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| <설동선 칼럼> 사용 후 연료란 무엇인가? |
2014년04월08일(Tue) |
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원자력발전소에서 전력을 생산시키기 위해 사용하는 연료는 우라늄235 원자력발전의 연료로 사용한 후 핵연료를 말한다. 원자력발전소는 원자로 속에서 핵연료 핵분열을 일으킬 때 나오는 열을 이용해 전력을 생산하여 경제발전의 원동력으로 자리를 하고 있다.
원자로에 저장된 핵연료는 약 18개월 동안 연소시키면서 더 이상 발전을 위한 충분한 열을 내지 못하기 때문에 지속적으로 전력을 생산하려면 새로운 핵연료로 교체하고 연소된 핵연료는 원자로에서 꺼내야 한다. 이때 꺼낸 연료가 사용 후 연료인 것이다.
사용 전 핵연료는 주변 환경에 아무런 영향도 주지 않고 있지만 사용 후 핵연료는 외형상으로 똑같지만 원자로 속에서 핵분열 반응을 하면서 생긴 핵분열 생성물 때문에 방사능이 높게 방출되고 있다. 또 계속 열을 발생시키고 있기 때문에 취급할 때나 저장할 때 사람이 직접 접촉할 수 없고 방사선을 막아주는 구조물 밖에서 다루어야 한다.
이와 같이 수조탱크에 보관하고 있는데 앞으로 저장용량이 초과되는 경우에는 다른 저장소나 급식 및 건식 중간 저장시설로 운반해 저장한다. 습식과 건식방법에는 사용 후 연료를 냉각하는 물질에 따라 분류한다.
습식방법에는 원자력발전 내 저장수조와 같이 물을 이용해 붕괴열을 냉각시키고 방사선을 차폐하는 방식으로 안전성이 입증된 방식이며 현재 세계적으로 약 90% 이상이 이 방식으로 저장관리하고 있다. 건식방식은 기체 또는 공기를 냉각재로 하고 있다. 방사선차폐 재료는 콘크리트나 금속을 이용한다.
주로 수년 동안 습식방식으로 사용 후 핵연료를 저장수조에서 저장 냉각되어 온도가 일정수준 이하로 낮추어진 사용 후 핵연료를 저장한다. 운영과 비용이 적고 안전한데다 용량을 확장시키거나 장기적인 관리 측면에서 유지해 현재 독일, 헝가리, 미국 등 많은 나라에서 건식저장 시설을 설치해 운영 관리하고 있다.
사용 후 핵연료 중간저장이란 사용 후 핵연료 발생지로부터 인수해 처리하거나 영구처분하기 전까지 일정기간 안전하게 저장하는 것을 말한다. 중간저장은 사용 후 핵연료의 붕괴열이나 방사능량을 줄이기 위해 시행하는 것이다.
우리나라는 재처리(재활용)또는 직접 처분과 같은 사용 후 핵연료의 최종 관리정책은 물론 중간저장 여부도 아직 결정하지 않고 있다. 사용 후 핵연료에는 우라늄의 핵분열로 발생한 세슘, 스토론늄 등의 핵분열 생성물이 만들어지지만 약90% 정도는 타고 남은 우라늄과 핵분열하기 어려운 우라늄에서 생긴 플루토늄 등 아직 연료로 사용할 수 있는 자원이 포함되고 있다.
그래서 지금 프랑스나 영국, 벨기에, 스위스, 일본 등에서는 사용 후 핵연료부터 우라늄, 플루토늄 등 같은 핵분열성 물질을 추출해 다시 연료로 사용하고 있다.
그래서 사용 후 핵연료는 폐기물이 아니라 재사용할 수 있는 자원이 되고 있으므로 자원이 없는 우리나라의 경우는 재사용(재처리) 과정을 거쳐 자원으로 활용해야 한다. 이렇게 필요한 물질을 추출해내는 과정을 재처리과정이라고 한다.
우리나라는 아직 재처리시설이 없으나 앞으로 고갈되어 가는 자원을 생각하여 원자력발전에서 연료로 사용할 수 있도록 정부의 적극적인 정책적 충분한 뒷받침이 있어야 한다.
현재 우리나라에서 매년 각 원자력발전 호기에서 발생하는 사용 후 핵연료양은 고리발전소 1호기 60만kw급 경수로형 원자력에서는 약 14톤, 영광 3,4호기와 같은 100만kw급 경수로에서는 약 19톤, 천연우라늄을 사용하고 있는 월성 중수로 원자력에서는 약 97톤이 발생하고 있다.
사용 후 핵연료는 일정기간 냉각을 위해 원자력발전소 내 사용 후 핵연료 저장수조에 보관하고 있다. 경수로형 원자력 경우 조밀 저장대 설치와 부지 내 호기 간 운반저장 등의 방법으로 중수로 원전의 경우 건식저장시설 추가건설을 통해 저장용량 확장할 계획을 세우고 있다.
우리나라는 사용 후 핵연료에 대한 종합적인 관리방침을 충분한 논의를 거쳐 국민적 공감대 하에서 추진시키기로 하였다. 사용 후 핵연료는 폐기물이 아니라 제2의 자원으로 선진국들은 사용하고 있다.[관리자 기자]
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