원자력 발전소 폐기물 처리 뉴스 보셨나요?

원자력 발전소 폐기물 처리 뉴스 보셨나요?

 

 

어제저녁 뉴스에 우리나라 원자력 발전소 가동후 남은 핵 폐기물 처리 부지를 찾지 못해 기존 원전 부지 안에 폐기물 보관하는 계획을 확정해 원전이 자리 잡은 지역 단체에서 정부 방침에 반대한다는 뉴스 봤어요. 지금으로썬 원자력 발전소 폐기물 처리할 수 있는 다른 방법이 따로 없다고 하니 걱정이 돼서 오늘 포스팅을 시작해 봅니다.

 

 

 

 

 

 

 

■ 원자력 이란

: 원자 내부의 핵분열, 핵융합, 자연 방사능 붕괴 등의 핵반응에 의해 발생되는 에너지가 지속적인 연쇄반응을 일으켜 동력 자원으로 쓰일 때의 원자핵 에너지이다.

 

 

▶핵분열: 우라늄 235의 원자핵이 중성자를 흡수하면 2개의 다른 원자핵으로 분열하는데 원자핵은 전혀 다른 물질로 변화하면서 엄청난 열을 발생하게 된다.

 

 

▶핵융합: 1억℃ 이상의 고온에서 가벼운 원자핵이 융합하여 더 무거운 원자핵으로 되는 과정에 에너지를 만들어 내는 방법으로 이 과정을 이용하여 수소폭탄이 만들어졌으며 핵융합에는 막대한 열이 발생한다.

 

 

▶자연방사능: 원자핵이 자발적 붕괴에 의하여 방사선을 방출하는 성질이나 현상의 강도

 

 

▶원자핵 에너지: 원자핵 안에 위치한 입자의 위치 에너지로 폭탄이나 원자로 분열 융합에 의한 연쇄반응 과정에서 물질이 에너지로 변환되면서 방출되는 에너지로 핵입자는 강한 상호작용으로 서로 결합한다.

 

 

▶중성자: 중성자는 양성자와 함께 원자를 구성하는 입자의 한 종류로 전하(물체가 띠고 있는 정전기의 양)를 가지고 있지 않기에 중성자라 불린다.

 

 

 

■ 원자력 발전소란

: 화력 발전은 석유, 가스등 화석원료를 연소시켜 얻은 열에너지를 사용하여 보일러에서 물을 끓이고 여기서 나오는 증기의 힘으로 터빈을 돌려 전기를 만드는데, 원자력발전은 화석연료 대신 우라늄을 연로 사용하고, 우라늄의 핵분열 때 나오는 에너지로 증기를 만든다.

 

 

▶우라늄: 천연으로 존재하는 원자량이 약 238로(핵 92개의 양성자, 146개 중성자) 자연적으로 존재하는 원소중 가장 무거운 방사성 원소로, 주기율표에서 악티늄 족(방사 성원 소중 하나)에 있는 은백색 금속이다.

동위 원소 반감기는 (어떤 특정 방사성 핵종의 원자수가 방사성 붕괴에 의해 원래 수의 반으로 줄어드는데 걸리는 시간) 159.200년~45억 년으로 3~5% 농축하여 원자력발전소에 사용하며 , 우라늄 235 비율 90% 높인 고농축 우라늄은 핵무기로 사용한다.

 

 

 

■ 원자력 발전 우리나라 역사

:1973년 석유 파동을 겪으면서 에너지원의 다원화를 추구하면서 우리나라 최초의 원자력 발전소인 고리원자력 1호가 1978년 원자력 발전 시대를 맞이하였다. 이후 고리원자력 2호, 월성 원자력 1호, 고리원자력 3,4호기, 영광원자력 1.2호기, 울진원자력 1.2 호기 등 모두 8기의 원자력 공사가 진행되어 석유 대체 에너지 개발에 힘을 기울였다.

80년대까지 외국 선진 기술을 협력 도입하였으나 꾸준한 원자력 기술 개발에 힘을 기울여 한울 3.4호기 설계 완성했다.

현재 2000년대 초 중반부터 기존에 건설되던 원전을 제외하고 신규 건설이 주춤하고 있다.

우리나라 원자력 기술 수출에 총력을 기울여 미국, 프랑스, 러시아에 이은 시계 4번째 원자력 수출국이자 원자력 기술을 공급하는 국가가 되었다.

 

 

 

■ 원자력 발전소 관리

 

▶방사선 관리

: 액체 폐기물 처리 및 공기 정화 등 처리 시스템을 구축하고, 방사선 모니터링 시스템을 운영하여 24시간 감시하고 있다.

주기적인 현장점검 수행으로 안정성을 입증받고 있다.

 

▶원자력연료 운송

:특수제작운방용기에 포장되어 경창 호송 차량 및 정비 차량 등과 함께 발 저 너 소로 안전하게 운송되며, 낙하, 침수, 열 시험 등 모두 통과한 특수용기로 내부의 원자력 연료를 안전하게 보호하여 지금까지 원자력 연료 운송 사고가 없다.

 

 

 

■ 원자력 발전소 구조

: 약 200개의 기능을 가진 계통이 있어 사고를 사전에 예방하고 사고가 나더라도 완화시켜주는 목적이며 방사선과 방사능 물질이 격납건물 외부 롤 방출되지 않게 설계되어 안정성을 갖추었다.

 

▶격납건물 : 원자로와 원자로 냉각재 계통이 설치된 콘크리트 건물로 원전 사고 시 관리되는 구역을 넘어서 허용된 양을 초과하는 방사성 물질이 대기 중으로 배출되는 것을 방지하는 건물로 원자로에는 방사성 물질 대부분이 피폭재에 둘러 싸여 있는 핵연료 안에 있다.

 

▶가입기 : 원자로의 냉각수가 끓지 않도록 약 150 기압의 고압 상태를 유지시켜줌

 

▶제어봉: 원자로의 노심(원자로의 중심부로 원자로의 핵연료인 연료봉 다발)에 넣었다 뺏다 하여 핵연료의 반응도를 조절하는 작용을 하는 막대로 카드뮴, 붕소 등 중성자를 잘 흡수하므로 반응 속도를 조절할 수 있다.

 

▶원자로 : 원자력 연로에서 핵분열을 통해 발생된 열로 냉각수를 약 320℃의 고온으로 데우는 역할

 

▶냉각재 펌프: 원자로 노심 안으로 진입하는 냉각재의 흐름을 도와주기 위한 원자로 노심의 입구관 전단부에 설치한 대형 펌프

 

▶물

 

▶주급수 펌프 :원자로 냉각재 계통의 온도 분포를 일정하게 유지하고 가압기 살수용 수두를 제공하도록 하는 것

 

▶증기발생기: 고온. 고압의 물을 열 교환 방식을 통해 증기를 생산

 

▶증기

 

▶터빈/발전기: 증기 에너지를 전기에너지로 변화시키는 역할

 

▶복수기 :전기를 만들고 난 증기를 바닷물 또는 강물로 열 교환 방식에 의해 냉각사 켜 증기발생기로 다시 보내는 역할

 

▶해수(온배수): 수원에서 사용할 물을 받아들이는 취수한 해수를 발전소의 발전과정에서 발생한 폐열을 흡수하는 냉각수로 사용해 수온이 상승한 상태로 방출되는 배출수

 

▶해수(취수) : 상수도와 공업용수 등에 이용하기 위해 수원에서 필요한 수량을 받아들이는 것

 

 

 

 

■ 원자력 발전소 폐기물

: 우리나라는 경주의 중 저준위 방사성 폐기물 처분장에 저장 처분되고 있다. 200리터 규모 용기 10만 드럼 저장 처분에 58,000㎡의 면적 소요됐지만 향후 70만 드럼까지 저장 처분하는데 추가적인 면적이 필요하다.

 

▶ 천연 우라늄과 같은 2~5%의 낮은 농축도를 갖는 우라늄으로 방사능 농도가 낮은 극저준위 폐기물이다.

 

▶200리터 철재 드럼에 포장하고 포장된 드럼은 철재 콘크리트 건물 저장 시설에 저장되며 방사능 처분장 인도 시까지 관리한다.

 

 

이번에 문제 되어 뉴스에 나온 점이 원자력 발전소 가동후 남은 고준위 핵폐기물 처리 부지를 찾지 못해 기존 원전 부지 안에 폐기물을 보관하는 계획을 확정해서다. 경주시 및 원전 인근 지역 지차체에서는 43년간 부지 선정도 못하고 핵폐기장이 완성될 때까지 원전 내 계속 보관하고 임시 저장 시설을 짓는데 최소 20년이 걸려 반대하고 있다.

2003년 부안에 핵폐기물 처분장을 설립하려고 했으나 지역 반발로 무산되어 부지선정에 매우 어려움을 겪고 있다.

정부는 제2차 고준위 방사성 폐기물 관리 기본 계획에 따라 부지 확보 13년, 7년 이내 중간저장시설 건설, 14년 이내 지하 연구시설 건설 연구, 이후 10년 이내 영구처분시설 확보해 37년 이내 영구처분시설을 만들 로드맵을 제시했다.

위험 시설이 지역에 선정되면 지역 주민 지차체 반발 있을 수밖에 없다. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

■ 원자력 발전소 장점

 

▶작지만 열에너지가 크다.

:우라늄 235 1그램은 석유 9 드럼, 석탄 3톤 해당하는 열에너지를 생산할 수 있는데 소량의 원자력 연료를 원자로에 장전하여 약 3-4년 동안 많은 열을 발생시킬 수 있다. 우리나라 에너지 총생산량에 30% 속한다.

 

▶화석연료에 비해 CO2  발생량이 현저히 적어 친환경 에너지다.

: 현재 전 세계적으로 문제 되는 지구온난화 문제 중 CO2 배출 문제를 줄일 수 있다. 파리 기후 변화 협약에 따라 우리나라는 2030년까지 온실가스 배출을 37% 감축해야 된다.

 

▶유지 비용이 적게 든다

: 설치 완료 후 유지관리에 필요한 비용은 적으며 일반적 경수로 설계수명은 40년, 중수로 30년이다.

 

▶전기 값의 가격 경제성

: 2015년 원자력 발전 원가 55원/kwh로 두 번째 원가 싼 유연탄 83% 수준이며 가장 비싼 태양광 23% 수준으로 원자력 발전 운영에서 연료 비중이 10% 이내며 우라늄 가격도 매우 낮은 수준이다.

 

 

 

■ 원자력 발전소 단점

 

▶초기 건설 비용이 많이 든다.

: 신고리 3.4호기 건설 비용이 5조 7000억 원 추산될 정도로 건설 비용이 많이 든다.

 

▶방사능 누출 등 안정성에 대한 문제가 크다.

:후쿠시마 원자력발전소 사고 등 방사성 물질과 방사선으로 피폭 문제가 발생하게 된다.

 

▶수명을 다한 원자로의 폐기에  많은 비용이 들어간다.

 

▶방사성 폐기물 처분에 많은 비용이 들어간다.

:고준의 방사성폐기물 구분되는 사용 후 핵연료는 자연의 천연 우라늄 수준으로 감소하는데 약 10만 년 이상이 소요될 정로도 높은 방사선 방출한다.

 

 

 

 

■ 신 재생에너지

: 신에너지와 재생 에너지를 합친 단어로 대표적으로 태양광 발전 에너지를 들 수 있다.

 

▶신에너지란

:기존 석유, 원자력 등 화석연료가 아닌 태양에너지, 풍력, 연료전지 등 수소, 석탄에 의한 물질을 혼합한 유동성 연료

 

▶재생에너지

:재생 가능한 에너지를 변화시켜 다시 자연 과정을 통해 재생되는 에너지로 8개 분야 태양열, 태양광발전, 바이오매스, 풍력, 소수력, 지열, 해양에너지, 폐기물에너지가 있다.

 

▶우리나라 현황

: 2030년까지 신재생 에너지 비율을 20% 공급하겠다고 발표했다. 매년 온실가스 배출량 증가율을 기록하고 있어 신재생에너지 개발의 필요성이 더해지고 있다.

 

▶국외 현황

: 48개 개발도상국들이 2050년까지 국가 전체 전력 100% 재생 에너지로 공급하겠는 목표를 세웠고, 유렵연합도 신재생에너지 비율을 점차 올릴 계획에 있다.

 

 

 

전 세계적으로 원전사고 이후 원자력 발전에 대한 불신이 높아져 신규 원전 건설이 중단되고 있다.

우리나라도 2017년 탈원전을 선언으로 최소한 60년 이상 시간을 두고 점진적 탈원전 로드맵을 추진 정책으로 삼고 있다. 신규 원전 건설 전면 백지화되었고 운전기간 연장도 금지되었다. 원전이 단계적 폐지에 따라 다양한 에너지인 태양광, 풍력 등 대폭 확대하고 있다. 이에 반해 전기요금 상승이  우려되는 점도 있다.

 최근 원전사고 자연현상 쓰나미로 인한 후크시마 원전 사고가 발생하여 원전에 대한 위험성을 더 크게 느껴질 수밖에 없다. 위험시설에 대한 지역주민의 충분한 의견 수렴 그리고 정부의 추가 대책이 뒤따라야 할 것이다.

 

 

 

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