후행 핵연료주기 경제성 평가는 추정 비용의 불확실성, 평가 대상기간의 장기성, 적용 할인율에 따른 계산결과의 변동성 등 많은 불확실성을 내포하고 있기 때문에 평가기관 또는 평가자에 따라 그 결과가 서로 상이하다. 본고에서는 지금까지 수행 된 주요 경제성 평가 연구들을 조사/분석하여 그 특징과 한계를 알아봄으로써 현재 국내에서 추진되고 있는 사용후핵연료 공론화 및 후행 핵연료주기 정책 연구 추진에 기초자료로 활용될 수 있도록 하고자 하였다. 분석 결과 사용후핵연료 재활용 옵션에 비해 직접처분 옵션이 유리하나, 입력 자료로 사용된 파라미터 값에 따라 결과의 불확실성이 많이 나타나 이 부분에 대한 추가적인 연구가 필요하다는 사실을 알 수 있었다.

본 논문에서는 고준위폐기물 처분용기를 지하 심지층에 처분하기 위하여 요구되는 구조설계 요구조건과 구조안전성 평가 기준을 도출하였다. 고준위폐기물은 높은 열과 많은 방사능을 방출하기 때문에 고준위폐기물을 넣어 보관하는 처분용기는 그 취급에 많은 주의가 요구된다. 이를 위하여 고준위폐기물 처분용기는 장기간(보통 10,000년 동안) 안전한 장소에 보관되어야 한다. 보통 이 보관 장소는 지하 500m에 위치한다. 지하 깊은 화강암에 고준위폐기물을 보관하도록 설계되는 처분용기는 내부주철삽입물과 이를 감싸고 있는 부식에 강한 와곽쉘, 위 덮개와 아래 덮개로 구성되는 구조로 되어 있으며 지하수압과 벤토나이트 버퍼의 팽윤압을 받는다. 따라서 고준위폐기물 처분용기는 심지층에 보관 시 이들 외력들을 견디도록 설계되어야 한다. 만약에 발생 가능한 모든 하중조합을 고려한 처분용기 설계가 되지 않으면 심지층에 위험한 고준위폐기물 처분 시에 처분용기에 소성변형이나 크랙 또 좌굴같은 구조적 결함이 발생할 수 있다. 따라서 심지층에 처분용기를 처분 시에 처분용기에 발생하는 구조적 문제들이 발생하지 않게 하기 위하여 여러 가지 구조해석이 수행되어야 한다. 이러한 구조해석 수행에 앞서 처분용기 설계 타당성을 평가하기 위한 기준이 필요하다. 또한 평가기준에 영향을 미치는 설계요구조건(설계변수)이 명확히 검토되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 처분용기의 구조설계 요구조건(설계변수)과 구조 안전성 평가기준을 도출하고자 한다.

고준위폐기물을 지하 500m의 화강암 암반의 처분장에 장기간(약 10,000년 동안) 처분 시 폐기물에서 발생하는 열에 의하여 처분용기 및 처분용기를 감싸고 있는 주위 구조물(벤토나이트 버퍼, 암반 등)의 처분시간 경과에 따른 온포분포 변화를 알아내는 것은 처분장 설계를 위하여 매우 중요하다. 본 논문에서는 수치해석기법을 이용하여 고준위폐기물에서 발생하는 열에 의한 처분용기 및 벤토나이트 버퍼, 처분동굴을 포함하는 복합구조물의 온도분포 변화를 구하였다. 특히 처분 후 500년의 처분시간 경과에 따른 복합구조물의 온도분포 해석을 수행하여 온도분포 변화를 구하였다. 시간에 따른 온도분포 변화에 대한 해석결과를 분석한 결과 처분장 각 구성부분별로 차이는 있으나 처분초기부터 구성부분별로 각각 다르게 온도가 증가하는데 가장 늦은 부분은 150년까지 완만하게 온도가 증가하다가 그 이후에는 온도가 서서히 감소하는 것으로 나타났다.

고준위폐기물 심지층 처분장 설계시 주요한 고려인자는 완충재의 건전성 유지를 위하여 폐기물로부터 발생되는 열로 인하여 완충재의 온도가 100'C를 넘지 않도록 하는 것이다. 본 연구에서는 이러한 요건을 만족하는 고준위폐기물 심지층 처분장 배치를 위하여 처분터널 및 처분공 간격에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여, 기준 처분개념을 바탕으로 사용후핵연료의 냉각기간 및 처분터널/처분공 간격을 다양하게 설정하여, 처분시스템에서의 열적 안정성 해석 및 결과를 비교분석하였다. 분석결과, 처분장 열적 요건을 만족하는 배치는 처분터널의 간격 보다는 처분공 간격을 조절하여 배치하는 것이 유리한 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 심지층 처분시설 설계시 활용될 것이다. 향후, 정확한 부지특성 자료를 통한 상세한 분석이 수행되면, 분석결과의 불확실성을 줄일 것이다.

제2차 전력수급기본계획에 의거 2017년까지 계획된 원자로만을 대상으로 심지층 처분시스템 설계 시 필요한 국내 사용후핵연료의 발생량, 제원적 특징, 초기농축도 및 방출연소도 등에 대하여 현재 및 미래 현황을 파악하고 예측하였다. 2057년까지 PWR 및 CANDU 사용후핵연료 발생량은 각각 20,500 및 14,800 MTU로 나타났다. 초기 농축도에 대해서는 4.5 wt.% 이하를 갖는 사용후핵연료가 96.5%를 차지하는 것으로 나타났다. 사용후핵연료의 평균 방출연소도는 90년대 후반에는 36 GWD/MUT 전도, 2000년대 초반에는 40 GWD/MTU를 나타냈으며, 2000년대 중 후반부터는 45 GWD/MTU가 될 것으로 나타났다. 광범위한 분석 및 예측 결과, 총 처분물량을 대표할 수 있는 가상적인 기준 사용후핵 연료는 16 6 한국표준형연료, 단면적 , 길이 453cm, 무게 672 kg, 초기 농축도 4.5 wt.%, 방출연소도 55 GWD/MTU로 나타났다.

본 연구에서는 고준위 방사성폐기물 심지층 처분시설의 규모 및 layout설정에 필요한 요소인 처분터널 및 처분공 간격에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여, 기준 처분개념과 공학적 방벽 개념을 바탕으로 다양한 조건의 처분터널 및 처분공 단면을 설정하고, 단층 배치 및 복층 배치 개념 에 따른 처분동굴의 구조적, 열적 안정성을 분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 설계에 있어서 주요한 고려인자 중의 하나인 굴착량을 감소시킬 수 있는 처분동굴 및 처분공 간격을 제안하였다. 본 연구의 결과는 심지층 처분시설 설계시 활용될 것이며, 향후, 부지에 대한 불확실성을 줄이기 위하여 정확한 부지특성 자료를 통한 상세한 분석이 필요하다.

To validate the previous conceptual design of cover system, construction of the engineered barrier test facility is completed and the performance tests of the disposal cover system are conducted. The disposal test facility is composed of the multi-purpose working space, the six test cells and the disposal information space for the PR center. The dedicated detection system measures the water content, the temperature, the matric potential of each cover layer and the accumulated water volume of lateral drainage. Short-term experiments on the disposal cover layer using the artificial rainfall system are implemented. The sand drainage layer shows the satisfactory performance as intended in the design stage. The artificial rainfall does not affect the temperature of cover layers. It is investigated that high water infiltration of the artificial rainfall changes the matric potential in each cover layer. This facility is expected to increase the public information about the national radioactive waste disposal program and the effort for the safety of the planned disposal facility.

본 논문에서는 가압경수로(PWR) 고준위폐기물을 깊은 지하 500m에 처분 시 사용되는 처분용기 및 이를 보호하기 위하여 50㎝ 두께로 처분용기 주위를 감싸고 있는 벤토나이트 버퍼의 복합구조물에 지진 등의 지각 변동에 의하여 갑작스럽게 10㎝의 수평한 암반 전단력이 대칭적으로 가해졌을 때, 처분용기의 안전성(붕괴)을 예측하기 위하여 처분용기+벤토나이트 버퍼복합 구조물에 대한 비선형 구조해석을 수행하였다. 복합구조물을 구성하고 있는 물질들은 탄소성체로 가정하였으며, 대변형 발생 시 항복을 예측하는 항복조건식으로는 처분용기를 구성하고 있는 금속물질(구리, 주철)에 대하여 von-Mises 항복조건식을, 벤토나이트 버퍼물질에 대하여는 Drocker-Prager 항복조건식을 적용하였다. 해석 결과들을 분석하면 비록 10㎝의 수평한 대칭 암반 전단력에 대하여 벤토나이트 버퍼에는 항복점을 훨씬 상회하는 대변형이 발생하였지만, 내부의 처분용기를 구성하고있는 주철 및 구리에는 여전히 매우 작은 탄성변형 및 항복응력보다 작은 응력이 발생하고 있음을 알 수 있었다. 따라서 갑작스런 10㎝의 수평한 암반 전단력에 대하여 50㎝ 두께의 벤토나이트 버퍼는 안전하게 내부의 처분용기를 보호하고 있음을 알 수가 있다. 해석결과는 또한 벤토나이트 버퍼의 전단변형에 의하여 처분용기에 휨변형이 발생함을 보여주고 있다.

본 논문에서는 고준위 핵폐기물의 지하 처분 시 사용되는 핵폐기물 처분장치의 기본 구조설계에 필요한 처분장치내의 핵 폐기물다발들을 지지하는 내부 삽입물의 구조형상과 재원 또 처분장치의 화학적 부식을 방지하기 위해 외곽에 설치하는 외곽쉘과 위아래 덮개의 두께를 결정하기 위하여 처분장치 구조물에 대한 선형정적 구조해석을 수행하였다. 해석 대상 처분장치는 가압경수로와 중수로의 핵폐기물 처분장치를 사용하였다. 일반적으로 핵폐기물 처분장치는 지하수백 미터에 위치하는 화강암 등의 암반 내에 설치하게 되는데 이 때 지하수의 침수에 의한 지하수압 및 처분장치 외곽에 완충장치로 설치하는 벤토나이트 버퍼의 팽윤압을 견디어 내야 한다. 따라서 이와 같은 압력의 변화에 따른 처분장치 구조물에 발생하는 응력 및 변형 등을 알기 위해서는 처분장치 구조물에 대한 구조해석을 수행해야 된다. 이를 위하여 본 논문에서는 처분장치에 대하여 선형정적 구조해석을 수행하였다.

식물플랑크톤의 종분포와 현존량의 수질에 대한 지표성을 이용하여 수원시 하수종말처리장 주변수역의 6개 정점을 선정하여 식물플랑크톤의 식물상을 밝히고, 특히 주로 특정 서식처에 분포하는 종을 조사함으로써 조사 수역의 오염 정도를 조사하였으며, 또한 계절별 현존량을 측정하여 하수종말처리장 주변수영의 오염정도와 연중 변화에 대하여 측정하였다. 본 연구 결과는 Engler의 분류체계에 따라 정리한 결과 4문 4강 11목 6아목 22과 2아과 54속 155종 20

국내 의료기관 핵 의학과에서는 환자에게 방사성 의약품을 주입하기 위해 체내검사의 80% 이상이 99Mo/ 99mTc Generator에서 방사선 핵종인 99mTc 용출하여 사용한다. 사용이 종료된 Generator 중 외국으로 부터 수입한 국외용 Generator는 각 의료기관에서 자체 처분을 시행한다. 각 의료기관에서는 자체처분을 시행 할 때에는 방사성 폐기물이 자체처분 허용 농도 이하를 만족하여야 한다. 국내에 제시된 자체처분에 대한 지침은 방사선 감쇠 계산식으로 도출된 값으로 Generator 사용 후로부터 80일 이후 자체처분이 가능하다는 내용을 제시하였다. 이러한 지침이 직접 Generator를 가지고 측정한 데이터를 통해 비교 분석하여 타당성이 있는지에 대하여 연구하고자 한다. 결과적으로 1000 mCi 용량의 Generator 의 경우 Generator 구성 요소 중 반감기가 가장 길며, 방사능이 많은 99Mo(몰리브덴) column을 가지고 실험하였을 때, 방사성 폐기물로 차체 처분 허용농도 이하가 되는 일수는 99mTc을 용출하여 유도한 기간은 72일, 직접 칼럼을 측정하여 도출한 처분 일은 71일이였다. 직접적으로 연구한 결과는 지침의 내용에서 제시한 자체처분 일수보다 8~9일 정도 보 관 일수 차이가 있으나, 국내 차체 처분 보관 일수의 범위 안에 속하므로 국내 자체처분에 대한 지침이 타 당성이 있음을 확인 하였다.

Since the Framework Act on Resource Circulation was enacted in 2018, the government should establish a National Resource Circulation Master Plan every 10 years, which defines mid- to long-term policy goals and directions on the efficient use of resources, prevention of waste generation and recycling of waste. In addition, we must set mid- to longterm and stepwise targets for the final disposal rate, recycling rate (based on sorted recyclable materials and recycled products), and energy recovery rate of wastes, and relevant measures should be taken to achieve these targets. However, the current industrial waste (IW) statistics have limitations in setting these targets because the final disposal rate and recycling rate are calculated as the ratio of the recycling facility input to the IW generation. In this study, the material flow from the collection stage to the final disposal of industrial waste was analyzed based on the generation of 2016, and the actual recycling amount, actual incineration amount, final disposal amount and their rates were calculated. The effect on the recycling, incineration and final disposal rates was examined by changing the treatment method of nonhazardous wastes from the factory and construction and demolition wastes, which were put in landfills in 2016. In addition, the variation of the waste treatment charge was investigated according to the change of treatment methods. The results of this study are expected to be effectively used to establish the National Resource Circulation Master Plan and industrial waste management policy in the future in South Korea.

Waste management in Jeju Province, Korea, has recently emerged as an urgent problem. The increasing waste discharge requires more landfills but, since it is an island, the available land is restricted. Accordingly, an efficient waste management urgently requires environmentally sustainable policies. In this article, the waste discharge characteristics (such as the amount of waste, its composition, etc.) of Jeju Province have been compared with those in the rest of Korea. The current industrial waste management of two cities on the Island, Jeju City and Seogwipo City, has been also analyzed to suggest policies for an efficient management. The local government’s endeavor to enhance environmental awareness of the community has been known to reduce the private cost of policy compliance, and have individuals recognize the results of their policy compliance. Policies to achieve the above are then proposed.

폐기물의 국가 간 이동 시 선진국 등 자국의 폐기물에 대한 엄격한 규제를 피하기 위해서 부적정 처리를 진행해 왔으며 이러한 이슈는 국제문제로 대두되었다. 특히 1976년 이탈리아 소베소에서 발생한 다이옥신 유출사고 때 증발한 폐기물이 1983년 그린피스에 의해 프랑스의 한 마을에서 발견되었고, 그 후 1987년 6월 ‘유해폐기물의 환경적이고 건전한 관리를 위한 타이로 지침과 원칙’이 채택된 카이로 지침을 바탕으로 1989년 3월 스위스 바젤에서 세계 116개국 대표가 참석한 가운데 바젤협약(1992년 5월 협약 발효)이 채택되었다. 이에 따라 우리나라는 1994년 바젤협약에 가입함에 따라 폐기물국가간이동법을 제정하여 수출입 폐기물을 바젤협약의 분류체계로 전환하였으며, 최근에는 수출입 규제폐기물과 관리폐기물로 구분하여 관리하고 있다. 최근 들어 바젤협약 당사국총회에서는 국가 간 수출입 폐기물 규제와 효율적인 관리를 위한 제도마련을 회원국들에 요구하고 있으며, 우리나라(환경부 및 국립환경과학원)에서도 이에 맞추어 수입 및 수출되는 폐기물의 통관절차･이동･유통･저장 및 재활용 처리 등 전 부분에 걸쳐 관리체계의 개선에 대해 효과적인 방안을 모색하고 있다. 그럼에도 불구하고 규제 및 관리폐기물 판단기준 부제, 폐기물과 중고제품 구분의 모호성, 수출입 폐기물 품목 세부 분류의 필요성 등 많은 문제점이 나타나고 있는 것도 사실이다. 이에 대해 본 연구에서는 수출입 폐기물 관리체계 개선을 위한 문제점과 이를 극복할 앞으로의 해결 방안에 대해 언급하고자 하였다.

2006년 기준 폐기물 처리량 중 매립량은 9,945 천톤, 소각량은 6,940 천톤이었으나 2015년 기준 폐기물 처리량 중 매립량은 13,797 천톤, 소각은 9,524 천톤으로 꾸준히 증가하고 있다. 환경부는 이러한 매립, 소각되는 폐기물 중 약 56%가 재활용 가능한 것으로 발표하였다. 이러한 국내적 상황을 염두 하였을 때, 자원으로 사용가능한 폐기물을 단순 매립 및 소각하는 것은 바람직하지 않다. 많은 선진국은 이미 이러한 폐기물 문제, 자원위기, 에너지 및 환경에 대한 문제를 극복하기 위해 1990년대부터 자원순환사회로 전환하고 있다. 특히, 오스트리아, 프랑스, 폴란드, 스웨덴, 영국 등 선진국들은 매립세 및 소각세를 도입하여 자원순환사회로의 전환을 꾀하였다. 오스트리아의 경우 오염된 부지를 정화하기 위하여 1989년에 매립세를 도입하였으며, 폐기물 종류에 따라 매립세는 다르게 책정되어 있다. 반응성 폐기물에 대한 매립세는 2003년 43.6 euro/ton에서 2004년 65 euro/ton로 증가하였다. 그 결과 매립률은 30.1%에서 11.8%로 크게 감소하였다. 이후 반응성 폐기물에 대한 매립세는 2005년 65 euro/ton에서 2006년 87 euro/ton으로 증가하였으나 매립률은 11.3%에서 9.9%로 약간 감소하였다. 따라서 매립률 감소를 위한 매립세는 적정하게 책정되어야 한다. 환경부에서는 폐기물의의 발생 억제 및 발생된 폐기물의 순환이용과 적정한 처분을 촉진하여 환경을 보전하고 지속가능한 자원순환사회를 만들기 위해 자원순환기본법이 제정하였으며, 2018년 1월 1일부터 시행될 예정이다. 자원순환기본법의 주요 내용으로 자원순환 기반 구축, 자원순환 촉진 수단, 자원순환사업지원 등이 있다. 이중 자원순환 촉진 수단으로는 재활용외의 매립 및 소각 폐기물에 부담금을 책정함으로써 재활용 비용보다 매립 및 소각비용을 더 비싸게 하여 매립 및 소각을 억제하는 방안이 포함되어 있다. 환경부에서는 폐기물 종류에 따라 매립 시 10~30원/kg, 소각 시 10원/kg의 폐기물처분부담금(안)을 공표하였다. 본 연구에서는 자원순환기본법에서의 폐기물처분에 대한 적정 부담금 산정 방안을 위하여 국내･외에서 실행하고 있는 폐기물처분 부담금제를 비교하고자 하며, 폐기물처분 부담금에 의한 폐기물 소각･매립･재활용 추세 등을 검토하고자 한다.