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'방사선조사'(放射線照射)라는 말은 방사선으로 무얼 조사(調査)한다는 것이 아니라 방사선으로 무얼 쪼인다는 뜻이다. 좀더 기술적으로 말하면 전리(電離)방사선을 여러 가지 목적으로 어떤 물질에 쪼이는 것을 말한다. 방사선이란 것은 태고 적부터 자연적으로 존재하여 온 것이기 때문에 오늘날까지도 세상 만물이 매일매일 그야말로 자연적으로 받고 있는 것이지만 원자력 기술이 발달함에 따라 인 공적으로 만들 수도 있게 되었다. 원자로를 이용하여 방사능을 띤 동위원소(방사성동위원소) 를 만들어 대량의 방사선을 얻을 수 있으며 전기에너지를 이용하여 방사선을 얻을 수도 있 다. '엑스선 발생 장치', '전자선 가속기', '이온 가속기'등이 그것이다. 이렇듯 인공적으로 방 사선을 만드는 것은 방사선을 산업, 농업, 의료의 각 분야에서 폭넓게 활용함으로서 '삶의 질'을 높이기 위해서이다. 방사선조사 기술은 산업적으로 거의 무궁무진하게 활용되고 있다. 일반적으로 산업생산에 이용되고 있는 공정은 대부분 열화학공정인데 이 공정에서는 화학반응을 일으키기 위해 많 은 열에너지를 소비하여 온도를 높이 올려주어야 한다. 그러나 방사선을 이용한 공정은 온 도와 거의 관계가 없다. 상온에서는 물론, 그보다 더 낮은 온도에서도 반응을 일으킬 수 있 다. 뿐만 아니라 높은 방사선에너지를 이용하므로 가열법으로 얻을 수 없는 제품도 쉽게 생 산할 수 있다. 또 촉매 등 다른 화학물질을 넣지 않아도 되기 때문에 매우 순수한 물질을 만들 수 있다. 그런가 하면 방사선조사 공정은 에너지를 절약할 수 있으며, 공해 물질을 거 의 방출하지 않는다는 장점도 있다. 이런 장점들 때문에 이미 벌써부터 여러 가지 적용 기술이 개발·실용되고 있으며 우리나 라에서도 몇 가지 중요한 기술이 산업의 현장에서 적극 활용되고 있다. 예를 들면 1회용 의 료제품의 멸균 소독, 전선이나 통신케이블의 우수 피복재 제조, 발포 플라스틱 생산 등등 허 다하다. 최근에는 환경보존을 위한 방사선조사 기술이 개발되어 그 일부는 산업화 단계에 있기까지 하다. 하수 찌꺼기에 방사선을 조사하며 퇴비를 만들기도 하고 쓰레기 따위를 태 울 때 나오는 이산화황이나 산화 질소 등 공해 물질에 방사선을 조사하여 질소, 유안과 같 은 비료를 만들 수도 있다. 또 상수도나 하수도에 방사선을 조사하여 유기물과 각종 균을 파괴함으로써 양질의 수돗물을 공급할 수 있고, 폐수도 깨끗이 처리할 수 있다. 이런 기술들 외에도 페인트나 우유팩 등 인쇄잉크의 고속경화(高速硬化), 순수 천연고무 제조, 테프론 분 말 제조, 플라스틱-나무 복합재 생산 등 다양한 분야에서 방사선 조사가 이용되고 있다. |
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추적자기술을 산업적으로 활용하는데 주로 이용되어온 추적자물질은 육안으로도 추적이 가능한 형광염료, 분석이 가능한 각종 화합물 및 방사성동위원소 등을 꼽을 수 있다. 이들 중에서 방사성동위원소를 추적자로 이용하는 것이 염료나 화학물질에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있기 때문에 가장 활발하게 이용되어 왔다. 특별한 경우를 제외하고는 감마선을 방출하는 방사성동위원소를 추적자로 사용한다. 감마선은 투과력이 높으므로 방사성 동위원소를 조금만 대상물질에 넣어주어도 용기의 바깥쪽에서 그 움직임을 방사선검출기를 사용하여 쉽게 추적할 수 있다. 따라서 다른 추적자의 경우에서처럼 시료를 채취하여 따로 분석하지 않고도 더 정확한 정보를 빠르고 쉽게 얻을 수 있다. 또 대상물질 자체를 원자로에 넣어 중성자 조사함으로서 방사화 시키거나, 대상물질과 유사한 동위원소표지화합물을 만들어 추적자로 사용하므로 그 거동이 대상물질과 거의 같다고 할 수 있다. 일반인들은 방사성동위원소의 사용에 대해 막연한 두려움과 거부감을 가지고 있어 이와 같이 유용한 기술의 사용을 주저하는 경우가 종종 있다. 그러나 방사성동위원소에 대해 좀 더 자세히 알고 보면 이의 사용이 그다지 우려할 바가 아님을 알게될 것이다. 우선 사용되 는 동위원소의 양이 매우 적고, 반감기가 수 시간 내지 수십 시간 정도로 짧은 방사성동위 원소를 사용하므로 어느 정도 시간이 경과하면 방사능이 소멸되어 없어지게 된다. 예컨대 반감기가 6시간인 Tc-99m을 추적자로 사용했을 때, 사용 후 하루만 지나면 남아있는 방사 능은 원래의 16분의 1이 되고, 이틀이 지나면 2백5십6분의 1, 사흘이 지나면 약 4천분지 1로 감소되어 방사능이 거의 없는 것과 마찬가지가 된다. 동위원소 추적자기술은 그동안 화학, 생물, 농학, 의학 등 기초과학과 현대산업기술을 발 전시키는데 큰 공헌을 해왔을 뿐 아니라 현재에도 널리 활용되고 있다. 특히 산업적 이용은 석유, 화학산업은 물론 시멘트, 자동차, 유리, 철강, 제지 등 거의 모든 산업분야에서 활용되 고 있으며, 공해물질의 추적 등을 위한 환경분야의 이용도 증가되고 있다. 동위원소 추적자기술을 이용하여 실시되는 대표적인 실험으로는 생산설비 및 하천 등에서 의 유속측정, 반응기에서의 원료 체재시간 분포측정, 복잡한 형상을 한 용기의 부피측정, 지하 매설 파이프 및 열교환기 등에서의 새는 곳 찾아내기, 혼합기의 원료 혼합도와 적정 혼합시간 측정, 바다 모래의 이동 방향과 속도측정, 마모도측정, 퇴적물측정, 파이프 막힘 위치 측정 등을 들 수가 있다. |
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원자로는 우라늄과 같은 원자핵이 중성자를 쉽게 흡수하여 핵분열 연쇄반응이 잘 일어 날 수 있도록 중성자의 속도를 늦춰주는 역할을 합니다. 중성자의 속도를 늦춰주는 감속재 로 물 또는 흑연등이 사용되고 있습니다. 이와 함께 원자로는 핵분열 연쇄반응이 너무 급격 하게 일어나지 않도록 제어하는 기능도 갖고 있습니다. 이러한 제어기능은 제어봉이 담당합 니다. |
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우리나라 원자력발전소에서는 움직이기 쉬운 분말상태, 또는 액체상태의 폐기물인 경우, 물과 시멘트를 섞어서 몰탈의 형태로 고화하는 방법을 주로 이용하고 있다. 현편 아스팔트 고화법 이란 것은 아스팔트고화법이란 것은 아스팔트를 약 1백60도(섭씨)로 예열하여 폐기 물과 섞어서 폐기물중의 수분을 제거하고 고화시키는 방법이다. 1997년 3월 11일 일본 동력로 핵연료개발사업단(PNC) 동해(東海)사업소에 있는 재처리 시설의 아스팔트 고화처리 시험시설에서 화재가 나고 이어서 폭발이 일어나는 사고가 있었 다. 이 시설에는 폐기물과 아스팔트를 압출기형의 혼합기로 섞은 다음 드럼통에 담는 충전 실이 있으며 사고는 이 충전실에서 만들어진 고화체드럼안에서 일어났다.
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발전소에서 전기를 생산하기 위한 연료로 화학발전소에서 석유나 석탄 또는 천연가스 등을 사용하듯이 원자력발전에서는 핵연료를 사용한다. 원자력발전소에서 원료로 쓰는 핵연료는 원자로 속에서 핵분열을 일으키며 이때 나온 열을 이용하여 전력을 생산하는 것이다. 핵연료를 약 3년정도(월성발전소의 경우는 1년) 원자로내에서 연소시키면 더 이상의 핵분열 반응을 일으킬 수 없기 때문에 계속적인 전력생산을 위해 새로운 핵연료를 원자로에 넣고 다 타고난 핵연료는 사용후핵연료(使用后核燃料, spent fuels)라고 부른다. 즉, 사용후핵연료는 석탄발전소에서 타고난 석탄찌꺼기와 연탄아궁이에서 타고난 연탄재와 비슷하다고 볼 수 있다.
사용후핵연료의 관리에는 대략 두 가지 방법이 있다.
한가지는 사용후핵연료를 지하 500 미터 이상의 암반에 넣고 인간생태계와 철저히 격리시키는 방법이다. 이를 영구처분이라고 부른다. 또 하나의 방법은 사용후핵연료로부터 재활용 물질을 분리하여(이 과정을 '재처리'라고 부름) 핵연료 물질은 다시 사용하고 고방사성 물질은 영구 처분하는 방법이다.
원자력의 장.단점 |
방사선에 따른 영향을 말씀드리자면 크게 신체적 영향과 유전적 영향을 들 수 있습니다.
1. 신체적 영향 (Somatic Effect) : 피폭자 자신에게 국한된 영향
① 급성효과
단기간내 비교적 다량의 방사선을 피폭 받음으로서 피폭후 수주일내 관찰되는 영향으로 조혈장기 장해 (100~500 Rem), 위장장해 (500~1000 Rem), 중추신경장해 (~천 Rem) 등이 발생됨.
② 만성효과
약한 방사선량으로 장시간에 걸쳐 조사되거나, 급성증이 오래 되었을 때 나타나는 방사선의 영향으로 혈액장해, 피부장해, 생식선 장해 등이 있다.
2. 유전적 영향 (Genetic Effect)
방사선 피해가 자신은 물론 그 자손에까지 미칠 경우이며, 유전자에 영향을 주어 유전자 돌연변이 현상을 일으키거나 염색체에 영향을 주어 염색체수의 소실 또는 중복 구조 등을 나타내는 영향
다량의 방사선에 노출되면 위와 같은 영향이 있다고 합니다. 이러한 연구결과는 원자폭탄 투하 시에 발생하는 다량의 방사선에 영향을 받은 사람들에게서 얻은 것입니다. 따라서 원자력 발전소에서 발생하는 방사선의 양과는 비교를 할 수가 없는 것이죠. 하나는 파괴를 목적으로 만든 것이고, 다른 하나는 평화를 목적으로 만들어 진 것이니까요. 그러나 일반 사람들은 아직도 원자력 발전소에서 발생하는 방사선을 원폭 투하 시 발생하는 그것과 동일시하는 경향이 많이 있습니다. 그 연장선상에서 원자력 폐기물을 생각하기 때문에 심한 반대가 일어나고 있는 것이지요. 원자력 폐기물은 말 그대로 쓰레기 일 뿐입니다. 그러나 건축폐기물도 그냥 버리면 불법이기 때문에 원자력 폐기물 또한 적정 기준에 맞게 버리기 위한 시설을 갖추는 것이지요. 수거물관리센타는 그러한 자연으로 되돌리기 위한 상태로 만들고 처리하는 시설일 뿐입니다.
다음으로 원자력의 장점에 대해 말씀드리자면.
첫째, 기름 한 방울 나지 않는 우리 나라는 에너지원(석유, 석탄, 천연가스)의 대부분을 외국에서 수입하고 있으며 앞으로도 경제 성장의 지속에 따라 에너지 소비는 계속 증가하여 에너지의 해외 의존도는 더욱 심화될 전망입니다. 따라서 언제 올지 모르는 에너지 위기에 대비하면서 에너지 자립 체제를 구축하는 노력에는 원자력만한 것이 없다는 것입니다.
둘째, 원자력에너지는 고도의 과학기술을 필요로 하는 에너지로 기술자립을 이룩하게 되면 타 산업에 파급효과가 매우 큰 준국산 에너지입니다. 원전연료의 재료인 저농축우라늄의 수입 외에는 모두 국산화가 가능하기 때문입니다. 특히 과학기술의 결정체라 할 수 있는 원자력기술은 우리나라 대부분의 첨단기술을 선도하고 있습니다. 또한 원자력 관련 기술은 국가 전략적 차원에서도 핵심적인 기술로 현재 우리의 원전 기술은 건설 및 운영 분야 모두 거의 기술 자립 단계에 있기 때문에 원전 기술을 중국 등에 수출도 하고 있어 우리 원전 기술의 우수성을 국제적으로 인정받고 있습니다.
셋째, 지금 하나뿐인 지구의 환경문제가 세계적인 이슈로 떠올랐습니다. 특히 지구의 온도가 올라가는 온난화 문제가 발등의 불입니다. 이런 환경문제는 이산화탄소를 다량으로 배출하는 화석연료의 과다사용이 주원인입니다. 이에 따라 국제적으로 기후변화협약이 이미 발효되어있는 실정이며 우리나라의 경우 소비 에너지 중 화석연료의 비중이 85% 정도로 높아 이산화탄소 증가율이 세계 1위를 기록하는 등 온실 가스 문제가 어느 나라보다도 심각한 상태입니다. 그러므로 국가차원의 대비책은 원자력만이 가장 현실적이다 할 수 있습니다.
넷째, 원전의 연료인 우라늄은 세계 전역에 고르게 매장되어 있고, 수입원이 정치적, 경제적으로 안정된 선진국이어서 세계 에너지정세에 크게 영향을 받지 않습니다. 반면에 석유는 정치적 위기가 상존하는 중동지역에 편중되어 유사시 공급이 중단되거나, 가격이 폭등해 제3, 제4의 오일쇼크가 올 수도 있으며, 부피가 커 운반과 비축에 어려움이 있습니다.
그러나 우라늄은 소량의 연료로 막대한 에너지를 낼 수 있으며, 수송과 저장이 쉽습니다. 예를 들어 100만kW급 발전소를 1년간 운전하려면 석유로는 150만톤이 필요하나 우라늄은 30톤이면 됩니다. 그리고 원전은 우라늄을 원자로에 한번 장전하면 12~18개월 가량은 연료를 교체하지 않아도 되므로 그만큼의 연료의 비축효과가 있는 셈입니다.
다섯째, 원자력발전은 화력발전과 같은 다른 발전방식에 비해 건설비가 다소 비싸지만 40년 이상의 운전기간 동안 사용되는 연료인 우라늄이 석유나 천연가스에 비해 월등히 싸기 때문에 매우 경제적입니다.
또한 석유나 석탄, 천연가스 등은 발전원가 중 연료비가 차지하는 비율이 보통 50% 이상으로 연료 가격이 오르면 그만큼 발전원가에 영향을 많이 미치게 됩니다. 그러나 우라늄은 가격이 쌀 뿐만 아니라, 연료비가 차지하는 비율이 10% 정도로 낮아 우라늄 가격이 오르더라도 발전원가에는 크게 영향을 주지 못합니다. 특히 앞으로는 우리나라가 개발한 한국형표준원전의 반복건설로 공기가 단축되어 건설비가 감소될 것이며, 발전원가 산정시 중요한 요소인 ‘발전소 이용률’도 점점 높아지고 있어 경제성 면에서 더욱 유리해질 것입니다
출처:아임빅스타 블로그
첫댓글 대체 에너지 개발이 많이 이루어 졌으면 좋겠습니다.