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방사능 폐기물

last modified: 2018-10-30 10:58:22 Contributors

세계 각국이 없애려고 발버둥치고 있지만, 점점 늘어나고만 있다.계속 쓰니깐 그렇지

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접근하지 마시오.

Contents

1. 개요
2. 종류
3. 발생
4. 위험성
4.1. 왜 위험한가?
4.2. 독성이 유지되는 기간은?
5. 처리
5.1. 저준위, 중준위 방사능 폐기물의 처리
5.1.1. 원자로 안에 그대로 둔다
5.1.2. 너희들을 묻어버리겠다
5.1.3. 바다에 넣는다
5.1.4. 결점
5.1.5. 토륨 원자로
5.1.6. 핵변환
5.1.7. 안 되겠소! 우주로 쏩시다!
5.1.8. 너희들을 묻어버리겠다 2탄
6. 재활용
6.1. 방사성 폐기물 재활용의 문제점
6.2. 파이로 프로세싱(건식 처리 공법)의 개발
6.3. DUPIC
7. 방사능 폐기물로 오염된 곳
8. 국제사회의 대책

1. 개요

아아 인류의 앞날은 어둡다!
방사능을 띤 물질 중에서도 인간이 더 활용할 수 없는 것들을 가리킨다. 일반적인 방사성 물질이라면 다양한 용도로 활용할 수 있지만 이것들은 이미 활용을 해버린 상태라서 더 써먹을 수가 없다. 간단히 말해서 쓰레기. 다른 말로 방사성 폐기물 이라고도 한다.

2. 종류

1.LLW(Low Level Waste):저준위 폐기물
원자력 발전소에서 사용한 장갑, 볼펜, 쓰레기 류다. 사실상 방사능 물질이 아니고 뿜는 방사선도 거의 자연방사능 수준이지만 어쨌든 폐기한다.[1] 사실상 90% 이상의 방사능 폐기물이 이 저준위 폐기물이다.

2.ILW(Intermediate Level Waste):중준위 폐기물
방사선 차폐복, 원자로 부품같은 물건이다. 이 단계부터 좀 위험하다.

3.HLW(High level waste):고준위 폐기물
이름에서 보듯 말할 것도 없이 매우 위험하다. 전체 방사성 폐기물 중 10%도 안 되는 주제에 방사선99% 이상 뿜어대는 무시무시한 물질들이다. 여기에 속하는 대부분은 사용한 핵연료인데 이것들을 녹여서 우라늄과 플루토늄만 뽑아내는 걸 핵연료 재처리라고 부른다. 우라늄과 플루토늄을 제외한 나머지는? 그냥 얄짤없다. 살아움직이는 고준위 폐기물로는 일본 극우집단과 아베 신조가 있다.

3. 발생

방사성 동위 원소들은 지구가 처음 생기기 바로 직전에 초신성 폭발로 인해 방출된 방사성 동위 원소들이 원시 태양 성운에 흡수된 것이다. (루비듐-87, 우라늄, 토륨 등등)

무거운 방사성 원소가 붕괴하면 중성자나 알파입자를 방출한다. 이렇게 입자를 띤 방사선의 에너지가 안정한 물질의 원자핵과 결합하기 충분할 만큼 강하다면 안정하던 원자핵이 불안정해진다. 그러면 물질은 방사성 물질로 바뀌며 다시 안정화할 때까지 방사선을 방출한다. 방사성 물질과 접촉해도 비슷한 일이 벌어진다. 방사선은 접촉한 물체의 원자를 반달해버린다.

하지만 위와 같은 현상은 일반적으로 잘 일어나지 않는다. 지구에서는 45억 6천만년의 시간동안 방사성 원소들이 붕괴해왔고 자연계에서는 방사성 물질이 극소량 존재하기 때문에 방사선이 흡수, 재발산을 통해 희석되어 방사선의 의한 영향이 없다고 봐도 된다. 전세계적으로 방사선 평균 피폭량은 1년에 2.4 mSv로 낮다. 접촉했을 때 방사화하려면 특수한 조건이 맞아떨어져야 한다.

이런 조건은 보통 원자로에서 전기를 생산할 때, 핵무기를 사용할 때, 기리고 특수한 용도로 쓰이는 강한 방사선을 내뿜는 방사성 물질과의 접촉했을 때 성립한다. 이 과정에서 불안정한 원자핵들이 안정한 원자핵을 방사화하면 총 방사선량은 증가한다.

참고로 방사성 폐기물은 1년에 축구장 수십 개를 가득 채울 만큼 많은 양이 나오는데 실제 위험한 고준위 폐기물만 따지면 축구장 반도 못 채운다.

4. 위험성

4.1. 왜 위험한가?

고준위 방사성 폐기물은 처리가 곤란하다.

통상적 방법인 고열, 고압은 방사성 폐기물을 정화할 수 없다. 방사성 폐기물의 방사능을 약화시키는 유일한 방법은 시간이기 때문이다. 따라서 어떤 방법으로도 불가능하다. 따라서 고준위 폐기물의 경우 붕소를 함유한 물에 식힌다. 붕소는 중성자를 잘 흡수하는데 사용후 핵연료의 우라늄과 플루토늄이 자발핵분열을 통해 발생되는 중성자를 흡수하기 위해 붕소를 첨가한다. 또한 재처리 공정중에서도 많은 폐기물이 발생한다. (배관속에 진흙을 제거한다고 치자. 공기를 불어넣고 물을 보내도 100% 제거하기는 불가능. 내부에 진흙이 아주 극소량이라도 굳게 되고 미량이라도 남아 있게 된다. 재처리도 마찬가지이다. 플루토늄과 우라늄, 핵분열 생성물을 재처리하는 과정에서도 내부에 플루토늄과 핵분열 생성물이 남아있게 된다. 극소량인 부피의 1조분의 1이하라도 핵분열 생성물의 방사능은 기준치를 넘기 때문에 재처리 공정에서 이용된 파이프와 핵물질과 접촉된 장비들은 폐기물이 된다.)

인류가 원자핵을 조작해서 모든 방사능 물질의 원자핵을 강제적으로 안정하게 한다면 정화할 수 있겠지만 현재 인류에겐 아직까진 그런 기술이 없다. (미래에도 이런 기술은 불가능하다. 매체에 나오는 사용후 핵연료 원자핵변환은 사실 실현불가능한 SF이다.)[2]

게다가 방사성 폐기물은 대부분 지속해서 방사선을 뿜어내므로 극소량이라도 인체에 치명적인 악영향을 끼친다. 반감기가 짧고(30년)이라 무지막지하게 붕괴하기 때문에 1ng라도 극도로 위험하다. 인간의 감각은 방사선을 감지할 수 없다. 세슘 137은 파랗게 빛나기 때문에 알아볼 수 있으나 빛나는 물건이 모조리 방사능 폐기물은 아니니 구별은 더욱 어렵다. 게다가 상당수의 방사성 폐기물은 빛을 발하지 않는다![3]

4.2. 독성이 유지되는 기간은?

방사성 폐기물에 포함된 방사능 물질의 반감기에 따라 다르다. 반감기는 절반으로 자연 감소하는데 걸리는 기간으로서 물질마다 제각각이다. 예를 들어 제논 135의 반감기는 9시간이지만 플루토늄 239는 2만 4천 년이다. 여기서 방사선 폐기물의 딜레마가 등장하는데 방사성물질의 주요 오염물질인 방사선의 강도는 이 반감기에 반비례한다. 예를 들어 한 방사성 동위원소중에 서로 다른 핵종이 존재한다는 가정에 A라는 핵종이 반감기 100년,B라는 핵종이 반감기 50년이라면 같은 양의 방사능을 내뿜는데 B가 A의 절발가량의 시간 즉, 같은시간에 2배의 방사능을 내뿜는 것이다. 그러므로 방감기가 짧다고 야! 신난다~ 했다가는 오히려 더 많은 양의 방사능을 더욱 짧은 시간에 맞고 골로가는 불상사가 생기는 것이다.[4]


아래에 몇몇 중요한 방사성 물질의 반감기를 나열한다. 특징들도 약간 소개.

  • 루테늄 106 : 반감기는 1년하고 1주일이 약간 넘는다. 방사능이 워낙 강하고 열이 쎄서 이 동위체 때문에 사용후 핵연료는 반드시 냉각 기간을 거쳐야 한다. 이 동위체의 열파 위력이 약화되려면 10년이 필요하며, 환경에 누출될 수 있을만큼 방사능이 약화되려면 40년이 필요한다.

  • 바륨 140, 세륨 144, 루테늄 103 : 140Ba은 반감기가 12.75일, 144Ce은 반감기가 284.9일이다. 또한 103Ru은 39.26일이다. 어느 정도 반감기가 긴 이 세 동위체들은 양도 많이 생성되고 반감기가 짧아 열도 많이 내뿜는다. 이 거 말고도 더 있다. 반감기가 1년 이내인 동위원소들이 사용후 핵연료를 처리하는데 중요한 이유는 이들이 내뿜는 열 때문에 반드시 냉각 기간을 거쳐야 한다는 것이다. 만약에 제대로 냉각을 안해주면 피복재를 녹이는 열을 내뿜는 무시무시한 동위체들이다. 최소 10년은 수조로 냉각시켜야 된다. 이들이 어느정도 사라져야만 공기로 냉각시킬 수 있을만큼으로 열파가 내려간다. 144Ce은 환경에 무해해질려면 30년이나 보관기간이 필요하다.

  • 세슘 137 : 반감기는 대략 30년이며 매우 위험하다. 고이아니아 사건에서 사람들을 살해한 주역이다. 방사능 오염의 지표로 쓰인다. 스트론튬 같은 것을 직접 측정하기는 어렵기 때문이다. 사실 사용후 핵분열 생성물 중에서 가장 위험하다. 열이 엄청나기 때문에 300년은 보관해야 열이 떨어지고 그제서야 땅에 묻을 수 있다. 세슘-137은 바륨으로 붕괴되고 자원으로 추출하여 안정하게 바륨을 쓸려면 950년 이상 보관해야 한다. 그렇지만 단점만 있는 것은 아니다. 강한 방사선을 내뿜기 때문에 의학용, 살균용도로 이용된다.

  • 스트론튬 90 : 반감기는 28.78년이며 핵무기가 터질 경우 생기는 방사능 낙진에 포함된다. 체르노빌에 많이 있으며 세슘 137과 마찬가지로 매우 위험하다. 안전한 건 없다. 스트론튬-90은 지르코늄으로 붕괴되고 추출하여 자원으로 쓰려면 900년은 보관해야 한다. (137Cs과 90Sr 때문에 10년이 넘어도 수조에서 냉각시키던지, 공기로 냉각시키던지 계속 냉각시켜줘야 한다. 이들이 내뿜은 열기가 30년이 지난 핵 연료의 피복재에도 200도가 넘는 열기를 보인다. 이 두 동위체 때문에 냉각 기간은 계속 늘어나 최소 80년은 냉각시켜줘서 핵 폐기물의 열 온도가 100도 이하로 내려가게 해야 한다.)

  • 사마륨 151 : 반감기는 96년이며 핵분열 생성물 중 질량상으로 대략 0.3% 차지한다. 양이 다른 동위체에 비해 적어서 그닥 알라지진 않았지만 방출되면 위험한 건 마찬가지이다. 붕괴시 76 KeV의 약한 베타선을 내뿜지만 반감기가 96년이기 때문에 상당히 위험하다. 하지만 스트론튬-90, 세슘-137의 2배인 2천년 이상의 보관기간이 필요하여 핵분열 생성물의 보관기간을 늘리는 물질이기 때문이다.

  • 요오드 131 : 반감기는 8일로 꽤 짧은 편. 방사능 오염의 지표로 쓰인다. 요오드 동위원소이기 때문에 갑상선에 달라붙는다. 이 물질을 막기 위해 체르노빌 원자력 발전소에 투입된 소방관들은 요오드를 섞은 보드카를 지급받았다. 요오드 131을 갑상선이 흡수한다면 갑상선암에 걸리지만 요오드가 든 보드카를 마셔두면 요오드 131이 결합할 자리를 해가 없는 요오드가 미리 차지하므로 위험을 피할 수 있는 것이다. 그렇지만 다른 방사능 물질들을 막지 못했다. 요오드-131은 제논-131로 붕괴되며 요오드-131이 든 통을 환경에 노출시킬려면 300일은 보관해야 노출시킬 수 있다.

  • 코발트 60 : 반감기는 대략 5년이다. 인류를 멸망시키는 무기로 종종 언급되는 코발트 폭탄에서 생기는 방사성 물질이 바로 이것이다. 환경에 무해하게 되려면 160년은 보관해야 한다.

  • 폴로늄 210 : 반감기는 138.401일이며 방사능 홍차담배에도 함유되어 있다. 청산가리의 25만 배에 이르는 독성을 자랑한다. 치사량은 1마이크로그램, 즉 100만 분의 1그램.# 생체 파괴력이 큰 알파선을 내뿜기에 인체로 들어간다면 더 이상의 자세한 설명은 생략한다. 납으로 붕괴되며 방사능의 위험을 벗어나려면 10년은 보관해야 한다.

  • 플루토늄 239 : 원자폭탄의 재료로 쓰이는 바로 그 플루토늄이며 반감기는 24,000년이다. 방사능 물질이니 취급에 주의해야 한다. 그리고 절대로 많이 모아두면 안 된다. 왜냐면 우라늄처럼 임계량을 넘을 경우 연쇄반응을 일으키기 때문이다! 이런 사고를 임계사고라고 부른다.[5] 일본에서는 청산가리보다 안전한 존재라고 한다. 에너지 자원으로 쓸 수 있지만 그냥 보관하면 우라늄-235로 붕괴한다. 미래에 안정적으로 순도 99.5% 이상의 우라늄-235로 추출할 경우 보관기간이 22만년이며, 만약 계속 보관하여 천연에 존재하는 우라늄-235의 방사능만큼 약화되려면 80만년은 보관해야 된다.

5. 처리


5.1. 저준위, 중준위 방사능 폐기물의 처리

위에 적은 이유로 방사능 폐기물은 반드시 처리해야 하지만 화학적인 방법으로는 없앨 수 없다. 화학반응으로는 원자핵을 건드릴 수가 없으며, 잘못하면 거기에 사용한 산이나 알칼리 용액도 방사능 폐기물 신세가 된다. 줄이랬지 늘리랬어? 그러나 약간 희석되기에 같은 양에 비해선 방사선 방출량이 떨어진다.

따라서 이걸 처리하려면 물리적인 방법을 쓰게 되는데 현재까지는 세 가지 방법이 있다.

5.1.1. 원자로 안에 그대로 둔다

지금 흔히 쓰는 방법인데 이는 원자로 자체에 원자력 사고를 방지하는 안전장치가 많기 때문이다. 그런데 원자로가 점차 낡아서 콘크리트 벽이 약해진다면 틀렸어 이제 꿈이고 희망이고 없어가 되므로 언젠가는 원자로에서 방사능 폐기물을 꺼내야 한다는 단점이 있다.

5.1.2. 너희들을 묻어버리겠다

땅에 파묻어 버리는 방법인데, 여기에도 몇 가지 조건이 있다. 지질학적으로 안정된, 두꺼운 암반층이 방사능을 차폐할 수 있는 땅을 써야 한다. 일반적인 핵분열 생성물인 세슘-137이나 스트론튬-90의 경우 900년간 보관해야 한다. 또한 우라늄-232와 사마륨-151과 같은 중반감기를 가진 방사성 동위체들은 2천년 정도는 묻어두는 것을 각오해야 하며, 초우라늄 동위 원소인 플루토늄-240인 경우 10만년이나 묻어야 하므로 부지를 신중하게 선정해야 한다. 문제가 또 하나 있는데 방사성 폐기물이 방출하는 을 고려해야 한다.

이 열이 워낙 강하다. 처음 원자력 발전소에서 막 태우고 나온 고준위 폐기물들은 800℃도나 되는 열을 발산하기 때문에 꺼내고 나서 2시간 내로 붕소를 탄 수조에 담궈야 한다.(사용 후 핵연료에 포함된 우라늄, 플루토늄의 자발핵분열로 인해 생성된 중성자를 흡수하기 위해 물에 붕소를 탄다.) 여기서 조금 더, 예를 들어 하루나 이틀 놔두게 되면 1800℃를 넘어 피복재가 녹아 내용물들이 누출되게 된다.(후쿠시마의 경우 냉각수가 보급이 되지 않아 식히지 못해 피복재 용융현상 발생으로 생성물 누출, 주위 방사능 오염) 이렇게 최소 6년에서 10년을 두어야 한다. 그 다음에도 바로 땅에 묻을 수 없다. 부지가 없다면 50년 이상이라도 수조에 담궈야 한다. 부지가 있다면 두꺼운 케이스를 제작하여 여기에 폐기물을 담은 다음 공기로 냉각할 수 있다.

땅에 묻으려면 고준위 폐기물 온도가 식히지 않더라도 100℃ 이하를 유지해야 한다. 중수로 사용 후 핵 폐기물의 경우 40년 이상 식혀야 하며, 경수로의 경우 60~80년을 식혀야 한다. 핵분열 생성물의 농도가 높을 수록 100도 이하로 떨어지는데 오래 걸린다. 100℃ 이하로 떨어뜨려야 하는 이유는 땅 속에 묻었을 경우 지하수 등 주위의 수분과 접촉될 경우 폐기물 저장케이스의 부식이 빨리 진행되고 폐기물이 누출되기 때문이다. (지금 심해저에 고준위 폐기물을 많이 버렸었는데 부식이 진행되어 폐기물이 조금씩 새고 있는 것이 많이 있다.) 하지만 안정적으로 되려면 60도 이하로 식혀야 하므로 100년 이상은 보관한 다음 안정된 부지에 묻어야 한다. 아직까지 고준위 폐기물이 땅 속에 들어간 경우는 없다. (심해저에 버려진 경우는 있어도....) 일부 몇몇 국가에서 고준위 폐기물을 묻을 저장고를 건설 중이며 이 점을 고려하고 있다. 핀란드온칼로는 이러한 부분을 가장 극단적일 정도로 고려한 시설.

일반적으로 현대에 방사성 폐기물은 유리화 공정을 거쳐 보관되는데 이것은 폐기물을 유리 덩어리 안에 집어넣어 새나가지 않도록 하는 것이다. 문제는 이 유리를 아무리 잘 식힌다고 해도 언젠가는 녹기 마련이므로 그 경우에도 방사성 폐기물이 다른 곳으로 새지 않도록 두꺼운 암반층이 주위에 있어야 한다.[6]

그래도 중저준위 방사능 폐기물의 입지선정은 그렇게까지 어렵지 않다. 방사능이 약해서 관리가 그나마 쉽기 때문이다. 일단 중저준위 폐기물 중에는 반감기 24000년을 자랑하는 플루토늄 같은 악질은 없으니 관리 기간도 상대적으로 짧다.

5.1.3. 바다에 넣는다

방사능 폐기물을 유리화 처리한 후 콘크리트에 굳혀서 바닷속 깊은 곳에 처넣는 방법이 있다...만 이건 잘못하면 바다가 오염된다. 실제로 태평양과 대서양 일부 지역에서는 기준치의 200~3000배의 방사성 물질을 함유한 해산물이 발견되고 바다도 기준치의 몇배 이상의 방사성 물질을 함유하고 있는 지역이 해류를 따라 흐르고 있다. 전세계적으로 여러 국가가 이 짓을 했으며, 물론 여기엔 대한민국도 포함되는데(...), IAEA 자료에 따르면 울진 앞바다에 45톤 정도를 버렸다고 추산된다.

전세계의 태평양이나 대서양 등 심해 3500m 이상의 깊이의 심해에 10만 드럼이 넘는 고준위 핵폐기물이 버려졌으며, 지금도 암암리에 행해지고 있다.
우리는 오늘만 산다
후손들 : 아이고

5.1.4. 결점

위에 소개된 방법들은 모두 지역 주민들의 반발을 사기에 충분하다. 만약 방사능 폐기물이 새어나올 경우에는 그 일대가 생지옥이 된다. 그리고 결정적으로 위의 방법은 중, 저준위 폐기물에나 쓰는 방법이다. 결국 아직까지도 고준위 폐기물이 직접적으로 처리된 경우는 없다.


아직은 방법이 없으므로 그냥 중성자흡수재인 붕소를 푹 탄 물에 담가서 보관하는 중이다.[7] 사진을 보면 고준위 폐기물에서 나오는 방사선이 일으키는 체렌코프 현상으로 담가져 있는 물이 아주 시퍼런 모습을 볼 수 있다. 풀장 물에 담갔다가 충분히 식힌 후에 유리화시켜 처리할 수도 있지만 언제 식을지는 모른다. 우리나라는 아직 발전소 내의 연료 하치장에 공간이 남았지만 언젠가는 가득 차기에 고준위 폐기물 처리장 부지선정을 고민하고 있다.

고준위 폐기물 처리 문제를 해결하기 위해 여러 가지 방안이 연구되고 있다. 답이 없다는 곤란하지 않은가. 현재는 답이없지...

5.1.5. 토륨 원자로

토륨 원자로[8]는 핵폐기물 배출량이 100분의 1로 적고 몇몇 방사성 물질은 이 원자로로 처리할 수 있다고 한다. (근데 방사성 물질 처리와 핵폐기물 배출량이 적다는 사실은 SF이다. 그런 건 불가능하다.)[9] 문제는 발전 효율이 꽝이고 배보다 배꼽이 큰 오해려 낭비라서 상업발전 용도로 쓰기에는 부적합하다는 것.(토륨항목 참고하자.} 그래서 연구가 더 필요하다. 그러나 이 방법은 아직 개발되지 않았다. 그런거 없다.

5.1.6. 핵변환

고준위 폐기물에 중성자, 레이저 등을 쏘아 다른 원소로 바꿔버리는 방법이다. 제대로 먹히면 고준위 폐기물을 반감기가 짧은 원소로 만들거나 중준위나 저준위 폐기물로 바꿔버릴 수 있지만 경제성도 낮고 가속기로 처리해야 하므로 매우 장난스러운 일이다. 대량의 핵폐기물을 핵변환 시키는 것보다 차라리 핵분열 생성물이 붕괴되는 수십만년을 기다리는게 더 빠른 처리이다. 퀴륨이나 플루토늄의 경우 핵분열이 되지만 주석-126, 세슘-135와 같은 장반감 동위체는 핵변환으로 처리한다는 것은 불가능한 일이다. 고준위 폐기물이라는 것이 원래 이것저것 섞인 터라 더 위험한 생성물들이 생성되기 마련이다. 방사능 폐기물 소멸처리라는 것은, 폐기물을 툭 쳐서 뿅 하고 100% 안정원소로 바꾼다는 말이 아니다. 특히 문제가 되는 핵종을 분리, 제거하고 고준위 폐기물의 양을 줄이는 것이 목적이다. 폐기물에 중성자를 쏘면 중성자를 흡수하여 다른 핵종이 되거나, 변환된 핵종이 붕괴되거나 할 것이고, 이를 통해 중-장수명 폐기물을 태워버릴 수 있다. 중성자가 많이 나오는 증식로를 이용한 방안도 있고, 폐연료 소각 전용 가속기구동 미임계로도 제안되어 있다. 증식로의 경제성 문제 때문에[10] 가속기구동 미임계로를 짓는 쪽으로 로드맵이 짜여져 있다. 양성자가속기로 직접 폐기물을 치겠다는 생각은 경제적으로 장난스러운게 너무나 당연하기 때문에 아무도 고려 안한다. 원자로에 딸린 양성자가속기로 납이나 텅스텐 같은 원소를 때리면 중성자가 팍팍 나오고, 그 중성자를 이용해서 원자로를 돌리며 폐기물을 태우고, 태우면서 중성자가 또 나오고 하는데, 생산되는 중성자가 더 적기 때문에 미임계 상태이다.[11] 임계로 두면 컨트롤이 어렵기 때문에 미임계 상태로 두는 것. 미임계상태라도 많은 열이 발생하기 때문에 이것으로 발전기를 돌리고, 그 전력으로 양성자가속기를 돌린다. 즉, 이 원자로는 소각이 주 임무... 재처리와 이 기술이 실용화되면 양은 1/100, 보관기간은 1/1000(1000년 이내)로 줄어들 것이라고 예측하고 있다. 이게 SF라고 말하고 싶은 사람도 있는 것 같은데 미임계로에 대한 개념이 1970년대에, 개발 로드맵이 1990년대에 나왔다... 미국은 2015년에 실제 기존 핵연료를 이용한 실험 시작에 2025년에는 실제 핵폐기물을 이용한 실증로 운전 들어갈 계획. 미국, 일본, 유럽 모두 각각 미임계로에 대한 로드맵이 나와서 개발중이고, 한국에서도 파이로프로세싱 관련 연구에 따라 들어가는 상태. 수십만년보다는 훨씬 짧고, 장난도 아니며, 더 위험한게 나오면 애초에 시작도 안했을 것이다. 중성자로를 이용해 태울 수 없는 반감기가 긴 원소가 몇 종 남게 되지만, 반감기가 긴 만큼 방사능도 적다.

5.1.7. 안 되겠소! 우주로 쏩시다!

아예 우주로 추방해 영원히 이별하자는 방법.

다만 이쪽의 경우 쏘아 올리다가 공중폭발할 경우와 올라가다가 다 못 올라가 엉뚱한데 떨어질 경우를 생각해 보자. 공중폭발할 경우 그 주변이 초토화 될 것이며 올라가다 엉뚱한 곳으로 방향이 바뀔 경우 그 나라와 철천지 원수가 되고 전쟁, 보복 등이 있을 것을 각오해야 한다.아 물론 바다(공해)로 떨어지면 전쟁날 일은 없지만, 그렇게 되면 바다를 못쓰게 된다. 그런데 만약 공해가 아니라 한 나라의 영해로 떨어지면? 더 이상 자세한 설명은 생략한다 한 번 삐끗하면 ICBM더티 밤을 탑제해서 쏘는 것이나 마찬가지고 이 경우 핵 보복이 있을 수도 있다.

성공했다고 치고 결과를 보면 지구 환경이나 안전에 가장 좋기는 한데 우주로 보내는 기술의 신뢰도가 아직 부족해서 문제. 우주쓰레기 안되게 아예 태양으로 보내서 없애자는 말도 나온다.

5.1.8. 너희들을 묻어버리겠다 2탄


유리 고화제.

방사성 폐기물을 유리 안에 가두고 이걸 깊고 깊은 땅 속에 묻어서 100만 년 정도 못 나오게 하는 방법이다. 이렇게 하려면 우선 '유리화'라는 과정을 통해 유리 고화제라는 물건을 만들어야 하며 만드는 방법은 다음과 같다. 참고로 이 기술은 원래 고준위 방사능 폐기물을 처리하기 위해 만든 것이다.

  • 사용 후 연료봉을 재처리한다.
  • 재처리한 후 분열 생성물을 액체로 만든다.
  • 분열생성물을 유리 용광로에서 비결정질 유리와 섞는다.
  • 만든 유리를 잘 식힌다. 참 쉽죠?

유리화는 중금속, 방사성핵종과 같은 유해물질을 유리구조 안에 가둬 영구적으로 격리해 외부 유출을 원천적으로 차단해 안전성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 폐기물의 부피를 획기적으로 줄이는 기술로 최첨단 기술이다. 근데 이것도 부피는 줄일 수 있지만 결국 쌓이는 건 마찬가지다(...).

이렇게 한 후 유리 고화제를 최대한 두꺼운 통에 넣어서 방사선을 차단하고 이 통을 다시 고준위 방사능 폐기물 처리장에 묻어서 처리하면 된다. 100만 년 정도는 움직이지 않을 안정된 지층구조를 가진 곳을 선택해야 하므로 힘은 들지만 일단 묻으면 100만 년 후에나 방사능 폐기물이 밖으로 나오게 되며 이때가 되면 방사능 폐기물은 거듭된 붕괴로 그 양이 극히 줄어들었기에 그럭저럭 안전한 상태가 된다. 그런데 처리장이 아직 없잖아? 안될 거야 아마

현재 핀란드에서 500미터 지하에 고준위 폐기물의 보관을 목적으로 온칼로(핀란드어로 '은폐장소')라는 시설을 건설 중이다. 총 9천톤의 폐기물을 저장할 계획으로 22세기 완공예정. 궁금하면 영원한 봉인(Into Eternity, 2010)이라는 다큐를 찾아보자. 완공 후 콘크리트로 시설 전체를 통째로 밀폐하여 10만년동안 방치 예정.

이 정도 급의 폐기물 처리시설 건설 계획이 잡혀있는 곳이라면 당연히 그 보안도 엄청나다. 먼 미래에 인류가 멸망하거나 석기시대로 퇴행할 경우를 대비해 미래의 후손이나 종족들이 이곳에 접근하지 않도록 이런 시설에는 특이한 경고문이 붙어있다. 경고문을 가능한 한 다양한 주요 국가의 언어로 적어놓고 (해석이야 안 될 가능성이 높지만 아무래도 일단 적어놓는 게 안 적는 것보단 나을지도?) 한눈에 봤을 때 이 곳이 위험한 곳임을 알 수 있도록 특별히 디자인된 표시들이 붙여져 있다.[12]

주의할 게 하나 있는데 착한 위키러들은 절대로 유리 고화제에 손 대지 말고 접근하지 말고 쳐다보지도 말자. 유리화시켰다고 해도 고준위 방사능 폐기물이 내뿜는 어마어마한 방사선이 줄어드는 게 아니기 때문이다. 만약 당신이 유리고화제에 손을 댄다면 20초만에 치사량의 방사선에 피폭당할 것이다. 으앙 죽음

일반적인 유리고화제의 방사능을 차단하기 위해서는 유리 고화제로부터 1m 거리에 1.5m 두께의 콘크리트벽을 쌓으면 된다.

6. 재활용

6.1. 방사성 폐기물 재활용의 문제점

여러 위험성이 따르긴 하지만 재활용하는 방법이 있다. 플루토늄 재처리나 열화우라늄의 사용 아니면 핵폐기물에서 희귀 원소들을 분리해서 연구하는 데 사용하는 등의 방법이 있다. 아니면 방사능 홍차 재료로 쓰던가 아니면 수소폭탄처럼 강한데 방사능 물질이 별로 안 나오는 폭탄들에 코팅시켜 살상능력을 높이는 데 쓸 수도 있다.[13] 사람 죽이는 폐기물 처리하랬더니 사람 죽이는 무기 살상력 강화하는데 쓰...어?!

근데 문제는 이 재처리 과정이 어렵고[14] 이 과정에 쓰이는 화학 물질들의 상당수가 방사능을 떠나 매우 유독한 것들이 많다는 점이며 이런 시설에서 만약 사고가 나면 대재앙이 벌어진다. 덤으로 이렇게 재활용을 한다고 해도 안 써먹는 물건들은 다 고준위로 남는다.

6.2. 파이로 프로세싱(건식 처리 공법)의 개발

위에서 나와있듯이 방사능 폐기물을 재활용하는 데 문제가 있지만 이 공법을 이용하면 원자력에 쓰였던 사용 후 핵연료를 순수한 플루토늄 추출 가능성[15]을 없애면서 다시 원자력 발전의 연료로 사용할 수 있게 재처리를 할 수 있다. 이 기술은 한국의 핵물리학자들이 만든 기술로 원자력 발전에 쓰이고 더 이상 쓰이지 못하게 된 사용 후 연료들을 처리하는데 획기적인 방법을 제시하고 있다. 하지만 한국이 이 기술을 사용하려면 한미 원자력 협정을 개정해야 하지만 미국 쪽의 전문가들이 이 기술이 핵무기 확산 위험성이 없는지 검증되지 않았다며 반대하고 있어서 협정을 개정하지 못해 사용하지 못하고 있다. 관련 기사(서울신문).

하지만 플루토늄이 어마어마하게 쌓이고 있는 판국에 결국 언젠가는 추출해서 원자력 연료로 써야 한다.

6.3. DUPIC

현재 미국, 캐나다, 한국에서 DUPIC을 개발하고 있다. DUPIC은 Direct Use of spent PWR fuel In CANDU의 줄임말인데, 사용후 남은 가압경수로 연료를 CANDU에 넣어서 한번 더 태우는 기술로 이걸 사용하면 방사성 폐기물도 어느정도 줄일수 있고, 덤으로 CANDU는 일반 천연우라늄에 비해 확실히 농축이 되다보니 출력이 증가하기도 한다는 점도 있다. DUPIC은 어느정도 겉을 훅 뜯고, 안의 사용후 핵연료를 재소결하여 CANDU 연료봉안에 박아넣으면 되는 참 쉽죠적인 기술이나, 문제는 이것도 사용후 연료를 분해해야 되며 그리고 연료수송 및 기타 문제등이 있는게 함정이다.

7. 방사능 폐기물로 오염된 곳

대부분의 방사능 폐기물은 폐기물 처리장에서 관리되고 있으며 원자력 사고가 났던 곳도 대부분은 정화되어 안전해졌다. 그러나 간혹 그렇지 않은 곳이 있는데 이는 방사능 오염이 너무 심각한 지역이다. 위험하니 가지 말자.

  • 마야크 재처리 공장 인근 - 원자력 사고가 수십 차례에 걸쳐 일어난 곳으로 주변에 뿌려진 방사능 폐기물의 양은 체르노빌조차 범접할 수 없다. 특히 이 공장 부근에 있는 카라차이 호수에는 절대로 가지 마라. 가면 죽는다.

  • 셀라필드 원자력 단지 내의 B30, B38 건물 - B30 건물은 마그녹스에서 꺼낸 사용 후 연료를 보관하는 장소인데 문제는 그 위엔 뚜껑이 없다! B38 건물은 아예 연료와 연료를 감싸는 클래딩이 냉각용 연못으로 풍덩해버리고 원자로 건물 붕괴. 그래서 덩달아 서유럽에서 제일 위험한 건물 1호, 2호가 되었다. 그 덕택에 해체비용이 덩달아 증가, 1년에 15억 파운드(현재 한화로 2조 6594억 7천만원)이나 든다!

  • 체르노빌 원자력 발전소 인근 - 누구나 다 아는 위험지역. 프리피야트붉은 숲과 같은 위험천만한 지역이 널려 있다.

  • 후쿠시마 원자력 발전소 사고 현장과 그 주변 - 원자로 6기 중 4기에 문제가 생겼다(2기는 지진 전에 이미 셧다운 상태였었기 때문). 앞으로 방제가 완료될 때까지는 위험지역으로 남을 것이며 정화에는 100년이 걸릴 것이라는 전망이 나왔다.

  • 핵실험장 - 잔류 방사능이 남아있을 우려가 있다. 정화되었다면 몰라도 만약 그렇지 않다면 곤란해진다. 핵실험장 관련 정보는 비키니섬 핵실험세미팔라틴스크, 네바다 핵실험장 항목을 참조하자.

  • 울진 앞바다(...) - 대한민국 정부가 68년부터 72년까지 방사성 폐기물 45톤을 투척했으며, 정확한 방사능 양은 불명이다(...). 덤으로 저 방사능양이 불명인건 IAEA에 보고할때 진짜 저렇게 보고했기 때문...

더 있으면 추가 바람.

8. 국제사회의 대책

기본적으로 방사능 폐기물이 나오면 해당 국가에서 알아서 처리하는 것이 원칙이다. 즉, 거래의 대상으로 쓰면 국제법에 따라 해당 국가는 여러 가지 무역장벽이 쳐질 각오를 해야 한다. 판 쪽도 산 쪽도 문제가 된다. 이와 비슷하게 핵연료 재처리의 경우엔 연료봉 주고 돈 주고 연료봉 처리해달라고 한 나라가 덤으로 고준위 폐기물을 책임지고 처리하는 것이 원칙이다.

다만 한 가지 예외조건이 있는데 방사능 폐기물을 수출하고자 하는 국가는 반드시 이를 처리할 수 있는 능력을 지닌 국가에 수출해야 한다는 점이다. 이 때문에 대만부카니스탄에 방사능 폐기물을 보내고자 했을 때 동아시아 사회는 그야말로 충격과 공포에 휩싸였었다. 자기네 방사능 폐기물도 어떻게 처리하는지 불투명한 북한에 수출하는 대만의 행동에 전 세계가 뭐라 할 말을 잃었을 정도.

또한 수출 가능한 방사능 폐기물도 LL 기준에 맞아야만 수출할 수 있다. 향후 법률이 바뀌면 수정바람.

그리고 처리하기 힘들다고 바다에 버리면 위법이지만 원자력 관련 시설에서 방사능 폐기물을 버릴 경우는 규정에 없다. 그렇게 하면 자기 나라가 방사능에 오염되므로 그런 짓을 할 녀석은 없을 거다...즉 상식적이고 개념이 있다면 안한다 는 것이 이유인데 이 점을 악용하여 일본이 방사능 폐기물을 대량으로 태평양에 버려서 문제가 되었다. 그래놓고 한다는 변명을 줄이면 우리가 공기업인줄 알았나여 우린 민간기업이라고 국가는 우릴 통제할 자격없긔 'ㅅ'; 야이...

2011년 5월 9일자 보도에 따르면 미국과 일본이 극비리에 몽골에 핵폐기물 저장시설을 건설하는 계획을 추진하고 있다고 한다.

2012년 10월 15일, 경기도 의왕시의 한 도로에 방사능 폐기물 1,700톤을 몰래 묻은 사실이 드러났다.
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  • [1] 우리가 마시는 커피에서 나오는 방사선과 양이 거의 같다고 한다.
  • [2] 핵변환으로 방사능의 양을 확 줄이고 보관시간도 줄일 수 있다. 이러한 원자로에 대한 개념은 과거에 이미 나왔다. 발전용으로 나온거지만 현재는 소각로 개념으로 바꿔 쓰고 있는 듯? 밑의 핵변환 섹션 참고
  • [3] 일반인이 방사성 폐기물에 손을 대면 어떻게 되는지는 고이아니아 사건을 참조하자.
  • [4] 물론 반감기가 짧다고 무조건 더 위험한것은 아니다. 이 방사능의 위험성은 원자량에 따라 달라지고 실험실에서 만들어내는 악티늄계의 신新원소들은 반감기가 너무 짧아 반감기 동안에 겨우 자기 전자궤도에 다다를 짧은 수명의 원소도 있기 때문이다.
  • [5] 이런 유형의 사고로 죽은 사람은 현재까지 21명이며 모두 순식간에 치명적인 피폭을 당했다. 그러나 루이스 슬로틴이 그런 사고를 만났을 때 플루토늄 덩어리의 연쇄반응을 강제로 중단하여 동료를 구했다. 자세한 것은 해당 항목 참조.
  • [6] 우리나라에도 이런 용도로 만들어진 방사성 폐기물 처분장(방폐장)이 경주에 있다. 물론 중준위 폐기물 용도로 사용되고 있지 고준위 폐기물은 절대로 그곳에 처리하지 않는다. 문제는 경주의 지층은 그렇게 안정적인 곳이 아니다. 근처에 활성단층도 존재하고 있고, 경주는 지질시대 동안 상당히 많은 변화가 있었다. 실제로 건설 도중 난공사로 건축기간이 예상보다 늘어졌다.
  • [7] 땅에 묻으면 되지 않겠느냐고 하겠지만 현재 그렇게 보관하는 곳은 체르노빌 원자력 발전소 정도이며 그곳도 원해서가 아니라 4호로가 녹아서 그런 것이다. 여기는 최소한 한 번 폭발할 뻔했으며 자세한 것은 해당 항목 참조.
  • [8] 말 그대로 우라늄이 아니라 토륨을 연료로 사용하는 원자로. 현재 연구중이다. 토륨의 매장량이 우라늄보다 풍부하므로 연료 수급이 더 쉽고 핵분열 생성물의 위험도가 기존의 원자로보다 더 낮으며 결정적으로 토륨을 연료로 사용하는 원자로는 핵무기 개발에 쓸 수 없다는 장점이 있다. 그래서 차세대 원자로로 주목받고 있는 것 같지만... 우라늄 매장량도 충분한데 굳이 개발할 필요가 있겠어?
  • [9] 경제성 문제와 관련이 있는 것이지 초우라늄 핵종을 소각한다는 개념은 이미 옛날에 나온 것
  • [10] 안그래도 경수로보다 경제성이 딸려서 짓지도 못하는 판에 출력향상에 방해가 되는 부업을 시키긴 어렵겠지
  • [11] 가속기를 끄면 원자로가 꺼진다
  • [12] 방사선 항목에 붙어있는 2010년 개정 방사능 표지판이 이런걸 염두해 두고 만든 특별 디자인 표지판의 한 예라고 할 수 있다.
  • [13] 자세한 건 핵연료 재처리를 참조하자.
  • [14] 당장 선진 몇몇 국가만이 이런 기술을 보유하고 있다. 그리고 이런 원자력 관련 기술은 배워오기도 쉽지 않다. 이게 다 핵확산 위험 때문이다.
  • [15] 미국, 러시아, 중국 등의 핵보유국들이 사용 후 연료의 재처리를 반대하는 이유. 플루토늄은 핵무기의 제조에 쓰일 수 있다.