우원식,'경주방폐장 설계결함 등 총체적 부실로, 방사성폐기물 보관 구조물 붕괴 우려!

2012년 국정감사 보도자료8(10.7)

경주방폐장 설계결함 등 총체적 부실로 방사성폐기물

보관 구조물(사일로) 붕괴 우려!

우원식 민주통합당(서울 노원을)

◌ 2005년 11월 주민투표에서 89.5%라는 높은 찬성률을 얻어 경주시 양북면에 유치된 경주 중저준위 방사성폐기물 처분시설(이하 경주방폐장)의 안정성 논란은 2009년 예정된 공사 기간을 2년 연장하면서부터 시작되었음.

  ◌ 당시 과도한 지하수 유출, 불리한 지반조건 등 다양한 문제제기가 있었으나, 사업자인 한국방사성폐기관리공단과 기술규제기관인 한국원자력안전기술원은 기술적으로 충분히 안정성을 확보할 수 있다고 주장함.

  ◌ 하지만 우원식 의원실에서 경주방폐장 관련해서 방사성환경영향평가서 등 정부제출자료를 분석한 결과,

 1) 터널 설계를 재검토 한 결과 결정적인 설계오류가 발견되었고, 이로인해 방사성폐기물을 보관하는 사일로 구조물이 붕괴 될 수도 있는 구조적 결함!

2)‘암반등급 조작’, ‘예측치의 16배가 넘는 과다한 지하수유출’, 이로인해 ‘공사비도 5000억원으로 2배 이상 증가’ 등 경주방폐장 부지 선정 과정 총체적 부실!

3) 불량한 지반을 고려하지 않은 애초‘폐쇄 후 방사성 핵종유출 시나리오’의 오류로 인해 경주방폐장 부지 반경 10km이내 200개의 우물 사용 중, 기준치 이상의 방사성으로 오염될 우려마저 제기되고 있음.

 

□ 경주방폐장 붕괴할 수 있는 심각한 구조적 설계결함 확인!

- 잘못된 지하수 설계조건 적용, 방사성 폐기물 보관 구조물 설계오류로 폐쇄 후 지하수 과다하중으로(100ton, 50층 건물 높이의 무게) 방사성폐기물 보관 구조물 붕괴 가능!

◌ 현재 경주방폐장은 운영 중 방사능폐기물 사일로 내부로 유입되는 지하수를 펌프를 이용해 외부로 배출 시키는 배수터널의 설계개념을 적용하여 정수압이 작용하지 않는 조건으로 라이닝을 설계하였음. 완공 후 사일로에 폐기물이 가득 차면 내부의 빈 공간을 쇄석으로 채우고, 입구를 콘크리트로 막아 영구 폐쇄 할 예정임.

◌ 영구 폐쇄 후 더 이상 유입되는 지하수를 외부로 배출하지 않아 지반의 지하수위는 원상태로 회복하게 되며, 사일로 내부로 침투하는 지하수의 속도보다 지반의 지하수위 회복 속도가 더 빨라 라이닝에 작용하는 정수압은 비배수상태의 조건으로 변하게 됨.

◌ 우원식 의원실에서 사일로 구조물 주변의 원상태 지하수위 검토결과, 사일로 구조물 상부로부터 최소 100m 이상 높은 것으로 분석되, 사일로에 작용하는 정수압은 단위면적당 대략 100ton/㎡이 작용하며, 이는 50층 건물 높이의 무게로 누르는 것과 비슷함.

◌ 즉, 현재 설계된 사일로 라이닝으로는 폐쇄 후 작용하는 정수압을 견딜 수 없으며, 균열이 발생하고 심각할 경우 붕괴 되어 지하수 유동에 의한 방사성 핵종의 유출을 막을 수 없음.

                                                      <단계별 지하수 하중조건>

 

※ 참고 : 현행 터널 구조물 설계에는 유입되는 지하수를 어떻게 처리할 것인가에 대해 1)배수터널 방식 2)비배수터널 방식으로 크게 두 가지의 설계 개념이 있음.

1) 배수 터널 : 유입되는 지하수를 한곳으로 모아 펌프를 이용해 외부로 배출하는 방식으로 터널 구조물(사일로 라이닝)에 작용하는 지하수에 의한 하중(정수압)을 고려하지 않고 설계하는 방식으로 대부분의 터널 설계에 적용하고 있음. (현재 경주방폐장의 설계 개념) 2) 비배수 터널 : 터널 전면을 완벽하게 방수 처리하여 지하수 유입을 차단하는 방식으로 터널 구조물(사일로 라이닝)에 작용하는 지하수에 의한 하중(정수압)을 고려하는 방식이지만 완벽한 시공이 어렵고 대단면의 경우 적용하기 어려움 방식으로 일부 터널에만 적용하고 있음.

<배수조건에 따른 터널비교>

구분	배수공법	비배수공법(완전방수공법)
형식	방수포를 천정부와 측벽부에 설치하고 유입수를 터널내부로 유도하여 배수처리	터널 전단면에 방수포에 의한 차수층을 설치하여 지하수의 유입을 완전차단
장점	라이닝의 수압을 고려하지 않으므로 구조적으로 얇은 무근콘크리트 라이닝도 가능하다. 특수 대단면의 시공이 가능하다. 누수시 보수가 용이하다. 시공비가 적게 든다.	유지비가 적게 든다. 터널 내부가 청결하며 관리가 용이하다. 지하수위의 변화가 없으므로 주변환경에 영향을 미치지 않는다.
단점	자연배수가 불가능한 경우에 유지비가 많이 든다. 지하수위의 지하로 주변지반침하와 지하수 이용에 문제가 생길 수 있다. 배수기능저하로 수압발생 가능	시공비가 많이 든다. 또한 완전한 시공이 어렵다. 특수 대단면에서는 단면이 커서 적용하기 어렵다. 누수가 발생하면 보수비가 많이 들고 완전보수가 어렵다. 라이닝의 두께가 커지고 철근이 요구된다.

※자료출처 : 우원식의원실

□ 경주방폐장 부지 선정의 총체적 부실!

- 부지 암반등급 선정 평가 기준 완화해 불량한 암반을 양호한 암반으로 조작!

- 굴착중 일일 최대 지하수 유입량 예측치인 400톤의 16배인 6400톤까지 유입!

- 불량한 암반과 과도한 지하수 유출로 주설비공사비 당초 2500억원에서 5000억원으로 2배 이상 증가!

1) 부지 암반등급 선정 평가 기준 완화해 불량한 암반을 양호한 암반으로 조작!

◌ 경주방폐장 건설공사에 적용한 암반등급 평가기준은 Q-system에 따른 5등급 분류법을 적용하였음.

◌ 터널설계에서 세계적으로 적용되는 방법인 Q-system 암반평가 방법은 노르웨이 지반공학연구소(NGI, Norwegian Geotechnical Institute)에서 이미 건설된 200여개의 터널에 대한 조사 및 사례연구를 통해 개발한 방법으로, 암반상태에 대한 6가지의 평가요소를 정량적으로 평가해 산정된 Q값을 이용하여 9단계로 분류하는 방법임.

◌ 우원식 의원실에서 경주방폐장 건설‧운영 허가 제출서류로 방폐장 설계도서인‘중‧저준위 방사성폐기물처분시설 안전성분석보고서(SAR)’를 검토한 결과, 한국도로공사의 설계기준인 ‘도로설계편람 터널편(이하 도로설계편람)’의 기준보다 완화된 평가기준을 적용, 방폐장 부지의 암반상태를 양호한 것으로 조작한 것으로 밝혀짐.

◌ 도로설계편람 기준을 적용할 경우 현재 방사성폐기물을 보관하는 1, 2번 사일로의 암반은 71%가 5등급이며 건설동굴과 운영동굴은 모두 5등급 암반으로 평가 됨.

- 경주방폐장 설계적용기준에 따르면, Q값이 0.1~1사이의 값을 4등급으로, 0.1이하를 5등급으로 분류하였지만, 도로설계편람 기준을 적용하면 모두 5등급 암반상태로 평가됨.

- 5등급 암반상태는 “풍화작용이 심하고 일부가 토괴화된 상태이며 매우 쉽게 부서지고 쉽게 뜯어낼 수 있는 암질”로 평가하여 암반상태를 풍화암(토)로 구분하고 암반이 아닌 토사처럼 취급하고 있음.

- 또한 안정성보고서에서 4등급으로 평가한 Q값 1이하의 암반에 원래 Q-system 9등급 암반평가 기준을 적용할 경우 매우나쁜(Very Poor)상태로 평가 되지만 방폐장 적용 기준에서는 나쁜(Poor)상태로 평가하고 있음.

<각 기준별 Q값에 따른 암반평가 현황>

Q값	Q-system(original)		방폐장 적용기준		도로설계편람
	암반등급	암반상태	암반등급	암반상태	암반등급	암종
400-1000	1	Exceptionally Good	1	Very Good	1	경암
100-400	2	Extremely Good
40-100	3	Very Good
10-40	4	Good	2	Good	2	보통암
4-10	5	Fair			3	연암
1-4	6	Poor	3	Fair	4	풍화암
0.1-1	7	Very Poor	4	Poor	5	풍화암 (토)
0.1-0.01	8	Extremely Poor	5	Very Poor
0.01-0.001	9	Exceptionally Poor

                            <도로설계편람을 적용할 경우 방폐장 부지 암반상태>

구분		암반등급별 분포
		방폐장 적용기준		도로설계편람
사 일 로	1, 2	3등급	29%	4등급	29%
		4등급	58%	5등급	71%
		5등급	13%
	3,4,5,6	2등급	33%	2,3등급	33%
		3등급	57%	4등급	57%
		4등급	10%	5등급	10%
운영동굴		4등급	55%	5등급	100%
		5등급	45%
건설동굴		4등급	70%	5등급	100%
		5등급	30%

※자료출처 : 중‧저준위 방사성폐기물 처분시설 공기연장 관련 안전성 검토결과(2012.4.10.,KINS) 재가공

<종합적인 지반분류 기준(한국도로공사)> 편집

등급	지반분류		Q값
	암반	특징
1	경암	안정성이 있고 풍화, 변질 및 물리적, 화학적 영향을 거의 받지 않은 신선한 대괴상의 암질	40이상
2	보통암	균열 및 편리가 다소 발달되어 있으며 일반적으로 절리가 존재하는 층상의 암질	40~10
3	연암	층리, 절리, 및 편리 등이 매우 발달된 상태이며 파쇄대가 존재하는 소괴상의 암질	10~4
4	풍화암	물리적, 화학적으로 파쇄대가 매우 발달되고 절리가 불규칙적으로 발달된 파쇄상의 풍화된 암질	4~1
5	풍화암(토)	풍화작용이 심하고 일부가 토괴화된 상태이며 매우 쉽게 부서지고 쉽게 뜯어낼 수 있는 암질	1이하

2) 굴착중 일일 최대 지하수 유입량 예측치인 400톤의 16배인 6400톤까지 유입!

◌ 방폐장 부지의 불량한 암반조건으로 인해 당초 예측한 처분시설 굴착 공사중 지하수 유입량은 건설‧운영동굴 일일 323ton(=㎥/day), 사일로의 경우 일일 48.7 ~ 62.1ton로 예측하였으나,

◌ 굴착공사 직후(09.02)부터 지하수 유입량은 예측치를 넘어서는 일일 1,000 ton에 달했으며, 이후 굴착공사가 진행되면서 지하수 유출량은 계속 증가하는 추세였으며‘11.04.18일의 경우 일일 6,482ton의 지하수가 유출됨.

◌ 현재 경주방폐장 부지의 상태는 「중‧저준위 방사성폐기물 처분시설의 위치에 관한 기술기준 (원자력안전위원회 고시 제2012-50호)」에서 제시한‘균질하고 강도가 큰 기반암의 지질조건과 처분장 주변의 지하수 유동 및 유속이 작아야한다는 조건에 부합할 수 없는 상태’임.

3) 불량한 암반과 과도한 지하수 유출로 주설비공사비 당초 2500억원에서 5000억원으로 2배 이상 증가!

◌ 불량한 암반조건과 과다한 지하수 유입으로 인해 ‘07.6.12일 시공사와 주설비공사 최초계약 당시 공사비 2,584억원에서 부지조건이 나빠짐에 따라 공사비는 계속 증가해 현재 11차 변경계약(12.08.03) 금액은 4,696억원으로 증가함. 현재 12차 변경계약을 추진 중에 있으며 공사비는 5,000억원을 훌쩍 넘어서 당초 공사비보다 2배 이상 투입될 것으로 예측 됨.

◌ 또한, 추가로 건설될 2단계 처분시설의 경우 불량한 지반조건으로 인해 동굴처분시설이 아닌 천층처분시설로 변경 고려하고 있어, 더 이상 동굴처분방식을 적용하기 어려움을 인정하고 있음.

 

□ 경주방폐장 부지 반경 10km이내 200개의 우물 사용 중, 기준치 이상의 방사성으로 오염될 우려 있어!

- 불량한 지반으로 인해 지하수의 흐름 방향을 정확히 파악하기 힘들어 폐쇄 후 방사성 핵종유출 어디로 유출 될지 예측 어려워!

◌ 불량한 암반조건과 파쇄대가 발달한 부지지반 특성과 많은 지하수량에 따라 방폐장 폐쇄 후 방사성폐기물 보관 구조물 내부에 물이 차오르고, 파쇄대를 통한 지하수의 흐름이 발생하여 방사선 핵종이 외부로 유출될 가능성 높음.

◌ 이러한 상황을 가정하여 건설‧운영 허가시 방사성핵종 유출 시나리오 제출하도록 되어있는데, 원자력 당국은 방사성 유출 정상시나리오(BS-1)에 따라 폐쇄 후 방사성 유출량은 0.0037mSv/yr로 기준치 0.1mSv/yr 보다 훨씬 적다고 주장

※정상시나리오(BS-1) ‘양호한 지반조건 상태’에서 사일로 구조물의 열화를 통해 사일로 내부로 지하수가 유입되고 유입된 지하수가 방사성 물질을 바다로 유출시켜 바다에 희석되고, 방사성 물질에 오염된 물고기를 사람이 잡아먹을 경우의 시나리오임.

◌ 정상시나리오(BS-1)의 해석조건에는 건전한 사일로와 양호한 암반조건 등으로 인해 지하수의 유출 속도가 지연되고, 유출되는 방사성핵종이 양호한 암반지반에 흡착되어 방사선 유출량이 감소하는 것으로 계산한 값임.

◌ 하지만, 정상시나리오로 예측된 방사성핵종 유출량은 설계결함과 불량한 지반조건으로 인해 다음과 같은 문제가 있음.

1) 폐쇄 후 방사성폐기물 보관 구조물(사일로)은 정수압에 의해 파괴되어 사일로의 지연 효과는 상실됨.

2) 암반에 의한 지연 효과 및 흡착효과는 파쇄대(단열대) 암반지반의 지하수 흐름 특성에 따라 대부분의 지하수는 파쇄대를 통해 흐르고, 안전성 분석보고서(SAR)에 따르면 그 속도는 최소 4.75 x 10-6m/s에서 최대 2.58 x 10-4m/s

    로 1년에 0.081km ~ 15km를 흐러 갈 정도로 빠름

3) 방사선환경영향평가서에 따르면 방폐장 부지에서 수행한 지하수 추적자시험 결과 추적물질이 소산되어 확인이 안 되는 등 파쇄대가 매우 발달해 있으며, 파쇄대의 전체 현황을 파악하는 것은 불가능함. 즉 지하수의 흐름방향을 정확히 예측할 수 없음.

 ◌ 따라서 유출된 지하수가 바다로만 흘러가는 것이 아니라 인근 농경지 등으로도 충분히 흘러갈 수 있음.

- 방사선환경영향평가서에 따르면 우물로 인한 방사성 핵종유출 시나리오는(HS-3) 연간 피폭량이 0.95mSv/yr로 기준치인 0.1mSv/yr 보다 10배 가량 높은 수준임.

- 방사선환경영향평가서에 따르면 부지 반경 10km 이내 관정(우물)은 200여개가 있으며, 대부분의 관정이 사일로의 깊이 보다 더 깊은 곳에서 지하수를 끌어올리고 있어, 유출된 지하수가 우물을 오염시키고 그 물을 사용하는 시나리오가 충분히 가능함.

<폐쇄로 인한 환경영향 평가 결과 및 규제 기준과의 비교>

폐쇄 후 안전성평가 시나리오	평가 결과
	개인 최대 피폭선량 (mSV/yr)	규제치 (mSV/yr 또는 1/yr)
◦ 정상시나리오 - BS-1 정상시나리오 - BS-2 정상시나리오	3.74 x 10-3 5.38 x 10-5	1.00 x 10-1
◦ 인간침입시나리오 - HS-1 - HS-2 - HS-3 1) 양수정 1 2) 양수정 2	1.14 x 10-4 7.82 x 10-2   9.50 x 10-1 8.54 x 10-1	1.00 x 10-0

 

[국감보도자료 #8] 우원식 의원_경주방폐장 총체적 부실로 붕괴우려.hwp