핵폐기물 종류와 처리방법

핵폐기물 종류와 처리방법

 

90년대 구소련은 대한민국 동해 북쪽 깊은 곳에 방사능이 약한 핵 폐기물을 투기한 적이 있습니다.
심해라 괜찮다고는 하지만, 미국의 환경 연구소 학자들이 핵폐기물을 버린 후에 그곳의 변화에 대해 살펴본 결과 다른 지역의 어류보다 200배 이상 많은 방사능 반응을 보였습니다. 드럼통이 10년이면 삭아 구멍이 나기 때문이라는 추측입니다.
약소국들이 강대국들의 이런 행동을 규제할 방법도 없고, UN 몰래 바다에 핵폐기물을 투기할 가능성도 있어 논란이 되고 있습니다.

핵폐기물은 원자력 발전 과정에서 발생하는 고체, 액체, 기체 형태의 각종 찌꺼기를 일컫습니다.
방사능의 세기에 따라 고준위 폐기물과 중, 저준위 폐기물로 나눕니다.

<방사선 세기에 따른 분류>

1. 고준위 폐기물
사용 후 핵연료를 재처리할 때 나오는 폐기물입니다.
원자로에서 핵분열 후 남은 원소들로 세슘, 아이오딘, 스트론튬, 테크네튬 등의 방사성 동위원소들입니다.
방사선의 세기가 강하고 반감기가 수만 년에 이를 정도로 길어, 심해에 투기되거나 지하에 매립하고 있습니다.
사용 후 연료 자체는 97% 이상을 재활용할 수 있는 물질이라 재활용하는 경우도 있습니다.
미국이나 캐나다 등 땅이 크고 경제력이나 자원이 풍부한 국가의 경우에는 폐기를 하지만, 그렇지 않은 영국, 프랑스, 일본 등의 국가들은 보통 재활용합니다.(공식적으로는 그렇지만, 사실 재활용하는 기술이 핵폭탄 제조법과 연관이 되어 있기 때문에, 미국에서 싫어합니다.)
한국도 재활용을 하는 방법을 사용합니다.
핵분열 반응이 끝난 연료봉을 그대로 물에 넣어 아주 오랫동안 식힙니다. 한국의 원자력 발전소 주변에 있는 재처리 시설은 대부분 이런 용도입니다.

고준위 폐기물을 처리하는 방법은 일반적으로 심해저 지층처분, 지질학적 동굴처분, 공학적 방벽 사용 방법 등이 있습니다.
심해저 지층처분은 수심 5,000m 이상의 대양에 입자가 조밀한 '적색 점토'로 고준위 폐기물 통을 가라앉히는 방법입니다. 적색 점토가 푹신푹신하여 퇴적층 아래로 파고 든다는 논리입니다. 지반 활동에 대한 대비는 없지만, 싸기 때문에 사용합니다.
지질학적 동굴처분은 인적이 드문 안정적 지반에 갱을 파 300~1,500m를 내려간 다음 폐기물을 버리는 것입니다. 그나마 상식적인 비용과 안전성으로 가장 많이 사용되고 있습니다.
부식이 되지 않는 금속에 폐기물을 넣고, 물이 잘 통하지 않는 지역에 동굴 처분 방법과 유사한 방법으로 보관하는 것입니다. 안전하고 과학적이지만, 비용이 높습니다.

 

2. 중, 저준위 폐기물
원자력 발전소의 운전원이나 보수요원이 사용했던 장갑이나 덧신, 가운, 걸레, 실험기기 장비 등 방사능 정도가 낮은 폐기물입니다.
원자로 내 방사능을 흡착하는 이온교환수지, 방사선 구역에서 작업할 때 입은 작업복, 장갑, 덧신, 걸레, 비닐주머니와 이것들을 소각한 후 남은 재 등의 고체 폐기물이 있습니다. 또한, 작업 후 샤워나 세탁 시 나온 물, 핵연료 폐기물을 재처리하는 과정에서 방사능을 띤 액체 핵폐기물도 있습니다.
산업체나 병원, 연구기관에서 나오는 동위원소폐기물도 중, 저준위 폐기물에 포함됩니다.
중, 저준위 폐기물을 처리할 때는 먼저 압축, 소각 등의 방법으로 부피를 줄여 드럼통에 시멘트와 함께 담습니다. 그 후 땅을 파 1~2m 정도 흙을 덮거나 땅을 파서 콘크리트로 벽을 만들어 드럼통을 쌓고 흙을 덮는 방법을 사용합니다.(80년대까지는 이 드럼통을 바다에 그냥 무식하게 쏟아버렸는데, 아마 이 드럼통들은 이제 부식되어버렸을지도 모르겠습니다.)

 

<상태에 따른 분류>

1. 기체 폐기물
원자력 발전소에서 나오는 기체로, 일단 밀폐된 탱크에 저장했다가 방사능이 기준치 이하로 떨어지면 고성능 미립자 제거필터와 활성탄 필터를 통해 대기로 내보냅니다. 대기로 보낼 때 방사선 측정 장치가 있어, 제한치 이상의 방사능이 감지되면 경보가 울리면서 배기구가 자동으로 닫히게 됩니다. 공중의 방사성 물질의 농도가 최대 허용농도의 1/10 이하가 되도록 하여 방출합니다.

 

2. 액체 폐기물
세척수 등이며, 증발장치를 이용하여 물과 찌꺼기로 분류합니다.
물은 재사용되거나 물과 희석시킨 후 방사선 측정장치가 달린 배수구를 통해 외부로 유출합니다.

3. 찌꺼기
시멘트를 이용해 고체 형태로 만든 뒤 철제드럼에 넣어 밀봉합니다.
주로 작업복이나 장갑 등의 고체 폐기물도 압축하여 철제 드럼에 넣어 밀봉 처분합니다.