핵폐기물과 핵폐기장
핵폐기물과 핵폐기장
  • 구정인 기자
  • 승인 2003.10.29 00:00
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방사능 폐기물 처리 어떻게 하나
방사성폐기물 처리장은 과연 정말로 필요할까. 일부에서는 원전수거물관리센터 자체의 필요성에 의문을 제기하기도 하지만 현재 우리나라의 사정을 보면 에너지소비대국으로 에너지자원의 97%를 수입하는 현실이다. 그리고 에너지소비는 점점 증가하는 추세로 안정적으로 전력을 공급하기 위해서는 원전이 필요하고 그에 따라 방사성 폐기물의 증가를 피할 수 없으므로 원전수거물관리센터의 필요성도 설득력을 얻을 것이라는 전문가의 의견이다.

일반적으로 방사성 폐기물은 방사능의 정도를 따져서 고준위, 중저준위 폐기물로 분류하고 상태에 따라 고체, 액체, 기체폐기물로 분류한다. 중ㆍ저준위 폐기물은 방사능 정도가 낮은 수준의 방사능을 갖는 폐기물들로 원전의 환기계통에서 사용하던 폐필터, 방사능에 오염된 물을 처리하는 과정에서 나온 이온교환수지, 작업자가 사용하던 물건들을 주로 가리키며, 고준위 폐기물은 방사능 정도가 높은 폐기물들로 사용 후 연료를 처리해서 유효성분을 회수하는 화학 재처리 공장에서 나오는 것으로 우리나라에서는 아직 배출되지 않았다. 사용 후 핵연료는 95%이상 재활용할 수 있는 물질이기 때문에 폐기물로 간주하지 않는 것이 추세이다.

고체 폐기물은 작업자가 사용하던 물건들과 방사성동위원소 이용기관에서 이용한 시험관, 비닐류, 플라스틱류 등이 발생한다. 이들은 특성에 따라 가연성, 비가연성, 압축성, 비압축성으로 구분되며 압축성은 고압력으로 압축하고 비압축성은 파쇄하여 부피를 줄여서 처리한다. 고체폐기물의 처리방법에는 압축처리 외에도 시멘트고정화 처리공정도 있는데, 고체폐기물의 부피를 감소시킨 후 드럼에 넣어서 혼합재로 유화 아스팔트와 시멘트로 고정시키는 방법이다. 또, 가연성은 소각을 하여 처리할 수 있으나 우리나라에서는 아직 처리를 하지 않고 있다. 이 밖에도 방사성동위원소 이용기관에서 생체실험 후 동물사체도 발생하며 이들은 소각 처리한다. 그리고 원자력 시설 폐쇄 후 해체수거물들은 방사선에 오염된 부분들은 분리하고 오염이 되지 않은 부분들은 건축자원으로 재사용하는 방안도 고려하고 있다.

액체 폐기물은 작업자의 작업복 세탁폐액, 샤워폐액 등이 있으며, 이들은 특성별로 극저준위 탱크, 저준위 탱크, 중준위 탱크, 부식성 폐액 탱크에 저장하였다가, 일정기간 관리 후 방출하거나 증발농축의 처리과정을 거쳐 원전수거물만 별도로 추출 후 방사성 농축 폐액이나 이온화 수지를 시멘트나 파라핀에 섞어 고화시키는 과정을 거친다. 방사성동위원소 이용기관에서 발생한 액체폐기물은 별도로 보관하며 방사능농도가 낮아질 때까지 일정기간 관리 후 소각을 하거나 유기폐액을 물과 이산화탄소로 분리하는 산분해법, 흡수재를 이용하여 고체화하는 흡수법등을 이용하고 있다.

기체 폐기물은 대부분 고성능 기체여과 시스템에서 0.0003mm의 극히 미세한 분진까지 완전히 여과한 후 공기중으로 새어나가지 않도록 탱크에 모아두고 방사능의 농도가 낮아질 때까지 일정기간 관리 후 공기중으로 배출한다. 원자력 관계시설에서 외부로 통하는 배기시설에는 공기중의 방사성물질을 걸러 주는 필터와 감시장비가 설치되어 있어서 일정 농도 이상의 기체폐기물은 배출할 수 없도록 되어있다.

방사성폐기물의 처분은 임시저장고 용량의 포화문제를 해결하고 장기적인 안전격리 보장과중앙집중식 관리를 통해 오염확산을 방지하는 목적으로 건설하는 것이다. 처분방식에 따라 고준위 폐기물과 중ㆍ저준위 폐기물의 경우로 구분하는데, 중ㆍ저준위 폐기물의 처분으로는 천층처분(지표처분)방식과 공학적 시설 내 처분, 동굴처분방식이 이용되고 있다. 이 방식의 선정은 각 나라의 자연조건과 인문사회적 특성을 고려하여 정책적으로 결정한다. 천층처분방식은 약 10미터 높이의 역사다리꼴 또는 직사각형의 상자모양 콘크리트 구조물을 만들어 처분하는 방식이다. 공학적 시설 내 처분은 공학적 구조물이 생태계로부터 격리시키는 능력이 우수하고, 우발적인 침입에 대한 방벽을 제공하며 폐기물의 포장이 손상되더라도 방사성 물질의 이동을 막아주는 이점으로 이용되고 있다. 동굴처분방식은 천연동굴이나 광산 또는 인위적으로 동굴을 만들고 동굴 속에 콘크리트 구조물을 설치하여 수거물을 처분하는 방식이다.

사용 후 연료 처리에는 재활용하는 방법과 영구처분하는 방법이 있다. 그 중 재활용하는 방법의 하나로 재처리가 있다. 재처리는 사용 후 연료에 남아 있는 유용한 물질을 분리하여 추출하는 공정을 말하기도 하는데, 이 때 고준위 수거물도 대부분 추출된다. 재활용을 하지 않는 사용 후 연료는 일정기간 저장 후 영구처분된다. 사용 후 연료에는 고준위 수거물이 포함되어 있어서 높은 열과 방사능, 상당기간의 격리가 필요하므로 장기간동안 안정이 확실시 되는 지하의 암반층에 가두는 것이 현재까지의 처분개념이다.

이런 최종단계의 중간단계로 중간저장을 대부분 거친다. 저장방식에는 사용 후 연료의 열과 방사선을 물을 이용하여 관리하는 습식과 콘크리트 등의 차폐체로 관리하는 건식이 있는데, 우리나라의 모든 사용 후 연료는 일단 발전소내의 습식저장소에서 냉각 및 저장되고 있고 일부는 일정기간 냉각 후 건식저장시설로 이송하여 저장하기도 한다.

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