11가지 가장 큰 핵폐기물 처리 문제 및 해결 방법

원자력 에너지의 출현은 저비용, 고효율 에너지원에 대한 유망한 기회를 제공합니다. 그러나 핵폐기물의 적절한 처리는 여전히 매우 어려운 일이다.

핵폐기물은 매우 위험하기 때문에 관리하기 가장 어려운 폐기물 중 하나입니다. 따라서 우리는 핵폐기물 처리의 가장 큰 문제와 해결책을 탐구하려고 합니다.

자연적으로 방사성이거나 다른 방사성 원소에 의해 오염된 핵 공정에서 발생하는 물질을 다음과 같이 지칭합니다. 핵 폐기물.

원자력 생산 과정에서 방출되는 폐기물입니다. 이 폐기물을 어떻게 처리해야 하는지에 대해 많은 논쟁이 있으며 특히 고준위 폐기물(HLW)의 경우 더욱 그렇습니다.

미국 환경보호국(EPA)에 따르면 핵폐기물은 6가지 일반 범주로 분류됩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

원자로에서 나온 사용후핵연료
우라늄 광석 채굴 및 제분으로 인한 우라늄 밀 광미
사용후핵연료 재처리로 인한 고준위폐기물
저준위 폐기물
국방 프로그램에서 발생하는 초우라늄 폐기물.
자연적으로 발생하고 가속기에서 생성되는 방사성 물질.

핵 폐기물 처리 또는 방사성 폐기물 관리는 원자력 발전의 중요한 부분이며 원자력 발전소 및 기타 회사에서는 매우 중요하고 엄격한 지침을 따라야 합니다.

이 지침은 모든 핵폐기물이 생명(동물이든 식물이든)에 가능한 한 피해를 최소화하면서 안전하고 조심스럽게 폐기되도록 보장합니다. 원자력 발전소는 인간의 건강과 환경에 심각한 피해를 줄 수 있는 방사성 핵폐기물을 생성합니다.

그러한 방사성 핵폐기물과의 접촉을 피해야 합니다. 일부 국가에서는 소위 '핵 폐기물' 문제가 대두되지 않고 원자력 에너지를 논의할 수 없지만, 다른 국가에서는 전혀 문제가 되지 않습니다.

차례

10가지 가장 큰 핵폐기물 처리 문제와 해결책

우리는 핵폐기물 처리에 관한 문제와 해결책을 탐구할 예정이며, 이는 매우 흥미로울 것입니다.

핵폐기물 처리 문제

장기 보관 솔루션은 없습니다
정리 비용이 많이 든다
긴 반감기
사양의 문제
청소
핵폐기물 재처리는 해롭다

1. 장기 보관 솔루션은 없습니다

원자력 발전소가 가동 중인 11개의 원자로에서 전 세계 전력의 449%를 공급하고 있음에도 불구하고 안전한 장기 폐기물 저장고는 없습니다.

현재 방사성 폐기물을 처리하는 기본 방법은 단순히 어딘가에 저장하고 나중에 어떻게 처리할지 알아내는 것입니다. 수십 년 동안 일반적으로 사용된 "저장 장소" 중 하나는 방사선을 희석시키는 능력이 뛰어난 바다와 해양이었습니다.

예를 들어, 셀라필드(Sellafield)에 있는 영국 핵연료 공장은 1950년대부터 아일랜드해에 핵폐기물을 쌓아 왔습니다. 유사한 관행이 북극해에 소련 잠수함의 방사성 원자로 및 무기를 투기하거나 샌프란시스코 해안을 따라 핵 폐기물로 가득 찬 셀 수 없이 많은 컨테이너를 투기하는 등 수많은 다른 장소에서도 기록되었습니다.

그러나 이러한 위험 물질을 처리하는 방법은 방사능 오염이 해양 생태계에 퍼져 수역과 그 안에 있는 생물에 피해를 주기 때문에 안전하지 않습니다.

2. 정리 비용이 많이 든다

핵폐기물은 본질적으로 위험한 특성을 갖고 있기 때문에 청소 비용이 매우 많이 들고 청소에 참여하는 사람들의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.

예를 들어, 독일 북부의 아름다운 숲 아래에서 불쾌한 상황이 발생했습니다. 126,000년대 1970개의 방사성폐기물 컨테이너를 보관하는 핵폐기물 저장소로 사용되었던 옛 소금광산 아세(Asse)가 붕괴 조짐을 보이고 있다.

이미 1988년에 벽에 심각한 균열이 생겼음에도 불구하고 정부는 최근에야 핵 폐기물을 옮겨야 한다고 결정했습니다!” 폐기물의 실제 재배치가 아닌 조사에 관련된 사람들의 보안 조치를 따르는 데에만 독일이 연간 140억 XNUMX천만 유로의 비용이 듭니다.

또한 핵폐기물을 운반하는 것만으로는 상당한 위험이 따릅니다. 저장 시설로 운송하는 동안 사고가 발생하면 그로 인한 환경 오염은 막대할 수 있습니다.

모든 것을 청소하고 사람, 동물, 식물을 위해 모든 것을 다시 한번 안전하게 만드는 데 드는 비용은 매우 높습니다. 유출된 방사성 물질을 처리할 때 간단하거나 쉬운 방법은 없습니다. 대신 해당 지역이 살기에 안전한지, 심지어 다시 방문하기에 안전한지 확인하는 데 몇 년이 걸릴 수 있습니다.

매우 심각한 사고의 경우에는 다시 정상적으로 성장하거나 생활하기 시작하는 데 수십 년이 걸릴 수 있습니다.

3. 긴 반감기

방사성 원소의 반감기는 단순히 방사성 핵이 50% 붕괴하는 데 필요한 시간입니다.

이제 핵분열 생성물은 반감기가 길다. 이는 이들이 수천 년 동안 방사능 상태를 계속 유지한다는 것을 의미합니다. 즉, 오랜 시간 동안 방사능을 방출하므로 계속해서 잠재적인 위협이 될 것입니다. 따라서 개방된 공간에 폐기할 수 없습니다.

더욱이, 핵 폐기물이 저장되어 있는 폐기물 실린더에 어떤 일이 발생한다면 이 물질은 앞으로 수년 동안 극도로 휘발성이 있고 위험할 수 있습니다. 방사성 핵폐기물의 수명은 매우 길다.

4. 사양의 문제

주요 방사성 폐기물 처리 문제는 정부가 폐기된 재로 막힌 핵연료를 방사성 폐기물로 규정해야 한다고 주장하고, 이를 보관하는 이유는 그곳에서 아무런 해를 끼치지 않았으며 미래 가치가 있기 때문이 아니라고 부정직하게 주장하는 것입니다. , 그러나 이를 폐기물로 영구적으로 버리는 방법은 알려져 있지 않습니다.

정부의 또 다른 거짓말은 보관 시 심각한 위험을 초래한다는 것입니다. 믿는다면 딜레마에 빠지게 됩니다. 이를 묻어버릴 위험이 있거나 보관할 위험이 있지만 화석 연료로 돈을 벌었다는 비난으로부터 보호해야 하는 것입니다. 화석 연료의 폐기물은 사람들에게 해를 끼칩니다.

5. 청소

개발도상국의 특히 나쁜 문제는 사람들이 여전히 방사성인 버려진 핵폐기물을 찾으러 종종 간다는 것입니다. 일부 국가에는 이러한 종류의 폐품 시장이 있는데, 이는 사람들이 돈을 벌기 위해 기꺼이 위험한 수준의 방사선에 노출된다는 것을 의미합니다.

그러나 불행하게도 방사성 물질은 휘발성이 매우 높아서 몇 가지 문제를 일으킬 수 있습니다. 일반적으로 이러한 종류의 물질을 청소하는 사람들은 결국 병원에 입원하게 되며 방사성 물질과 관련된 문제로 사망할 수도 있습니다.

불행하게도 누군가가 핵폐기물에 노출되면 핵폐기물 수거를 선택하지 않은 다른 사람들도 방사성 물질에 노출될 수 있습니다.

6. 핵폐기물 재처리는 해롭다

핵폐기물 재처리는 오염이 매우 심하며 지구상에서 인간이 생성한 방사능의 가장 큰 발생원 중 하나입니다.

이 과정에서 플루토늄은 사용후 우라늄 연료로부터 일련의 화학 반응을 통해 분리됩니다. 플루토늄은 새로운 연료로 사용되거나 핵무기를 만드는 데 사용됩니다.

사용후핵연료를 재처리하는 아이디어가 우리에게 큰 이점이 된다고 믿는 사람들도 있지만, 여전히 핵 재처리가 폐기물 문제에 대한 해답은 아니라는 입장이 남아 있습니다. 오히려 그것은 그 자체로 문제입니다.

남겨지는 쓰레기의 양이 더 많습니다. 사용후 연료봉을 용해하는 데 사용되는 화학 공정은 상당한 양의 방사성 액체 폐기물을 생성하므로 안전하게 보관해야 합니다(보관 문제가 다시 한 번 반복됩니다).

플루토늄은 인간에게 알려진 가장 독성이 강한 물질 중 하나입니다. 이는 뼈와 간에 축적되어 개인에게 미치는 영향을 추정하기 어렵게 만듭니다.

핵 재처리는 매우 더러운 과정이다. 프랑스 최대 규모의 핵 재처리 시설인 라 헤이그에서 생성된 방사능 중 일부가 북극권에서 발견되었습니다.

핵폐기물 처리 문제에 대한 해결책

용융염 토륨 원자로 건설
사용후연료 보관
깊은 지질 처분
문제를 다룰 때 긍정적인 마음을 유지하기
우선적으로 폐기물 줄이기

1. 용융염 토륨 원자로 건설

핵폐기물 문제를 해결하는 한 가지 방법은 용융염 토륨 원자로를 건설하는 것입니다. 이러한 유형의 원자로는 본질적으로 안전하도록 만들 수 있습니다. 즉, 체르노빌처럼 "폭발"할 수 없으며 전력이 완전히 중단되더라도 후쿠시마처럼 녹아내리지도 않습니다.

토륨 원자로는 시간이 지남에 따라 기존 핵 폐기물을 공급하여 원자로 내부의 핵 반응에서 "연소"될 수 있습니다. 또한 원자로는 전력을 생산할 것입니다.

예, 토륨 반응도 핵 폐기물을 생성하지만 토륨 붕괴선은 훨씬 더 빠르게 안정적인 원소를 생성합니다. 핵폐기물은 우라늄과 플루토늄 기반 원자로에서 수십만 년 동안 안전하게 보관해야 하는 것이 아니라 단지 몇 백 년 동안만 안전하게 보관하면 됩니다.

토륨 기술은 악티늄족(주기율표의 나머지 계열)을 '소각'하도록 설계될 수 있습니다.

토륨 공장을 건설하는 비용은 훨씬 저렴합니다. 450Mw 원자로의 '발자국'은 묻혀 있을 수 있으며 발전용 판잣집, 그리드 연결 및 접근 도로만 표시됩니다. 태양광은 1000에이커 이상이고 (현재) 20~30년의 유효 수명을 갖습니다.

토륨은 모든 종류의 에너지와 폐기물 관리를 훨씬 간단하게 만듭니다.

2. 사용후연료의 보관

고준위 방사성 폐기물(HLW)로 지정된 사용후연료의 경우, 첫 번째 단계는 방사능과 열이 붕괴될 수 있도록 보관하여 취급을 훨씬 안전하게 만드는 것입니다.

사용후 연료의 저장은 일반적으로 최소 5년 동안 수중에서 이루어지며 그 이후에는 건식 저장하는 경우가 많습니다. 사용후 연료의 저장은 원자로 현장이나 중앙의 연못이나 건조통에 있을 수 있습니다.

저장 외에도 방사성 폐기물의 최종 관리에 대해 공개적으로 허용되고 안전하며 환경적으로 건전한 솔루션을 제공하기 위한 많은 옵션이 조사되었습니다. 가장 널리 선호되는 솔루션은 심지층 처분입니다.

3. 심지층 처분

방사성 폐기물은 사람이 방사선에 노출되거나 오염될 가능성을 피하기 위해 저장됩니다. 폐기물의 방사능은 시간이 지남에 따라 붕괴되므로 폐기 전 약 50년 동안 고준위 폐기물을 저장해야 하는 강력한 인센티브를 제공합니다.

심지층 처분은 생성된 대부분의 방사성 폐기물의 최종 처분을 위한 최상의 솔루션이라는 데 널리 동의됩니다.

대부분의 저준위 방사성 폐기물(LLW)은 일반적으로 장기 관리를 위해 포장 후 즉시 육상 처분장으로 보내집니다.

이는 원자력 기술로 생산되는 모든 폐기물 유형의 대부분(90%)에 대해 만족스러운 처리 수단이 개발되어 전 세계적으로 시행되고 있음을 의미합니다.

그러한 시설을 어떻게, 어디에 건설할 것인지에 초점이 맞춰져 있습니다. 직접 폐기할 의도가 아닌 사용후핵연료는 그 대신에 포함된 우라늄과 플루토늄을 재활용하기 위해 재처리될 수 있습니다.

재처리 중에 일부 분리액(HLW)이 발생합니다. 이는 유리로 유리화되어 최종 폐기될 때까지 보관됩니다. 수명이 긴 방사성 동위원소를 포함하는 중준위 방사성 폐기물(ILW)도 지층 처분장에 폐기될 때까지 저장됩니다.

여러 국가에서는 단수명 방사성 동위원소가 포함된 (ILW)를 (LLW) 폐기에 사용되는 지표면 근처 폐기 시설에서 폐기합니다.

일부 국가는 ILW 및 HLW 처분을 고려하는 초기 단계에 있는 반면, 다른 국가, 특히 핀란드는 좋은 진전을 이루었습니다.

대부분의 국가에서는 심지층 처분을 조사해 왔으며 핵폐기물을 효율적으로 처리하는 것이 공식적인 정책입니다.

4. 문제를 다룰 때 긍정적인 마음을 유지하기

첫째, 우리는 기회가 있을 때마다 방사성폐기물과 원자력발전의 위험성과 어려움을 과장하고 강조하는 것을 그만둘 수 있습니다.

현재 미국에는 핵분열로, 암 치료에 사용되는 의료 자원에서 나오는 고준위 폐기물 더미뿐만 아니라 전국 곳곳에 저준위 방사성 폐기물 더미가 있습니다.

이는 건강에 전혀 해를 끼치지 않습니다. 하지만 이는 장기적인 해결책이 아니며 할 수 있는 최선의 방법도 아니지만 우리 모두가 방사성 먼지 구름에 둘러싸여 있는 것은 아닙니다.

우리는 다른 발전 방법과 관련된 폐기물 처리 및 오염 문제와의 합리적인 비교부터 시작할 수 있습니다.

이 작업이 완료되면 우리는 경수, 중수 및 흑연 감속 열 원자로에서 나오는 "폐기물 흐름"에 있는 장수명 악티늄족을 연소하기 위해 고속 스펙트럼 증식 원자로를 구축할 수 있습니다. 이들 중 대부분은 핵분열성입니다. 핵분열 가능합니다.

대안으로, 우리는 세계 인구의 증가를 다루는 방법을 배울 수 있습니다. 성장을 통제하고 인구를 합리적이고 안정적인 수준으로 줄이면 궁극적으로 사용되는 에너지원이 무엇인지에 관계없이 에너지 생성 및 폐기물 처리 문제는 갑자기 훨씬 더 관리하기 쉬워 보일 것입니다.

5. 우선적으로 폐기물 줄이기

이 방법은 특히 원자로에서 나오는 폐기물을 저장하고 처리하는 데 중점을 둡니다. 그러나 처음에 발생하는 폐기물의 양을 줄이는 방법을 찾는 데에도 상당한 투자가 이루어졌습니다.

현재 55개의 원자력 스타트업이 1.6억 달러의 자금을 지원받고 있습니다. NRC(원자력규제위원회)는 혁신적 기업가와의 협력에 초점을 두는 기관이 아니라 핵무기 확산을 막기 위한 기관이었기 때문에 원자력 부문은 매우 제한적이며 새로운 참여자에게 큰 장벽을 제시합니다.

결론

결론적으로, 본 논문과 현재의 사회적 추세로 볼 때, 핵폐기물의 적절한 처리는 여전히 원자력 발전의 성장을 제약하는 도전적인 문제이다.

가장 큰 문제는 방사성 동위원소의 반감기가 매우 길다는 점입니다. 그들 중 일부는 백만년이 넘었습니다. 따라서 이는 핵폐기물의 통제와 관리를 훨씬 더 어렵게 만든다.

그러나 핵폐기물 처리에 가장 일반적으로 사용되는 방법은 강철 실린더를 방사성 차폐물로 사용하거나 심지층 처리 방법을 사용하는 저장 방법입니다.

그러나 핵폐기물 저장시설에 의한 처리는 여전히 많은 우려를 낳고 있다. 핵폐기물이 유출되면 인류 건강은 물론, 막대한 환경재난을 초래할 수 있기 때문이다.

11가지 가장 큰 핵폐기물 처리 문제와 해결책