원자력硏, 입자성 방폐물 포장재 개발…“국내 첫 사용 승인”

입자성 방사성폐기물을 적은 비용으로 손쉽게 처리할 수 있는 포장재가 개발됐다. 입자성 방폐물은 방사성 오염물질이 포함된 미세한 폐기물로, 확산 위험이 있어 분산되지 않게 처리하는 것이 필수다. 하지만 그간에는 전용 포장재가 없어 처리 공정이 복잡하고, 비용 역시 많이 필요했던 실정이다. 개발된 포장재는 이러한 문제를 해결하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

한국원자력연구원은 입자성 방폐물이 외부 환경으로 확산되는 것을 차단할 비분산 포장재 ‘소프트백’을 개발해 국내 최초로 한국원자력환경공단(KORAD)의 사용 승인을 받았다고 4일 밝혔다.

원자력연이 국내 최초로 비분산 포장재 소프트백을 개발, 국내에선 처음으로 한국원자력환경공단의 사용 승인을 받았다. 연구팀 구성원들이 기념촬영을 하고 있다. 한국원자력연구원 제공

입자성 방폐물은 방사성 오염물질이 포함된 직경 0.01㎜ 이하의 입자가 1% 이상이거나, 직경 0.2㎜ 이하의 입자가 15% 이상 포함된 폐기물을 말한다.

그간에는 입자성 방폐물 전용 포장재가 없어 이를 처리하기 위해 ‘체 분리’ 공정을 거쳐야만 했다. 공정에서 체를 통과하지 못한 일정 크기 이상의 폐기물을 포장해 영구 처분하고, 체를 통과한 미세 입자는 시멘트 등을 이용해 별도의 고정화 과정을 거쳐 처리하는 방식이다. 이때 후자의 과정에서는 폐기물 부피가 커져 처분 비용이 늘어나는 문제가 발생했다.

이러한 문제를 해결하기 위해 원자력연 방사성폐기물 총괄관리실 은희철 박사 연구팀은 낙하 및 침수(IPX7 등급) 시험 등 사용 승인을 위한 조건인 인수 기준을 모두 충족한 새로운 소프트백을 개발했다.

연구팀은 소프트백에 350㎏ 이상의 폐기물을 담아 1.2m 높이에서 자유 낙하했을 때 내용물 유실이나 손상 여부를 평가하는 ‘낙하 충격시험’과 1m 깊이에서 30분간 물에 담갔을 때 침수 여부를 확인하는 ‘물 침투시험’을 모두 통과했다.

특히 강도와 내구성 강화를 위해 부식에 강하고, 화학물질과 잘 반응하지 않는 폴리프로필렌 원단을 소프트백에 적용했다는 점도 눈여겨볼 지점이다.

또 고강력사를 활용한 특수 봉제 방식을 적용, 규격을 200ℓ 드럼 크기에 맞춰 제작해 기존 처분 방식과 호환성을 높이고, 결속 끈과 매듭 고리의 크기 그리고 위치선 등 포장재를 가장 효과적으로 사용할 수 있는 표준화된 지침을 제공함으로써 누구나 동일한 강도로 포장할 수 있게 해 현장에서 소프트백을 손쉽게 사용할 수 있게 했다.

개발한 소프트백을 적용하면 체 분리와 고정화 공정을 거치지 않아도 되는 이점도 챙길 수 있다. 입자성 방폐물을 소프트백에 포장한 후 처분용 드럼에 넣어 처분하는 것만으로 공정이 완료되는 것이다. 입자성 방폐물을 포장해 곧장 영구 처분할 수 있는 덕분에 처리시간이 기존대비 90% 이상 단축된다는 게 연구팀의 설명이다.

연구팀이 개발한 소프트백은 내달부터 원전 해체 현장에서 발생하는 방사성 오염 토양 포장작업에서 사용될 예정이다. 이를 적용할 때 1000드럼당 80억원 이상의 비용 절감 효과도 기대할 수 있다.

연구팀은 향후 소프트백 적용 대상을 확대하기 위해 방폐물 발생 기관과 규제기관, 처분 사업자와의 협력을 지속할 계획이다.

앞서 원자력연은 지난달 소프트백의 국내 특허출원을 완료하고, 이달 관련 기술 및 노하우를 ㈜오르비텍에 이전했다.

박성빈 방사성폐기물 통합관리단장은 “이번 연구 결과를 방사성 폐콘크리트로 확대 적용할 수 있는 체계를 구축해 원전 해체 폐기물 처리를 위한 현장 기술을 확보하는 데 기여하겠다”고 말했다.

대전=정일웅 기자 jiw3061@asiae.co.kr