▲ 임광진 전무

‘중성염 전해제염 기술을 이용한 제염폐기물 저감장캄를 개발, NEP인증을 받은 (주)하나원자력이 이번에는 전력산업연구개발 과제로, 내년 10월 말을 목표로 이 기술을 활용한 ‘일괄처리시스템’을 지난해 11월부터 개발하고 있다.

연구개발의 최종 목적은 원자력시설에서 발생되는 방사성금속폐기물의 부피를 줄여, 영구처분?처리를 위한 비용절감 및 영구처분장의 공간성을 높이기 위한 것이다.

현재 하나원자력 방사성금속폐기물의 절단, 페인트제거, 전해제염, 용융 등 4가지 단계별로 최적의 공정을 위한 연구개발에 매진하고 있다. 우선 다양한 형상의 금속폐기물을 가공, 절단하는 기술과 함께 비전도성 물질을 제거하는 전처리공정이다.

전처리공정이 끝나면, 중성염 전해공정이 시작된다. 음극선과 최적의 공정변수를 확보하는 것이 핵심이다. 현재 이기술은 확보된 상태. 마지막으로 용융과 용융된 금속폐기물의 방사능을 평가할 수 있는 기술을 개발하는 것.

임광진 하나원자력 전무이사는 “금속폐기물의 제염처리 공정의 구현을 위해 각각 구분된 공정에서 사용자의 요구사항을 반영해 현장에서 적용이 가능한 시스템을 설계하고 방안을 제안하는 것이 이번 연구개발의 핵심”이라며 “금속폐기물이 어떠한 형태와 조건을 갖고 있더라도, 이를 제염할 수 있도록 원스톱 공정기술을 개발하고 있다”고 밝혔다.

경주에 건설중인 중저준위 방사성폐기물 처분장은 2009년 6월에 1단계로 10만 드럼 용량의 저장시설 완공을 목표로 건설에 매진하고 있으며, 2012년까지 추가로 70만 드럼을 저장할 수 있는 시설을 준공할 계획이다.

그러나 처분장시설에 폐기물을 저장하는 것만이 폐기물 처리의 해결 방안은 아니며, 폐기물 물량의 감소가 선행돼야 한다. 원자력산업 시설에서 발생하는 폐기물은 크게 가연성 폐기물과 비가연성 폐기물로 구분 되며, 비가연성 폐기물 중 자원 재활용이 가능한 금속방사성폐기물에 대한 관심은 매우 높다.

현재 원자력 발전소와 원자력연구원 등에서 발생한 금속 방사성폐기물은 제염되지 않은 상태로 절단, 드럼(200ℓ)에 넣어 보관하고 있는 실정이다. 더욱이 금속 방사성폐기물의 경우 압축공정에 의한 부피 감소에는 한계가 있어 폐기물 부피감용에 어려움을 겪고 있다.

하지만 현재 적용중인 대부분의 제염방법은 다량의 2차 폐기물이 발생하고 있고, 자체처분 조건 이하의 제염이 어려우며, 작업자의 피폭 발생 등의 문제를 안고 있다.

임 전무는 “국내 원자력발전소 가동호기의 수명연장에 따른 기기교체에 따라 지속적인 방사성금속폐기물 발생이 예상되며, 추후 원자력발전소 해체?철거 시 다량의 폐기물 발생됨으로 제염의 필요성이 증대되고 있다”며 “처리처분비용 측면에서 방사성금속폐기물의 부피를 감용할 수 있는 제염기술 및 자원을 재활용하기 위한 기술의 개발은 매우 중요한 기술 중의 하나”라고 강조한다.

임 전무는 또 “방사성금속폐기물의 제염기술과 함께 자원 재활용을 위한 후속공정 개발에 초점을 맞춘다면 폐기물 발생량을 획기적으로 줄일 수 있는 공정 개발이 가능하다”며 “이로 인해 폐기물 처리비용의 대폭 절감을 통한 환경오염의 최소화와 외화 절감효과도 함께 얻을 수 있을 것”이라고 밝혔다.

특히 일괄제염공정이 개발되면 제염대책, 제염기술 및 자체처분 공정을 확립할 수 있기 때문에 발전소에서 요구하는 다양한 형태의 제염사업에 효과적으로 대처할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

또 폐기처분 금속대상물을 목적으로 개발중인 일광제염공정이 완료되면, 이러한  폐기처분 금속대상물을 제염해 방사성폐기물 물량을 줄이고, 제염된 금속은 자원으로 재활용할 수 있을 전망이다.

한편, 2002년 (주)데콘엔지니어링으로 설립된 (주)하나원자력(대표이사 김영주?구학균)은 2007년 9월 중성염 전해제염 기술을 이용한 제염폐액 저감장치를 개발, NEP인증을 받았으며, 올 2월 하나원자력으로 사명을 변경했다. 수원 영통에 본사를 두고 있으며, 대전에 부설연구소와 공장을 확보하고 있다. 엔지니어링, 폐로, 방사선안전관리, 신재생에너지 시스템 사업 등을 주요 아이템으로 장착, 국내는 물론 해외시장에서 선두기업으로서의 위치를 확보해 나갈 계획이다.

26명의 임직원 가운데, 23명이 기술사, 박사, 원자로 조종 감독자 등의 자격을 갖고 있으며 중성염 전해제염 방식의 방사능오염 금속 제염장치 등 9건의 특허와 금속 방사성폐기물의 일괄 제염처리 시스템 및 이를 이용한 제염방법을 출원해 놓고 있다.

이러한 연구개발 노력을 인정받아 지난 2003년 대한민국 벤처창업대전에서 일반부문 동상을 수상한 바 있다.

NEP인증을 받은 ‘중성염 전해제염 기술을 이용한 제염폐기물 저감장캄는 표면이 오염된 방사성 금속폐기물을 제염, 영구처분 할 폐기물의 양을 최소화 할 수 있는 동시에 제염된 금속을 다시 자원으로 활용할 수 있으며, 전해액으로부터 오염물질을 분리, 이를 전해액으로 재사용할 수 있어, 2차 폐기물을 발생하지 않는다.

즉, 전해제염 후 방사성 물질은 전해액내에서 금속수화물의 형태로 침전되는데, 이를 원심분리해 전해액으로부터 완전 분리해 폐기물로 처리하고, 전해액은 별도의 열분해, 중화, 산화 환원공정없이 물리적 분리공정을 통해 전략을 재사용하는 것이다.

한편, 신재생에너지 분야 공략을 위해 개발한 ‘공기열원 수축열 히트펌프 시스템’은 한 대의 장비로 냉방과 난방 또는 급탕이 가능하며, 개개의 모듈로 구성돼 용량을 확대할 경우 조합이 용이한 멀티시스템으로 구성돼 있다. 또 냉방시 냉각탑, 냉각수펌프 및 냉각수용 배관이 필요 없고, 원격제어기로 용량 조절이 가능한 방식이다.

현재 국내 금속장치 제염 분야는 3파전 양상이다. 하나원자력이 전해제염 방식을 이용한 원스톱 제염 방식을 연구개발하고 있고, 액트에서 플라즈마를 이용한 방식과 자기장을 이용한 제염방식을 개발중이다. 또 일진원자력엔지니어링이 초음파를 이용한 제염방식을 개발중이다.

▲ 하나원자력이 개발한 중성염 전해제염 장치

임 전무는 “수명연장을 위해서는 전 계통 및 주요부품에 대한 제염은 반드시 수행되어야 하는 필수기술로서 우선적으로 확보해야 하는 주요 기술 중의 하나”라며 “환경 친화적인 접근 방식을 지니고 있는 제안된 중성염을 이용한 제염 신기술이 확보된다면 방사성 폐기물 처리에 대한 국민의 거부감을 불식시키고 우리의 높은 원자력기술 수준도 인식시킬 수 있어 원자력산업 전반에 대한 신뢰를 높일 수 있을 것”이라고 강조했다.