Nuclear power plant decommissioning generates significant concrete waste, which is slightly contaminated, and expected to be classified as clearance concrete waste. Clearance concrete waste is generally crushed into rubble at the site or a satellite treatment facility for practical disposal purposes. During the process, workers are exposed to radiation from the nuclides in concrete waste. The treatment processes consist of concrete cutting/crushing, transportation, and loading/unloading. Workers’ radiation exposure during the process was systematically studied. A shielding package comprising a cylindrical and hexahedron structure was considered to reduce workers’ radiation exposure, and improved the treatment process’s efficiency. The shielding package’s effect on workers’ radiation exposure during the cutting and crushing process was also studied. The calculated annual radiation exposure of concrete treatment workers was below 1 mSv, which is the annual radiation exposure limit for members of the public. It was also found that workers involved in cutting and crushing were exposed the most.

The decommissioning of nuclear power plant (NPP) generates large amount of waste. Since the most of the concretes are slightly surface contaminated, the accurate characterization and regionspecific surface decontamination are important for the efficient waste management. After the effective surface decontamination and separation, most of the concrete waste from decommissioning of NPP can be classified as a clearance waste. Various surface characterization and decontamination technologies are suggested. The mechanical technologies are simple and offers direct application. The laser-based technologies offer efficient separation and surface contamination. The high price, however, hesitates the application of the process. The nitro-jet technology, which is based on the evaporation of liquid nitrogen, allows the effective decontamination. However, the high price and uncertainty of large are application hinders the practical application in NPP decommissioning. In this paper, various technologies for characterization, handling, treatment, etc., will be discussed. The advantages and disadvantages of the technologies will be discussed, in terms of practical applications.

In decommissioning a nuclear power plant, numerous concrete structures need to be demolished and decontaminated. Although concrete decontamination technologies have been developed globally, concrete cutting remains problematic due to the secondary waste production and dispersion risk from concrete scabbling. To minimize workers’ radiation exposure and secondary waste in dismantling and decontaminating concrete structures, the following conceptual designs were developed. A micro-blast type scabbling technology using explosive materials and a multi-dimensional contamination measurement and artificial intelligence (AI) mapping technology capable of identifying the contamination status of concrete surfaces. Trials revealed that this technology has several merits, including nuclide identification of more than 5 nuclides, radioactivity measurement capability of 0.1–107 Bq·g−1, 1.5 kg robot weight for easy handling, 10 cm robot self-running capability, 100% detonator performance, decontamination factor (DF) of 100 and 8,000 cm2·hr−1 decontamination speed, better than that of TWI (7,500 cm2·hr−1). Hence, the micro-blast type scabbling technology is a suitable method for concrete decontamination. As the Korean explosives industry is well developed and robot and mapping systems are supported by government research and development, this scabbling technology can efficiently aid the Korean decommissioning industry.

최근 국내 원자력발전소의 격납건물 벽체와 Containment Liner Plate(CLP) 사이에서 다양한 크기의 공극이 발견됨에 따라 원전 격납건물의 보수를 위해 내부 공극의 분포와 크기를 정밀하게 평가할 수 있는 진단기법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 이 연구에서 는 격납건물 벽체에서의 탄성파 전파거동을 계산하는 2차원 유한요소해석 기법을 제시한다. 격납건물 벽체를 기반으로 해석영역을 구성하고 경계면에서의 반사파를 제거하기 위해 수치적 파동흡수 경계층인 perfectly matched layer를 도입하였다. Galerkin 기반 혼합 유한요소법을 이용해 2차원 유한영역에서 탄성파 파동방정식의 해를 구하여 충격하중에 대한 격납건물 벽체의 변위와 응력을 계산하였다. 제시한 수치적 기법을 이용하여 격납건물 콘크리트 벽체의 CLP 부착 유무와 공동의 위치 및 크기 변화에 따른 탄성파 전파거 동을 살펴보았다. 이 연구의 결과는 원전 격납건물 내부의 공동을 진단하는 탄성파 전체파형 역해석 기법 개발에 활용될 수 있다.

해체 원전에서 총 폐기물의 약 70~80%에 해당하는 많은 양의 콘크리트 폐기물은 해체 폐기물의 대부분을 차지한다. 해체 시 발생된 콘크리트 폐기물은 핵종별 농도에 따라 규제해제 폐기물과 방사성폐기물로 정의할 수 있다. 따라서, 방사성 콘크리 트 폐기물의 처분 비용을 저감하기 위하여 자체 처분 및 제한적 재활용을 위한 제염 작업의 수행이 중요하다. 그러므로 콘크리트 폐기물의 효율적인 제염 작업을 위해 내부 방사능 분포를 예측하는 것이 필수적이다. 본 연구는 원전 해체 시, 발생되는 콘크리트 폐기물의 내부 방사능 분포를 예측하기 위하여 다양한 컴프턴 영상 재구성 방법의 성능을 비교하였다. 다양한 컴프턴 영상 재구성 방법으로 단순 역투사(SBP), 필터 후 역투사(FBP), 최대우도 기댓값 최대화 방법(MLEM), 그리고 기존 의 MLEM의 시스템 반응 함수에 에너지 정보가 결합되어 확률적으로 계산하는 최대우도 기댓값 최대화 방법(E-MLEM)이 사용되었다. 재구성된 영상을 획득한 후, 정량적인 분석 방법을 이용하여 재구성된 영상의 성능을 정량적으로 비교 및 평가하였다. MLEM 및 E-MLEM 영상 재구성 방법은 각각 재구성된 영상에서 높은 이미지 분해능과 신호 대 잡음비를 유지하는데 있어 가장 좋은 성능을 보여주었다. 본 연구에서 도출된 결과들은 원자력 시설 해체 시 방사성 콘크리트 폐기물의 내부 방사능 분포를 예측하기 위한 수단으로 컴프턴 영상을 사용할 수 있는 가능성을 보여주었다.

콘크리트 구조물 절단에 사용되고 있는 다이아몬드 와이어 쏘가 장착된 당김형 절단 장치의 단점을 개선하여 밀기형 절단장치를 개발하였다. 개발된 밀기형 절단장치에는 먼지 집진 커버가 부착되며 마찰열을 냉각하기 위한 건식이나 습식방법을 선택할 수 있다. 개발된 절단장치의 동작특성과 집진 먼지의 누설률 측정을 실험하였다. 시험결과 원활한 동작특성을 보였으며, 먼지의 누설률은 1.7%인 것으로 나타났다. 개발된 절단장비를 사용하여 생물학적 차폐 콘크리트 절단 시 작업자의 내부 피폭선량을 평가하였다. 보수적 평가를 위해 노심 중심부분을 절단하는 경우를 가정하였다. 비방사능이 99.5 Bq·g-1인 누설 먼지로 인해 반면마스크를 착용한 작업자의 예탁유효선량은 0.25 mSv로 평가되었다. 개발된 밀기형 절단장비 사용 시 미량의 먼지 누설률로 인해 작업자의 방사선 피폭이 저감되며, 사용의 편리성으로 세부 절단 계획을 수립할 수 있어 방사성 콘크 리트 폐기물 감량에도 기여할 수 있다. 따라서 원전의 방사화된 생물학적 차폐 콘크리트를 비롯하여 철근 콘크리트 구조물 해체 작업 시 절단 장비로서 사용될 수 있을 것이다.

2017년 6월에 영구정지 된 고리 1호기의 해체는 한국의 상업 원전에 대한 첫 해체 사례가 될 것이다. 해체 과정 중에 발생하 는 폐기물에 대한 처분은 전체 해체 비용의 많은 부분을 차지한다. 따라서 방사화 및 오염된 콘크리트 구조물은 적절한 해체 전략을 수립하여 경제적이고 안전하게 해체되어야 한다. 본 논문에서는 생물학적 차폐체에 대한 최적화된 해체 및 처분 시 나리오를 연구하였다. 해체사례, 폐기물 처분 규정 및 처리 기술을 분석하였다. 그리고 생물학적 차폐체 제거 과정의 폐기물 발생량을 최소화하기 위해서, 최적 해체 시나리오를 제시하였고 폐기물 처분 방안을 도출하였다.

Concrete structure for nuclear power plant is mass concrete structure with large wall depth and easily permits cracking in early age due to hydration heat and drying shrinkage. It always needs cooling water so that usually located near to sea shore. The crack on concrete surface permits rapid chloride intrusion and also causes more rapid corrosion in the steel. In the study, the effect of age and crack width on chloride diffusion is evaluated for the concrete for nuclear power plant with 6000 psi strength. For the work, various crack widths with 0.0~1.4 mm are induced and accelerated diffusion test is performed for concrete with 56 days, 180days, and 365 days. With increasing crack width over 1.0mm, diffusion coefficient is enlarged to 2.7~3.1 times and significant reduction of diffusion is evaluated due to age effect. Furthermore, apparent diffusion coefficient and surface chloride content are evaluated for the concrete with various crack width exposed to atmospheric zone with salt spraying at the age of 180 days. The results are also analyzed with those from accelerated diffusion test.

In this study trying to develop a monitoring system for temperature and humidity measurement of quality control methods suitable for curing concrete nuclear power plant structures. This experiment is divided part of data logger, sensors, control program in a accordance with standar of quality control Nuclear power plant hot weather/the middle of summer. This measuring method is expected to development quality control nuclear power plant