원자력안전위원회(위원장 엄재식, 이하 ‘원안위’)는 지난 1월 21일부터 실시한 「한국원자력연구원(원장 박원석, 이하 ‘KAERI’) 자연증발시설 방사성물질 방출사건」에 대한 조사를 마무리하고, 그 결과를 20일(금) 해당시설의 지정권자인 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)와 KAERI 측에 통보하고 후속조치를 요청하였습니다.

 자연증발시설은 원자력안전법 제35조제2항에 따라 舊)과기처가 사용후핵연료처리사업으로 승인(’89)한 시설로서 과기정통부가 동법 제36조제1항 등에 따라 행정처분을 검토하여 조치할 계획이며, KAERI는 안전성 강화대책의 세부이행계획을 수립하여 원안위에 보고할 예정입니다.

 원안위가 한국원자력안전기술원(원장 손재영, 이하 ‘KINS') 조사팀을 현장에 파견하여 인허가 단계부터 최근까지 검사기록, 시설운영 기록, 방사선환경 조사기록, CCTV 영상, 재현실험 등을 활용하여 조사한 결과를 종합하면 아래와 같습니다.

【방사성물질 방출원인】

 자연증발시설에서 방사성물질이 방출된 근본원인은 시설의 배수시설이 과기정통부로부터 승인받은 설계와 다르게 설치·운영 되어왔기 때문입니다.

 자연증발시설은 극저준위 액체 방사성폐기물(185 Bq/ℓ 이하)을 지하저장조(860,000 ℓ)에 이송받아 이를 끌어올려 3층의 공급탱크에서 2층에 길게 늘어뜨린 증발천에 흘려보내 태양광에 의해 자연증발 시키고 남은 방폐물을 다시 지하저장조로 보내는 폐순환 구조로 설계하여 승인을 받았으나 실제 현장에는 인허가 받은 설계에는 없는, 지하에 외부배관으로 연결된 바닥배수탱크(600 ℓ)가 설치되었으며 1층의 일부 배수구가 바닥배수탱크로 연결된 상태로 건설 및 사용(‘90년 8월)되어 매년 4월 ~ 11월 경 운영되어 왔습니다.

 그간 운전자들은 지하저장조(860,000ℓ) 외에 바닥배수탱크(600ℓ)가 별도로 설치된 상황을 몰랐고, 1층의 모든 배수구는 지하저장조와 연결되어 폐순환되고 있는 것으로 인지하고 있었습니다.

【방출량조사결과】

 CCTV 영상과 재현실험 등을 통해 방출량을 조사한 결과, '19.9.26일 필터 교체후 밸브를 과도하게 개방한 상태에서 미숙한 운전으로 2층 집수로에서 넘침이 발생하는 과정에서 약 510 ℓ의 액체 방폐물이 외부로 누출된 것으로 조사되었습니다.

 또한 매년 11월경 시설 가동후 동절기 동파방지를 위해 운영을 중단하고 모든 액체 방폐물을 지하저장조로 회수하는 과정에서 필터하단 배수구로 일부 방폐물(연간 470~480 ℓ)이 바닥배수탱크로 유입되어 외부로 누출되었음을 확인하였습니다.

▲ ※ 정상운전 경로 : ①→②→③→④→⑤→⑥→⑦ 순환, 중간저장조 수위 저하시 지하저장조에서 보충하고, 매년 운영종료시 지하저장조로 잔여 액체방폐물 회수

【방사성물질 방출로 인한 외부 환경영향 분석】

 매년 정기적으로 KAERI와 KINS가 각각 독립적으로 측정한 방사선환경조사 기록을 검토한 결과 그간 매년 11월경 방사성물질이 방출되었음에도 하천수에는 모두 최소검출농도 미만으로 확인되었고  KAERI 정문앞 하천토양 방사능 농도는 ‘19년 4분기에 확인된 25.5 Bq/kg 이라는 특이값 외에는 특이사항을 보이지 않았으므로 외부로 미친 영향은 미미한 것으로 판단하였습니다.

 KINS 조사팀은 그동안 분기별 KAERI 주변 방사선환경조사에서 특이사항이 없었던 이유가 세슘-137 등이 토양 등에 잘 흡착되는 특성에 따라, 자연증발시설에서 방출된 후 KAERI 부지내 우수관, 10개의 맨홀 등을 거쳐 정문앞 덕진천까지 약 1.5 km를 흐르는 동안 KAERI 부지 내 토양에 흡착되어 덕진천 등 하천수 및 하천토양에서 거의 검출되지 않은 것을 확인하였습니다.

 다만, '19.9.26일 운전 미숙으로 방출(510 ℓ)후 측정된 ‘19년 4분기 측정에서 특이값을 보인 이유는 ’19년 10~11월 사이 강수량(200 mm)이 많아 일부 방사성물질이 부지 외부로 흘러나간 것으로 판단하였습니다.

※ 과거 30년간 11월경 방출(470∼480 ℓ) 이후 12월의 강수량은 평균 30 mm

 방출된 세슘-137 등 방사성물질은 대부분 연구원내 우수관 표면, 맨홀 토사 등에 흡착되어 존재할 것으로 추정되나, 방사성물질이 전량 외부환경으로 방출되었다는 가정 하에 연간피폭선량을 평가해 본 결과

① ‘19년 방출량을 기준으로 하면 3.24×10-7 ~ 4.25×10-5 mSv
② 30년간 방출량을 한 번에 방출한 것으로 가정했을 때는 2.08×10-6 ~ 2.72×10-4 mSv

로서 일반인 선량한도(1 mSv)의 약 3백만분의 1에서 3,700분의 1 수준으로 나타났습니다.

 원안위는 동 사건의 근본원인을 KAERI가 사업자로서 원자력안전에 대한 일차적 책임을 다하기 위한 전사적 관리체계와 설계기반 형상관리 미흡, 수동식 운영체계, 안전의식 결여로 분석하고

 KAERI의 1백여 개 원자력 및 방사선이용시설의 인허가 사항 및 시공도면과 현재 시설 상태간 차이가 없는지 전면조사를 실시하고, 연구원내 환경방사선(능) 조사지점 확대와 방폐물 관련 시설의 운영시스템 등을 최신화할 것과

 안전관리 조직의 총괄기능 강화와 외부기관이 주관하는 안전문화 점검을 실시하는 등 KAERI 시설 안전강화 종합대책의 세부이행 계획을 수립하여 차기 원자력안전위원회에 보고토록 조치하였습니다.

 또한, 원안위는 자연증발시설 등 핵연료주기시설에 대한 정기검사 횟수를 두 배로 확대하고, KAERI에 대한 현장 상시점검을 위한 전담조직 설치와 핵연료주기시설에 대한 원안위의 안전규제 책임을 강화하는 방향으로 제도개선을 추진할 계획입니다.

 <참조, 위 그림설명>
◈ 자연증발시설에서 ‘19.9.26일 집수로 넘침, 필터 교체로 인한 방출 외 30년간 운전종료시마다 바닥배수탱크를 통해 지속적으로 방폐물이 방출되었음을 확인
◦ (유출경로①) ‘19.9.26일 증발천으로 액체 방폐물이 제대로 공급되지 않아 필터를 교체한 후, 공급밸브가 과도하게 개방된 상태에서 가동하여 2층 집수로에서 오염수가 넘침
- 넘친 오염수가 1층 준비실 배수구를 통해 지하 바닥배수탱크로 유입되어 외부로 유출 (약 170 ℓ)
◦ (유출경로②) ‘19.9.26일 가동 중 필터교체 과정에서 필터뱅크 하단 배수관을 통해 지하 바닥배수탱크로 유입되어 외부로 유출 (약 340 ℓ)
◦ (유출경로③) ‘90년 이후 매년 가동(4~11월) 후 동절기 운전종료 시 액체 방폐물을 지하 저장조로 회수하는 과정에서 필터뱅크 하단 배수구로 유출 (약 470 ℓ)
- 주기적으로 운전종료 중 필터교체 과정에서 유출 (약 10 ℓ, 운영기록상 최소 20회 교체)
※ 운영절차서상 동절기 운전종료시 시설내 액체 방폐물을 모두 지하저장조로 이동하여 저장하도록 되어있으나, 운전자들은 필터 하부 배수구가 지하저장조와 연결되어 배수구로 배수되면 지하저장조로 저장된다고 인지

☞ ‘19.9.26일 집수로 넘침과 가동 중 필터교체로 약 510 ℓ가 방출 되었으며, ’90년 이후 매년 동절기(11월경) 운전종료 시 약 470~480 ℓ 방출

 

▲ 시설 설치승인 당시 자연증발시설 지하층 도면

▲ 건설 당시 자연증발시설 지하층 시공 도면