선택할 수 있도록 함으로써 모델의 유연성을 높였다. APro는 크게 입력자료 부분과 계산실행 부분으로 구성된다. 기본 입력자료는 하나의 EXCEL 파일에 일정한 포맷으로 정리되고, 계산실행 부분은 MATLAB을 이용하여 코딩되었다. 최종적인 전체 계산 결과는 독립적인 COMSOL 파일 형태로 생성되도록 하여 COMSOL을 이용한 계산 결과의 후처리가 가능하도록 하였다.

처분 부적합 폐기물이란 원전운영이나 해체 시 처리, 고화 및 포장이 요구되는 방사성폐기물 등을 일컬으며, 대표적으로 분산 특성을 갖는 입자성 방사성폐기물을 예로 들 수가 있다. 이들 폐기물에는 원전 운영과정에서 발생되는 농축폐액의 건조 분말, 슬러리 및 슬러지, 향후 원전 해체과정에서 발생되는 온갖 분말 상태의 폐기물(콘크리트 파쇄물, 제염 슬러지 등), 그리고 제염이 용이치 못한 미세 크기의 방사능오염 토양 등이 있다. 입자성 폐기물을 기존의 고화방식으로 처리할 경우에는 최종 폐기물의 부피가 증가하는 단점을 갖게 되어 처분 비용의 증가 및 처분장의 수용성을 감소하는 결과를 야기할 수가 있 다. 따라서 이들 문제를 해결하고자 본 연구에서는 최종 폐기물 부피의 감용화를 위해 롤 압축 기술을 이용하여 분말의 펠렛화 연구를 수행하였다.

원자력발전의 최대 걸림돌은 사용 후 핵연료인 고준위폐기물이다. 높은 방사능과 발생하는 열은 사용 후 핵연료의 안전한 처분을 어렵게 하고 있다. 현재 유일한 처리방법은 심지층 처분기술이다. 본 논문은 이와 같은 심지층 처분기술의 핵심기술 중의 하나인 처분용기의 구조안전성 설계문제를 다루고 있다. 특히 처분장에서 처분용기 처분 시 사고로 운송차량에서 추락 낙하 하여 지면과 충돌하는 경우 처분용기에 가해지는 충격력에 의하여 처분용기에 발생하는 응력 및 변형에 대한 비선형구 조해석을 수행하였다. 해석의 주된 내용은 심지층 처분장에서 운반차량으로 처분용기 운반 중 사고로 추락낙하 하여 지면과의 충돌 시에 처분용기에 가해지는 충격력을 기구동역학해석 상용 컴퓨터코드인 RecurDyn으로 구하고 이 충격력에 의하여 처 분용기에 발생하는 응력 및 변형을 유한요소 정적 구조해석 상용 컴퓨터코드인 NISA를 이용하여 구한 것이다. 해석결과는 충돌 충격 시간 중 발생하여 처분용기에 가해지는 충격력에 의하여 처분용기, 특히 처분용기의 위 덮개 혹은 아래 덮개에 큰 응력과 대변형이 발생함을 보여주고 있다.

A pilot-scale biocover was installed at a sanitary landfill for municipal waste, and the removal of volatile organic compounds (VOCs) by the biocover was evaluated for a long period of 550 days. The biocover (2.5 m W × 5 m L × 1 m H) was constructed with the mixture of soil, perlite, earthworm cast and compost (6:2:1:1, v/v). The total VOCs concentration of the inlet gas into the biocover was 820.3 ppb~7,217.9 ppb, and the total VOCs concentration of the outlet gas from the surface of the biocover was 12.6 ppb~1,270.1 ppb. The average removal efficiency of total VOCs was 87.6 ± 11.0% (60.5% for minimum and 98.5% for maximum). Toluene concentration was the highest among the inlet VOCs, followed by ethylbenzene, m, p-xylene and o-xylene. These aromatic VOCs accounted for more than 50% of the total VOCs concentration. Other than these aromatic VOCs, hexane, cyclohexane, heptane, benzene, and acetone were major VOCs among the inlet VOCs. Compared with the VOC profiles in the inlet gas, the relative contribution of dichloromethane to the outlet VOCs emitted from the biocover layer increased from 0.1% to 15.3%. The average removal efficiencies of BTEX in the biocover were over 84% during the operation period of 550 days. The average removal efficiencies of hexane, cyclohexane and heptane in the biocover were 86.0 ± 18.9%, 85.4 ± 20.4% and 97.1 ± 4.0%, respectively. The removal efficiency of VOCs in the biocover decreased not only when the ambient temperature had fallen below 5oC, but also when the ambient temperature had risen above 23oC. Information on the VOCs removal characteristics of the biocover installed in the landfill field can be useful for commercializing the biocover technology for the treatment of VOCs.

원자력발전소 운영 과정에서 발생되는 폐기물인 폐수지를 원천적으로 저감하기 위해, 새로운 폐수 정화기술을 개발하고 원전 폐수처리시스템에 가상적으로 적용하여 효용성을 평가하고자 하였다. 본 기술의 기본 원리는 폐수에 존재하는 주요 핵 종이온들을 생물학적 혹은 화학적 방법을 통해 무기 결정광물로 바꾸는 방식이다. 실험실에서 폐수를 대상으로 회분식실험을 통해 핵종 제거율을 측정한 결과, 생물학적 방법은 24시간 이내에 세슘을 80% 이상 제거하였고, 화학적 방법은 95% 이상 세슘을 선택적으로 제거할 수 있었다. 그리고 원전 폐수에 존재하는 다른 주요 핵종들(Co, Ni, Fe, Cr, Mn, Eu)에 대해서도 초기 99% 이상의 높은 제거율을 보여 주었다. 우리는 APR1400 원자력발전소의 폐수처리시스템 공정에서 역삼투압(R/O)과 유기 이온교환수지 모듈 사이에 가상으로 본 기술 모듈을 설치하였다. 가상의 모듈 설치를 통한 기술적 타당성 평가를 통해, 우리는 폐수의 주요 핵종들이 90% 이상 선택적으로 제거되고 폐수지의 발생량이 대폭 감소된다는 결과를 얻을 수 있었다. 이러한 결과가 의미하는 바는 본 기술이 향후 미래에 상용화되었을 경우, 폐수지 관리 비용을 크게 감소시키고 수지 수명도 대폭 연장시킬 수 있어, 결과적으로 월성 방사성폐기물 처분시설의 저장고 포화시점을 최대한 늦출 수 있는 이점이 있다.

Wasted meat & bone has generated as byproducts in the slaughtering process of livestock and also faced with demands for its recycling and environmental protection. Many studies have been conducted to recycle byproducts and carried out mainly on the crushing of bones and the vacuum packing technology of products. In this study, the crushing unit, transporting unit, separated unit and packing unit have designed for development of the crushing and packing systems. Also, to confirm the performance of this system, the experimental verification were carried out the working noise and packing weight.

식품생산과정에서 발생하는 유기성폐기물인 골분, 유박, 굴 패화석을 토양에 투입한 결과 일부 처리구에서 토양생물과 화학성이 영향을 받았다. 골분은 토양의 질산태질소를 일시적으로 증가시켰고, 패화석은 pH를 증가시켰다. 골분은 느티나무 생장을 증진시키는 효과가 있었기 때문에 이차적으로 토양생태계에 영향을 미칠 수 있다. 미생물 PLFA는 패화석에 의해 증가하였으며 환경스트레스를 나타내는 지표도 낮은 경향이 있었다. 이것은 패화석이 양분 증가보다는 pH 증가를 통해 미생물의 서식환경을 개선하는 효과가 있다는 것을 보여준다. 토양미소동물 중에는 세균섭식성 선충만이 유박과 골분 처리구에서 증가하였다. 이들 밀도와 세균 PLFA 간에 상관관계는 없었다. 다만 식물생장과 식물섭식성선충의 유의적 상관관계는 유기물투입이 식물을 통해 이차적으로 토양생태계에 영향을 줄 수 있다는 것을 부분적으로 보여준다. 따라서 유기성폐기물 처리는 토양화학성 변화를 통해 일차적으로 미생물 군집에 영향을 주지만, 미생물을 섭식하는 생물군에게 상향식의 양적인 연쇄반응을 일으키지 않을 수 있다는 것을 시사한다.

본 연구에서는 고수분 음식물 및 농업 폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 열분해장치를 개 발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 50kg/hr인 실험실용 열분 해장치를 제작하였다. 건조 처리된 농업폐기물과 음식물 폐기물을 열분해처리용 실험 원료로 사용하 였다. 원료종류, 열분해 온도, 열분해 시간에 따른 농업폐기물과 음식물 폐기물의 열분해 특성을 파악 하였다. 농업폐기물 건조물의 열분해 처리 결과, 열분해 처리능력은 평균 55.35kg/hr, 저위발열량은 평균 3,333kcal/kg으로 측정되었다. 열분해처리 하지 않은 농업폐기물의 고위발열량은 3,400kcal/kg, 저위발열량은 3,090kcal/kg으로 측정되어 열분해처리로 발열량이 향상됨을 알 수 있었다. 음식물 폐기 물 건조물의 열분해 처리 결과, 열분해 처리능력은 평균 88.27kg/hr, 저위발열량은 평균 4,016kcal/kg 으로 측정되었다. 열분해처리 하지 않은 음식물 폐기물의 고위발열량은 4,040kcal/kg, 저위발열량은 3,686kcal/kg으로 측정되어 열분해처리로 발열량이 역시 향상됨을 알 수 있다. 열분해 처리능력은 연구목표치인 50kg/hr보다 높게 나타났으며, 저위발열량은 연구목표치인 4,000kcal/kg 보다 다소 높게 나타났다. 다만 저위발열량 측정 기준 함수율이 습량기준으로 약 10%로 추정되는 바 5%로 조절하 고, 열분해 열풍온도를 상승시키면 발열량이 더욱 향상될 것으로 판단되었다.

목적: 국내 콘택트렌즈 착용자들의 렌즈 사용 후 폐기처분 방법, 잘못된 폐기방법으로 발생될 수 있는 미세플라스틱에 의한 환경오염에 대한 인식을 알아보고자 하였다. 방법: 성인 261명(남자 124명, 여자 137명, 평균 나이 21.48±3.14세)을 대상으로 콘택트렌즈 주 구매처, 착용 콘택트렌즈 종류, 콘택트렌즈 착용 기간, 콘택트렌즈 폐기방법에 대한 정보나 교육을 받은 적이 있는지 여부, 콘택트렌즈 사용 후 폐기처분 방법, 환경오염 발생에 대한 인식에 대한 온라인 설문조사를 실시하였다. 결과: 콘택트렌즈 주 구매처는 안경원(50.0%), 렌즈샵(48.3%) 순으로 나타났으며, 콘택트렌즈 종류로는 매일착용 렌즈 (52.5%), 일회용 렌즈(38.5%)를 가장 많이 착용하고 있었다. 콘택트렌즈를 착용해 온 기간은 5년 이상(29.3%), 1년 미만(26.0%), 1년 이상~3년 미만(26.0%) 순으로 나타났으며, 1주일 중 콘택트렌즈를 착용하는 기간은 1~2일 착용(32.0%)이 제일 많았고, 1주일 내내(28.0%), 5-6일 착용(22.4%), 3-4일(17.6%) 순으로 응답하였다. 콘택트렌즈 구매처에서 폐기처분에 대한 교육이나 정보를 접했는지 여부는 “아니다(78.3%)”, “그렇다(21.7%)”로 나타났으며, 평소 학교나 공공기관, 인터넷 등 대중매체에서 콘택트렌즈 폐기처분에 대한 교육이나 정보를 접했는지 여부를 묻는 설문에는 교육받은 적 “없다(87.5%)”, “있다(12.5%)”로 나타났다. 폐기처분 방법으로는 매립용 쓰레기(45.6%), 재활용 쓰레기(29.6%), 싱크대나 화장실을 통한 배수구(16.8%) 순으로 응답하였다. 남성이 여성보다 폐기처분에 대한 교육이나 정보를 더 많이 접했지만(t=3.63189, p<0.00001), 여성이 환경오염에 대한 인식이 더 높은 것으로 나타났다(t=2.44269, p=0.01605). 결론: 하수처리 시설에서 분해되지 않고 미세플라스틱으로 변하는 콘택트렌즈로 인한 환경오염 문제를 줄이기 위해 콘택트렌즈 사용 후 올바른 폐기방법에 대한 정보를 제공하고 이에 대한 교육이 시급한 것으로 생각된다.

2017년 고리 1 호기 영구정지를 계기로 국내 원자력발전소의 해체가 점차 가시화되고 있다. 앞으로 원전 해체가 본격적으로 추진될 경우 원전 1기 당 약 16만 t의 콘크리트 폐기물이 발생될 것으로 예측되었으며, 이들 콘크리트 폐기물은 대부분 오염 준위가 매우 낮아 자체처분 대상으로 고려될 수 있다. 따라서, 국내 자체처분 폐기물(원자력안전위원회 고시 2017-65호에 따른 자체처분 허용농도 또는 자체처분 허용선량을 만족하는 폐기물)에 대한 현행 규제체계가 대량의 콘크리트 폐기물에 대한 무제한적 자체처분에 대해서도 유효성을 유지할 수 있는지를 사전에 확인할 필요가 있다. 이와 관련, 국내 자체처분 규정 개발 시 참조기준인 IAEA SRS No. 44를 심층분석하고, 국내 산업계 현황을 반영한 입력값과 계산식을 이용하여 4가지 자체 처분 시나리오에 대한 예상 피폭방사선량을 평가하였다. 그 결과, 재활용 시나리오에 대한 예상선량은 대부분 정상 시나리오에 대한 자체처분 선량 기준(즉, 0.01 mSv·y-1)보다 낮은 것으로 평가되었으나, 성토 후 거주 시나리오의 경우 보수적인 가정을 적용하면 자체처분 선량 기준을 초과할 가능성도 배제할 수 없는 것으로 나타났다. 따라서, 대량의 해체 콘크리트 폐기물의 안전하고 지속가능한 자체처분을 위해서는 폐기물 처리업체 다변화, 성토 시나리오에 대한 보다 구체적인 평가, 성토를 통한 자체처분에 대한 부분적 제한조건 설정 등을 고려할 수 있다.

우리나라는 원자력 발전소를 운영하면서 발생하는 중·저준위 방폐물을 경북 경주시에 위치한 방폐물처분장을 통하여 영구적으로 처분하고 있다. 하지만 방폐물의 해상운송은 해양사고의 위험성에 노출되어 있고, 이에 관하여 해양경찰의 기능과 역할적 관점에서 안전성 확보를 위한 제도의 도입이 필요할 것이다. 특히 우리나라는 허베이스프리트 사고 또는 세월호 사고 등 국가적 재난에 해당하는 대형 해양사고로 인하여 사회적 영향을 받은 바 있으므로, 이를 대비한 대응체계가 필요할 것이다. 이러한 관점에서 우리나라의 방폐물 해상운송의 현황을 파악해 보고, 외국 주요국의 대응체계에 대해서 살펴보았다. 주요 사고 사례를 검토한 결과, 이와 유사한 핵물질 운반선 및 위험물 운반선의 사고 등 사회적, 지역적, 국제적 영향을 미칠 수 있는 해양사고에 긴급하게 대응하고자 유럽 국가를 중심으로 비상예인선(ETV) 선단을 운용하고 있었으며 일정 부분 효과를 증명하고 있다. 이를 바탕으로 한국형 ETV의 도입을 제시한다. 즉, 핵물질 운송선박, 대형 유조선, 대형 여객선 등의 해양사고와 같이 막대한 환경적, 재산적, 인명적 손해로 이어질 수 있는 대형 해양사고의 초기 대응을 위해 비상예인기능, 유류오염 방제기능과 구조 장비 및 인력 수송이 가능한 한국형 ETV의 도입이 필요하리라 보인다. 이를 통해 해양경찰의 해양사고 대응기능의 향상으로 이어지며, 국가적 재난에 대한 초기대응의 골든타임을 놓치지 않게 되어 귀중한 인명과 재산을 지키고 환경을 보호하는데 일조할 것이다.

2013년 국내 시설(비닐, 유리 온실)에서 재배되는 토마토, 풋고추, 파프리카의 생산량은 총 632,315톤으로 잎, 줄기 등 발생되는 폐기물은 수확량의 약 30%에 해당되는 189,695 톤으로 추정되며 대부분 노지에 방치 유실되거나 소각 처리된다. 본 연구에서는 이 처럼 단순 폐기되는 농업폐기물을 재활용한 고형연료 제조에 필요한 건조 장치를 개발하고 실험을 통해 그 성능을 확인하고자 하였다. 연구를 위해 건조용량 100kg/hr인 실험실용 건조기를 제작하였다. 경상남도 진주시 농업기술원 온실에서 재배되는 파프리카, 토마토, 딸기, 가지, 고추 등의 부산물을 실험원료로 사용하였다. 원료성상, 원료이송방식, 송풍량, 건조온도, 건조시간에 따른 부산물 건조특성을 파악하였다. 원료를 비교적 짧게 절단하고 열풍이 배출되는 다공판위를 견인형 컨베이어로 이송시키는 형태의 경우 건조실험 결과 세절된 원료에서 추출된 내부 수분이 외부로 유출되어 원료들 사이의 공극을 채워 건조공기가 원료 층을 통과하지 못하게 하고, 특히 100℃ 이상 고온에 노출되는 경우 원료표면에 잔류하는 유출 수분이 건조되면서 막을 형성하여 내부 원료들은 전혀 건조가 되지 못하는 현상이 관측되었다. 이러한 원료내부의 공극형성 불량으로 국부적으로 공기가 통과되는 부분만 집중적으로 급격한 건조가 진행되고 공급된 건조공기 대부분이 이 부분으로 유출되어 효과적인 건조가 전혀 진행되지 못하였다. 피건조물 사이의 공극형성을 위해 원료를 절단하지 않고 수행한 건조실험 결과 송풍량 및 온도에 따라 건조속도 및 처리용량이 다르게 나타나는 것을 알 수 있었다. 특히 송풍량과 압력을 증가시킨 건조 실험결과 건조 상하층 간 불균일 건조해소 및 건조속도, 건조능력에서 연구목표치인 100kg/hr, 60%/hr를 상회하는 결과를 보였다. 특히 건조공기온도 150℃ 이하에서도 송풍량을 증가시켜서 원하는 건조작업 수행이 가능함을 확인할 수 있었다. 결론적으로 시설농업폐기물 같은 산물밀도가 작은 초본계 원료도 컨베이어형 원료이송 형태로 연속식 열풍건조가 가능함을 확인하였다.

영업비밀 보호기간은 판례가 만들어낸 영업비밀 보호에 대한 시간적 범위로 퇴사자의 퇴직시점(퇴직 전 업무이탈이 있으면 업무이탈 시점)부터 Head-start 법리에 의해 계산된 리드타임 상당기간(그러나 대개는 경업금지기간과 일치) 동안 진행하고 종료한다. 이러한 영업비밀 보호기간은 결정적인 이론적 결함이 있다. 바로 절대적 비밀성 이론 채택의 오류이다. 영업비밀의 비밀성은 절대적 비밀성이 아니라 상대적 비밀성이라고 전 세계적으로 정리된 지 오래이고 이는 우리 부정 경쟁법은 물론 TRIPS 협정에도 반영되어 있고 Head-start 법리를 계수한 우리나라 최초의 영업비밀 판결인 모나미 판결도 이를 전제로 이루어진 것이다. 그럼에도 불구하고 모나미 판결 바로 다음에 이루어진 다이아몬드 판결이 모나미 판결의 Head-start의 법리를 차용하면서 “당사자 사이”에 비밀성이 해제되면 영업비밀이 소멸 한다는 취지의 절대적 비밀성 이론을 이에 결합 시켜 영업비밀 보호기간이라는 독특한 개념을 만들고 이는 퇴사자의 퇴사시점부터 진행하고 어떠 한 이유로도 연장불가하다고 하였다. 그런데 절대적 비밀성 이론은 부정경쟁법과 TRIPS 협정에 반하여 위법⋅부당하다. 영업비밀 보호기간이라는 중간적 도구를 폐기하고 본래의 Head-start 법리가 제대로 복원되어야 한다.

In this study, to replace the ‘J-slot joint’, a joint device between a disposal canister and an emplacement jig in Deep Borehole Disposal process, a novel joint device was designed and tested. The novel joint device was composed of a wedge on top of a disposal canister and a hook box at the end of a winch system. The designed joint device had merits in that it can recombine an emplaced canister freely without the replacement of the joint component. Moreover, it can be applied to various emplacement jigs such as drill pipes, wire-lines, and coiled tubing. To demonstrate the designed joint device, the joint device (Φ 110 mm, H 148 mm), a twin canister string (Φ 140 mm, H 1,105 mm), and a water tube (Φ 150 mm, H 1,500 mm) as a borehole model were manufactured at 1/3 scale. As deployment muds, Na-type bentonite (MX-80) and Ca-type (GJ II) bentonite muds were prepared at solid contents of 7wt% and 28wt%, respectively. The manufactured joint device showed good performance in pure water and viscous muds, with an operation speed of 10 m·min-1. It was concluded that the newly developed joint device can be used for the emplacement and retrieval of a deep disposal canister, below 3~5 km, in the future.

본 연구의 목적은 고준위폐기물 처분기술 개발과 관련하여 현장실증 연구를 위해 사용될 공학규모 이상의 균질 완충재 블록 을 제작하기 위한 새로운 방법론을 제시하는 것이다. 이와 관련하여 플롯팅 다이(floating die) 방식의 프레스 재하 및 냉간 등방압프레스(CIP; Cold Isostatic Press) 기법을 국내 최초로 완충재 제작에 적용하였다. 또한 소요 밀도기준을 충족하는 완충재 블록을 생산하기 위한 최적의 제작조건(프레스 및 CIP의 소요 압력)과 현장 적용성을 분석하였다. 상기 기법의 적용을 통해 완충재 블록 내 밀도분포 편차가 현저히 감소하였으며, 이와 동시에 평균 건조밀도가 소폭 상승하고 약 5%의 크기가 감소하였다. 또한 CIP 적용을 통해 응력이완(stress release) 현상이 감소하고, 이로 인해 시간 경과에 따른 표면균열 발생이 현저히 저감됨을 시험제작을 통해 확인하였다. 본 연구에서 제시된 방법론은 공학규모 이상의 균질한 완충재 블럭을 성형할 수 있으며, 또한 이는 선진핵주기 고준위폐기물처분시스템(AKRS; Advanced Korea Reference Disposal System of HLW)의 완충재 소요 밀도기준을 충족하는 것으로 분석되었다.

향후 원자력시설 해체 시 막대한 양의 해체 콘크리트 폐기물이 발생할 수 있음을 감안하였을 때, 방사성 콘크리트 폐기물의 최적 처리기술에 대한 면밀한 검토와 향후 기술개발 방향에 대한 논의는 반드시 필요하다. 본 논문에서는 방사성 콘크리트 폐기물의 국내외 발생 사례를 종합해 보고, 처리 대상이 되는 방사성 콘크리트 폐기물의 특성을 검토하였다. 또한, 종래의 방사성 콘크리트 처리기술로써 기계적 제염기술, 화학적 제염기술, 부피감용기술, 재활용 및 고화기술에 대한 국내외 적용 사례를 정리하고 기술 개발 동향을 살펴봄으로써 기존 기술의 한계점을 파악하고 기술 고도화 방향을 고찰해 보고자 한다.