핵플라스크

Nuclear flask
브리스톨에 핵폐기물 플라스크가 들어 있는 운송용 선실이 있는 왜건

핵플라스크는 핵발전소와 사용후 핵연료 재처리시설 간 활성핵물질 운송에 사용되는 선적용기다.

각 운송 컨테이너는 정상적인 운송 조건과 가상의 사고 조건 동안 무결성을 유지하도록 설계된다. 충격이나 화재 등 외부로부터 피해를 입지 않도록 내용물을 보호해야 한다. 또한 물리적 누출과 방사선 차폐를 위해 누출로 인한 내용물을 포함해야 한다.

철도 차량에 장착된 일반적인 SNF 운송용 통

사용후핵연료 운송통은 원자력발전소와 연구용 원자로에서 사용되는 사용후핵연료를[1] COGEMA 라 헤이그(La Hague) 부지의 핵재처리센터와 같은 폐기장으로 운송하는 데 사용된다.

국제

영국

영국 셀라필드 핵 사용후 핵연료 재처리시설 인근 핵플라스크열차

철도로 운반되는 플라스크는 영국의 원자력발전소와 셀라필드 사용후핵연료 재처리시설에서 사용후연료를 운송하는 데 사용된다. 각 플라스크의 무게는 50톤 이상이며 운송수단은 보통 2.5톤 이하의 사용후핵연료다.[2]

지난 35년간 영국 핵연료(BNFL)와 자회사인 PNTL은 전세계적으로 1만4,000건 이상의 SNF를 운송해 왔으며, 방사선 방출 없이 도로, 철도, 바다를 통해 1600만 마일에 걸쳐 9,000톤 이상의 SNF를 운송했다. BNFL은 약 170개의 Affelox 설계의 캐스를 설계, 허가 및 소유하고 현재 운영 중이다.[citation needed] BNFL은 영국, 유럽 대륙, 일본을 위해 재처리를 위해 SNF를 선적하기 위해 수송용 통을 정비해 왔다.

영국에서는 일련의 공개 데모가 진행되었는데[citation needed], 사용후 연료 플라스크(철근을 적재한)는 모의 사고 조건의 적용을 받았다. 생산라인에서 무작위로 선택한 플라스크(사용후 핵연료 보유에는 절대 사용되지 않음)가 탑에서 먼저 떨어졌다. 플라스크는 가장 약한 부분이 먼저 땅에 부딪힐 정도로 떨어뜨렸다. 플라스크 뚜껑은 약간 손상되었지만 플라스크에서 빠져나온 물질은 거의 없었다. 플라스크에서 약간의 물이 빠져나갔지만 이 물과 관련된 방사능의 유출이 인간이나 환경에 위협이 되지 않을 것이라는 것이 실제 사고에서 생각되었다.

두 번째 시험의 경우, 같은 플라스크에 강철봉과 물이 채워진 새 뚜껑이 장착되었고, 열차를 고속으로 그 안으로 몰기 전에 다시 물이 채워졌다. 그 플라스크는 열차가 파괴되는 동안 외관상만 손상되어도 살아남았다. 비록 시험이라고 일컬어지지만, 충돌로 인한 많은 에너지가 열차에 흡수되고 플라스크를 어느 정도 거리를 이동하기 때문에 플라스크가 실제로 받은 스트레스는 그들이 견딜 수 있도록 설계된 것보다 훨씬 낮았다. 이 플라스크는 Heysham 1 발전소의 훈련 센터에 전시되어 있다.

설명

1960년대 초에 도입된 Magnox 플라스크는 4개의 층으로 구성되어 있다. 내부 스킵, 스킵을 둘러싼 가이드 및 보호기, 플라스크 자체의 370 밀리미터 두께(15인치) 강철 본체 내에 포함된 모든 것, 그리고 (90년대 초반부터) 여분의 냉각 지느러미를 제공하는 패널 수송용 오두막이다.황실 주택 이후 발전된 가스 냉각 원자로 발전소의 폐기물에 대한 플레스크는 유사하지만 두께가 90밀리미터(3.5인치)인 더 얇은 강철 주벽을 가지고 있어 광범위한 내부 리드 차폐 공간을 확보할 수 있다. 플라스크는 볼트 해스로 보호되어 있어 운반 중에 콘텐츠에 접근할 수 없다.[3]

운송

모든 플라스크는 직접 철도 서비스의 소유주인 원자력 폐로국이 소유하고 있다. 플라스크를 운반하는 열차는 등급 20 또는 등급 37 중 두 기관차에 의해 운반되지만 등급 66과 등급 68 기관차가 점점 더 많이 사용되고 있다. 기관차는 경로 중에 고장날 경우를 대비하여 예방 차원에서 쌍으로 사용된다. 그린피스는 보건안전관리국(Health and Safety Executive Executive)의 많은 테스트가 플라스크가 지나가는 동안 승객들이 플랫폼에 서 있는 것이 안전하다는 것을 증명했지만, 철도 수송의 플라스크가 플랫폼에 서 있는 승객들에게 위험을 초래한다고 항의했다.[4]

안전

1980년대 Old Dalby Test Track은 가장 취약한 위치에서 플라스크에 대한 시험이다. 비디오 영상은 다양한 호스팅 서비스에서 이용할 수 있다.[5]

플라스크의 충돌성은 영국 레일 등급 46 기관차가 시속 100마일(160km/h)의 속도로 탈선된 플라스크(방사성 물질 대신 물과 강철봉을 포함)로 강제 운전되었을 때 공개적으로 입증되었다. 플라스크는 무결성을 훼손하지 않고 표면적인 손상을 최소화하면서도 평평한 바닥은 두 부분으로 되어 있다.그것을 운반하는 데 고뇌했고 기관차는 거의 파괴되었다.[5] 또한 플라스크를 800 °C(1,470 °F) 이상의 온도로 가열하여 화재 시 안전성을 입증하였다.[citation needed] 그러나 비평가들은[who?] 이 실험이 여러 가지 이유로 결함이 있다고 생각한다. 열 테스트는 이론적으로 최악의 경우 터널 화재보다 상당히 낮다고 주장되며,[citation needed] 오늘날 최악의 경우 충돌 속도는 시속 170마일(시속 270km) 정도일 것이다.[citation needed] 그럼에도 불구하고 탈선, 충돌, 심지어 열차에서 도로로 이동하는 동안 플라스크가 떨어지는 등 플라스크와 관련된 사고가 여러 번 발생했는데, 누출은 발생하지 않았다.[citation needed]

페인트에 흡수된 소량의 방사성 물질이 표면으로 이동하면서 오염 위험을 일으키는 플라스크 '스위트' 문제가 발견됐다. 연구[6][7] 결과 영국 플라스크의 10~15%가 이 문제를 겪고 있는 것으로 확인됐지만, 국제적으로 권장되는 안전 한도를 초과하는 것은 없었다. 유럽 본토에서 유사한 플라스크가 시험 중 오염 한계를 약간 초과하는 것으로 밝혀졌으며, 추가 모니터링 절차가 시행되었다. 위험을 줄이기 위해 현재의 영국 플라스크 왜건에는 잠금식 덮개가 장착되어 표면 오염이 용기 내에 남아 있는지 확인하고, 모든 컨테이너는 선적 전에 시험하며, 안전 수준을 초과하는 컨테이너는 제한치 이내로 세척한다.[citation needed] 2001년 보고서는 잠재적 위험과 안전을 보장하기 위해 취해야 할 조치를 식별했다.[8]

미국

트럭에 장착되는 일반적인 소형 SNF 배송 통
Nevada National Security Site의 핵폐기물 컨테이너가 공공도로로 운송됨

미국에서는 각 통의 설계 수용성이 연방규제법 제10편 제71부에 대해 판단된다(러시아를 제외한 다른 국가의 운송통들은 유사한 표준에 따라 설계되고 시험된다). (국제원자력기구 "방사성물질의 안전한 운송을 위한 규정" No. TS-R)-1)). 설계는 다음 네 가지 가상 사고 조건 모두에서 환경에 방사선을 방출하지 않도록 (아마도 컴퓨터 모델링에 의해) 보호해야 하며, 모든 사고의 99%를 포함하도록 설계되어야 한다.

  • 9미터(30피트) 자유 낙하 불변 표면 위로 추락
  • 컨테이너가 직경 15cm(약 6인치)의 강철봉에 1m(약 39인치) 자유 낙하할 수 있는 펑크 시험
  • 섭씨 800도(화씨 1475도)에서 30분 동안 발생한 전황화.
  • 0.9m(3ft)의 물 아래에서 8시간 동안 침수
  • 또한, 손상되지 않은 포장은 200m(655ft)의 물 아래에서 1시간 동안 침수되어야 한다.

또한 1975년과 1977년 사이에 샌디아 국립연구소는 사용후 핵연료 수송용 통에 대한 전면적인 충돌실험을 실시했다.[9][10] 비록 통이 파손되었지만, 어느 것도 새지 않았을 것이다.[11]

미국 교통부(DOT)가 미국 내 방사성물질의 안전한 운송을 규제하는 1차적 책임을 지지만, 원자력규제위원회(NRC)는 사용후연료 수송에 관여하는 면허인과 운송업자에게 다음과 같은 조치를 취할 것을 요구하고 있다.

  • 승인된 경로만 따르십시오.
  • 인구 밀도가 높은 지역에 무장 호위함 제공.
  • 고정 장치 사용;
  • 모니터링 및 중복 커뮤니케이션 제공;
  • 발송 전에 법 집행 기관과 조정
  • 선적이 통과될 NRC와 주 당국에 미리 통지한다.

1965년 이후 약 3,000척의 사용후핵연료가 미국의 고속도로, 수로, 철도를 통해 안전하게 운송되었다.

볼티모어 열차 터널 화재

주요 기사: 하워드 스트리트 터널 화재

2001년 7월 18일, 미국 메릴랜드 주 볼티모어 시내의 하워드 스트리트 철도 터널을 지나던 중 위험(비핵) 물질을 실은 화물 열차가 탈선하여 화재가 발생했다.[12] 불은 3일 동안 타올랐고, 최고 기온은 1000℃(1800℃)에 달했다.[13] 이 통들은 800°C(1475°F)에서 30분 동안 화재가 발생하도록 설계되었기 때문에 볼티모어와 유사한 화재에서 살아남을 수 없다는 여러 보고가 있었다. 그러나 핵 폐기물은 같은 열차나 선로에 있는 위험(가연성 또는 폭발성) 물질과 함께 운반되지 않을 것이다.[citation needed]

네바다 주의 주

미국 네바다주(州)는 2003년 2월 25일 '해운용 캐스크의 본격적 테스트를 위한 볼티모어 철도 터널 화재의 발화'라는 제목의 보고서를 발표했다. 이 보고서에서 그들은 볼티모어 화재에 근거한 가상의 사용후 핵연료 사고는 다음과 같이 말했다.[13]

  • "결합된 강철 납-강철 통은 6.3시간 후에 고장 났을 것이고, 단일 철통 통은 11-12.5시간 후에 고장 났을 것이다."
  • "오염 면적: 82km2(32평방마일)"
  • "잠정 암 사망자 : 50년 이상 (1년 동안 200~1400명) 4000~2만8000명"
  • "정리 비용: 137억 달러(2001년 달러)"

국립과학원

국립과학원은 네바다주의 요청에 따라 2003년 7월 25일 보고서를 작성했다. 이 보고서는 다음과 같은 결론을 내렸다.[14]

  • 극한의 화재 환경을 위해 HI-STAR 캐스크보다 3-D 모델(볼트, 씰 등)이 더 필요하다.
  • "안전과 위험 분석을 위해, 통은 물리적으로 파괴 테스트되어야 한다."
  • "NRC는 모든 열적 계산을 공개해야 한다. 홀텍은 독점적인 것으로 알려진 정보를 보류하고 있다."

NRC

미국 원자력규제위원회는 2006년 11월 보고서를 발표했다. 결론은 다음과 같다.[12]

또한 이 평가 결과는 볼티모어 터널 화재와 같은 심각한 터널 화재와 관련된 사용후연료를 운반하는 사용후핵연료(SNF) 입자나 핵분열생성물이 사용후연료 수송포장에서 방출되지 않을 것임을 강력히 시사한다. 볼티모어 터널 화재 시나리오(TN-68, HI-STAR 100, NAC LWT)에 대해 분석된 3가지 패키지 설계 중 연료 피복재의 파열을 초래하는 내부 온도를 경험한 것은 없었다. 따라서 방사성 물질(즉, SNF 입자 또는 핵분열 생성물)은 연료봉 내에 유지될 것이다.
내부 용접 캐니스터가 누출이 잘 되지 않기 때문에 HI-STAR 100에서 방출되지 않을 수 있다. 방출 가능성은 낮지만, TN-68 철도 패키지와 NAC LWT 트럭 패키지에 대해 계산된 잠재적 방출량은 두 패키지에서 CRUD의 방출량이 A2 수량보다 작다는 것을 나타낸다.

캐나다

그에 비해 캐나다에는 사용후 핵연료 수송이 제한되어 있다. 운송용 통은 트럭과 철도 운송을 위해 설계되었고 캐나다의 규제 기관인 캐나다 원자력 안전 위원회는 바지선 운송에도 사용될 수 있는 통에 대한 승인을 허가했다. 위원회의 규정은 사용후연료와 같은 핵물질의 위치, 경로, 선적 시기 등을 공개하는 것을 금지하고 있다.[15][specify]

국제해운운송

사용후핵연료가 함유된 핵플라스크는 재처리나 저장시설로의 이전을 목적으로 해상으로 운반되기도 한다. 이러한 화물을 수취하는 선박은 국제해사기구에 의해 INF-1, INF-2 또는 INF-3로 다양하게 분류된다. 이 코드는 1993년 자발적 제도로 도입돼 2001년 의무화됐다. "INF" 약어는 "플루토늄 및 고준위 폐기물" 화물도 분류 대상에 포함하지만 "무레이디드 핵연료"를 의미한다. 이러한 분류를 받기 위해서는 선박이 다양한 구조 및 안전 기준을 충족해야 한다.[16] 사용후핵연료 수송에 사용되는 선박은 일반적으로 용도에 따라 건조되며 일반적으로 핵연료 운반선이라고 불린다. 세계 함대에는 영국, 일본, 러시아 연방, 중국, 스웨덴의 국기 아래 있는 선박들이 포함되어 있다.

참고 항목

참조

  1. ^ "Package Types used for Transporting Radioactive Materials" (PDF). World Nuclear Transport Institute. Retrieved 2019-07-12.
  2. ^ 핵폐기물 열차 조사위원회: 런던(2001), 3.17(p.11)을 통과하는 열차에 의한 핵폐기물 수송에 대한 정밀조사
  3. ^ "Flask Specifications" (PDF). Greenpeace. Retrieved 22 February 2014.
  4. ^ "Question on Rail transport of radioactive materials - Hinkley Point". www.onr.org.uk. Retrieved 2017-05-11.
  5. ^ a b "Train test crash 1984 - nuclear flask test". September 8, 2008 – via YouTube.
  6. ^ 관할당국 1998년 10월 '핵연료 수송수단의 표면오염: 프랑스, 독일, 스위스, 영국의 관할당국 공통 보고서'
  7. ^ 교통부 장관: 1998년 6월 10일 의회 답변 (Hansard 참조)
  8. ^ 핵폐기물 열차 조사위원회: 2001년 10월 런던을 통과하는 열차에 의한 핵폐기물 수송에 대한 정밀조사
  9. ^ "Sandia's Full-Scale Crash Tests, 1975-1977". Sandia. Archived from the original on 2011-03-23. Retrieved 2019-07-11.
  10. ^ "Nuclear Waste Transportation - Crash Tests". www.nuclearfaq.ca.
  11. ^ "Sandia National Laboratories - News Releases". www.sandia.gov.
  12. ^ a b 볼티모어 터널 화재 시나리오(NUREG/CR-6866)에 대한 사용후 연료 수송 패키지 응답, 2006년 11월 미국 원자력 규제 위원회, 2007-6-8 검색
  13. ^ a b 2003년 2월 25일 볼티모어 철도터널 화재사고의 영향, 네바다주, 2007년 6월 8일 발견
  14. ^ 볼티모어 터널 화재, 2003년 7월 25일 네바다 주, 2007-6-8
  15. ^ 캐나다 원자력 안전 위원회
  16. ^ "The INF Code and purpose-built vessels" (PDF). World Nuclear Transport Institute. Retrieved 2020-12-20.

Public Domain 이 기사는 미국 정부 문서의 "볼티모어 터널 화재 시나리오(NUREG/CR-686)에 대한 연료 수송 패키지 응답"이라는 공공 도메인 자료를 통합했다.

외부 링크