221213 나미비아 우라늄

[sesang]

나미비아 우라늄/221213/박찬석

우라늄은 20세기 후반에 들어와서 전략 에너지로 각광을 받고 있다. 원자번호 92번, 은백색이고 무거운 물질이다. 황산에 매우 잘 녹고 방사능을 방출한다. 지각 속에 2.7ppm, 바닷물 속에 1ppm 들어 있다. 흔한 물질이다. 우라늄 에너지 매장량은 석유와 천연가스 같은 화석연료에 비하면 무한정이다. 우라늄 자연광 속에는 우라늄 92U238이 99.28% 들어있고, 92U235가 0.72%들어 있다. 우라늄 92U235는 자연 상태에서 핵분열(fissile)이 일어난다. 우라늄 92U235는 원자력 발전과 핵폭탄을 만드는 원료이다.

우라늄광을 가장 많이 생산하는 국가는 카자흐스탄이고, 2만1천8백 톤, 세계생산의 45.1%를 차지했다. 2위는 나미비아가 11.9%, 5천700톤을 생산했다. 나비비아는 로싱(Rossing)과 랑게 광산에서 채굴한다. 우라늄을 정광(精鑛)하여 노랑 떡(Yellow cake)을 만들어 수출한다. 나미비아의 우라늄광은 액체굴착법(In-Situ Leaching)으로 채굴한다. 지하에 있는 우라늄 광맥에 용매를 넣어 녹여 액화시키고, 우라늄 액체를 펌프해서 채굴한다. 공해가 적고 주변을 오염시키지 않고 채굴 비용이 적다. 전 세계 우라늄 광 57%가 액체채굴법에 의한 것이고, 고체 우라늄 채굴은 43%이다. 나미비아 최대 수출품은 우라늄과 다이아몬드이다. 광산물을 수출하고 선진국에서 공산품을 수입한다.

한반도에도 우라늄이 매장되어 있다. 북한은 황해도 평산 광산에서 우라늄을 생산하여 핵무기를 개발했다. 남한에도 대전-옥찬-괴산 지질구조에 다량의 우라늄광이 매장되어 있다. 채굴을 둘러싸고 호주 우라늄 광산회사와 대전 금산 군민들 간에 갈등이 있다는 뉴스를 보았다. 1979년도 괴산에 우라늄 광산을 하여 큰돈을 벌었다는 친지의 이야기를 들었다. 한국은 4곳에서 25기의 원자로를 가동하고 있다. 전력 40%를 원전에서 얻는다. 한국의 원자로는 1개를 제외하고 모두 경수로이다. 경수로에는 4.5%로 농축된 우라늄(92U235)을 쓴다. 농축우라늄은 러시아에서 33.8%를, 나머지 중국, 영국, 프랑스에서 수입한다. 저농축 우라늄(92U235)은 원전에 쓰지만, 고농축 우라늄은 핵무기를 만들 수 있다. IAEA 감시가 엄격하다. (핵물리학 전공 강희동 박사, 경북대학교 명예교수, 화공학 전공 이만호 박사, 경북대 명예교수 자문).

우라늄 농축은 아무 곳에나 하지 못한다. 농축 허가를 받은 나라가 따로 있다. 아르헨티나, 브라질, 미국, 캐나다, 영국, 프랑스, 독일, 이탈리아, 스페인, 벨기에 네덜란드, 중국, 일본이고 무허가로 농축하는 나라는 인도, 파키스탄, 이란, 이스라엘, 북한이다. 한국은 발전용으로 농축우라늄을 미국, 프랑스, 중국, 일본, 러시아 다음으로 많이 쓰는 나라이다. 우라늄은 1kg당 85불이다. 우리나라는 매년 3천 톤(2억6천만불) 농축 우라늄을 수입한다.

원자력 발전은 방사능이 누출 되지 않는 한 깨끗한 무 탄소 에너지이다. 에너지 값이 저렴하다. 스리마일아일랜드, 체르노빌, 후쿠시만 원자로에서 방사능이 유출사고가 났다. 미국, 러시아, 일본은 원전 기술 최선진국이다. 경험하지 못한 대 재앙이었다. 사고 뒷처리를 못하고 있다. 그대로 방치하고 있는 셈이다. 사고는 예상치 않는 곳에서 예상치 못한 원인으로 일어났다. 인간이 만든 구조물은 언제 어디서나 사고가 일어날 수 있다. 원전 트라우마가 있다. 선진국들이 손쉬운 핵 발전을 기피하는 이유이다. 문재인 정권은 원자력 발전을 지양하고, 천연가스와 대체 에너지에 비중을 두었다. 같은 이유에서이다.

화석 에너지 과용으로 지구기온 상승이라는 심각한 문제가 제기되었다. 화석연료 발전이 주원인이다. 전기가 없으면 하루도 살아 갈수 없다. 대안으로 태양광, 풍력, 지열을 비롯한 대체에너지를 착수했다. 에너지를 많이 쓰는 국가들은 어느 나라를 막론하고 대체 에너지로 에너지 수요에 부응하지 못하고 있다. 방향은 옳으나 긴 시간이 필요하다. 에너지 자원 대국인 러시아가 우크라이나를 침공했다. 미국과 서방은 러시아산 천연가스와 석유에 제재를 했다. 천연가스와 석유 값이 폭등했다. 윤석열 정권은 원전 쪽으로 방향을 바꾸었다. 원전 정책에는 찬반이 있다. 선진국은 어느 나라를 막론하고 원전정책을 두고 갈등을 빚고 있다. 원전 가동 여부가 좌파냐 우파냐를 가르기도 한다. 핵 발전 선진국들은 딜레마에 뼈져있다.

탈 탄소, 천연가스 공급 차질, 방사능 유출사고를 감안한 4세대 원전이 거론되고 있다. 빌 게이츠와 앨런 머스크가 소형원자로(SMR, Small Modular Reactor)에 투자했다. 개발 경쟁이 치열하다. 미국 뉴스케일파워 사가 SMR 건설을 수주 받았고, 러시아는 극동 페벡(Pevek, 인구 5천)에 있는 쇄빙선에 2022년에 장착 했고, 중국은 링롱1호(玲珑一号)를 2026년에 가동 할 것이라 한다. 한국도 개발을 서두르고 있다. 아직도 완성된 표준형은 없다. SMR은 가압. 노심, 증류, 냉각으로 분리되어 있는 시설을 통합하여 하나의 모듈로 생산하는 방식이다. 전통 원전에 비하여, 방사능 유출 가능성이 낮고, 표준화하여 대량 생산이 가능하고, 공기(工期)가 짧고, 어디에나 설치 할 수 있고, 건설비가 적게 들고, IAEA 감시도 적다. 기업가가 투자하는 것으로 보아 개발이 멀지 않았다고 생각된다.

그림 4세대 원자로 SMR 구조

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