방사선방어의 개념
인류는 방사선을 이용하여 많은 이익을 보지만 방사선의 위험도 잘 알려져 있으므로 종사자와 일반인 그리고 생태계 환경을 방사선의 의한 신체적, 유전적 영향으로부터 보호하여야 한다. 이익과 위험이 병존하고 위험을 줄이는데 비용이 들기 때문에 허용량의 합리적인 최소화 기본 개념으로 한다. 방사선에 의해 비확률적으로 생길 수 있는 유해한 영향은 방지하고 확률적 영향에 의한 장애의 발생률을 비용이 감달 할 수 있는 한 낮게 유지한다. 국제 방사선방어위원회가 종사자의 유효선량 한도를 5년간 100mSv 로 권고하였다. 눈의 수정체, 피부, 손에 대해서는 각각 연 150, 500, 500mSv를 작업인의 연간 선량당량으로 정했다. 일반인에 대해서는 이 값의 10분의 1이 권고된다. 우리나라는 원자력법을 모법으로 원자력법 시행령, 원자력법 시설규제, 과학기술처 고시 등의 순으로 구성되어 한국 원자력 안전기술원이 규제한다. 방사선 방어용 방사선 계측기로는 열혈광 선량계 뱃지, 필름 뱃지, 포켓 선량계가 쓰인다. 누적 방사선조자량을 측정하여 분기 보고하고 종사자의 건강상태를 모니터한다.
기술/공학 > 원자력공학
전처리 공정의 정의
역삼투현상을 이용하여 순수를 제조하는 과정에 있어서 원수 중에 함유된 이물질에 따라 역삼투막등 장치의 유지관리에 많은 영향을 받는다. 그러므로 탁도제거장치 ,경수연화장치, 활성탄여과장치로 구성되어 있는 전처리과정에서 일부 불순물을 재거한 후 역삼투과정으로 유입시켜 역삼투막을 보호하고 장치의 수명을 연장시킨다.
방폐장의 개념
한국전력공사는 1978년 최초로 고리에 원자력발전소를 가동시킨 이후, 월성, 울진, 영광 등지에 적지 않은 수의 원자로를 가동시키고 있다. 이들 원자력발전소에서 사용된 장갑, 의류 등의 중, 저준위 폐기물은 시멘트, 아스팔트 등과 혼합하여 200리터들이 콘크리트나 철제드럼에 넣어 발전소부지내에 지어놓은 임시저장고에 보관하여 오고 있다. 흔히, 방사성폐기물이라고 부르는 이들 물질의 정확한 뜻은 우리나라 원자력법에 의하면 ‘방사성 물질 또는 그에 의하여 오염된 물질로 폐기의 대상이 되는 물질’이다. 자세히 말하자면, 방사성 폐기물은 원전 연료로 사용된 사용 후 연료를 비롯해 원전 내 방사선 관리구역에서 작업자들이 사용했던 작업복, 장갑, 기기교체 부품등과 방사성 동위원소를 사용하는 병원, 연구기관, 대학, 산업체 등에서 발생한 법적으로 일정한 관리가 필요한 물품이다. 하지만, 이들을 저장해 오던 원자력발전소의 임시저장장고가 한계에 직면하게 되었다. 그래서 정부는 새로운 방사성 폐기물 처분장을 물색하게 되었다.
중저준위 폐기물
원자로 내의 방사능을 흡착하는 이온교환수지, 방사능을 걸러 낸 필터, 액체 폐기물 처리과정을 거친 뒤 남는 찌꺼기, 방사능 처리과정에 사용된 각종 도구(비닐주머니, 걸레따위) 등을 태우고 남은 재 등을 말한다. 보관방법은 보통 콘크리트나 아스팔트로 혼합하여 드럼에 넣어응고시킨다.
핵에너지의 경제성
석탄, 석유와 같은 화석연료를 끊임없이 태워야만 하는 화력발전에 비해 핵에너지의 연료비가 적게 드는 것은 사실이다. 하지만 핵발전소의 건설비가 화력발전소에 비해 월등하기 때문에 이러한 이득은 상쇄되며, 실제로 가장 값싼 에너지원이라며 자랑을 마지않았던 핵에너지는 화석에너지에게 그 발전단가를 추월당하는 일이 발생했다. 하지만 이 단가마저 온전하게 측정된 비용인지에 대해서도 논란이 분분하다. 무엇보다 미래에 발전소를 해체하고 핵폐기물을 유지관리하는데 사용되는 비용이 얼마인지에 대해 그 누구도 자신있게 말하지 못하고 있기 때문이다. 현재 한국에서도 핵발전소 폐쇄비용과 핵폐기물 관리 비용을 적립하고는 있지만 이 비용의 설정 근거는 매우 미흡하다. 핵발전소를 민영화한 대부분의 나라들에서 핵발전소가 도태되고 있다는 점은 핵발전소의 비경제성을 반증해주는 것이기도 하다.
핵에너지는 미래의 에너지?
핵발전소가 가동되고 있는 전세계 32개국중 현재 핵발전소를 추가 건설하고 있는 나라는 단 4개국(일본, 한국, 중국, 인도)에 불과하다. 2002년 IAEA(국제원자력기구)에서 조사한 바에 따르면 당시 34개의 핵발전소가 건설 중에 있지만, 이중 실제로 건설 중이라고 볼 수 있는 것은 단 4개국(원래는 대만도 포함되어 있었으나 최근 대만은 건설 중단 선언함.)에 불과하다. 오히려 국제적 추세는 핵발전소 추가 건설이 아니라 폐쇄를 향해 가고 있다. 핵발전소를 가동하고 있는 32개국중 핵발전을 포기하겠다고 선언한 나라는 벌써 5개국(독일, 스페인, 스웨덴, 스위스, 벨기에)에 이르고 있다. 이는 핵에너지가 미래의 에너지가 아니라 이미 도태되어가고 있는 에너지원임을 단적으로 드러내주는 것이다.
유기성 폐기물의 개념
농업분야에서 그 생태적 기능과 유효이용은 자연적으로 지렁이 생체내의 여러 생화학적인 연구 분야까지 발전되었으며 1970년 후반에서 1980년대 초에 이르러서는 종래의 지렁이를 이용한 연구와 활용방안에 커다란 변혁이 초래되었다. 이것은 아마도 과거에 인류의 망각 속에 잊혀졌던 지렁이의 역할이 1882년 찰스다윈에 의해 연구가 발전될 수 있었던 토대를 만들었던 변화에 버금가는 것이다. 즉 과거에는 지렁이를 주로 작물의 수확 증대에 이용하거나 토양의 경운에 활용하였으나 현대에 들어서는 지렁이가 유기성 물질을 잘 섭취하여 안정된 물질로 전환시킬 수 있는 기능이 환경오염과 그 처리에 부담을 주고 있는 각종 산업시설, 분뇨 및 하수처리시설의 슬러지와 가축폐기물 처리라는 측면에 활용될 수 있다는 개념에서 매우 중요한 변환이라 하겠다.
고준위 폐기물의 문제점
고준위핵폐기물은 짧은 시간내에 엄청난 양의 이온화 방사선을 방출하면서 오랜시간동안 방사능을 유지한다. 이런 경우의 핵폐기물은 수천년동안 안전하게 보관되어 있어야 하며 - 플루토늄-239의 경우 재처리를 통해 분리되지 않는다면 약 24만년간 보관되어야 한다. 대부분의 고준위 방사성폐기물은 상업용 핵발전소에서 나온 사용후핵연료와 핵무기용 플루토늄과 삼중수소를 제작하는 공장에서 나온 폐기물로 이루어져 있다. 50년간의 조사이후, 과학자들은 아직까지 이러한 폐기물을 저장하기 위한 안전한 방법이 있는지에 대해 회의적이다. 일부 과학자들은 고준위 방사성폐기물의 장기간의 안전한 보관이나 처분은 기술적으로 가능하다는 의견이다. 그러나 나머지 과학자들은 동의하지 않는데, 어떠한 방법도 1만년∼24만년동안 고준위핵폐기물을 절대적으로 안전하게 보관할 수 있을 것이라는 점을 증명하는 것이 불가능하기 때문이다. 다음은 지금까지 제안된 방안들과 그로 인한 문제점들이다. 지하심층에 매립하는 방법 : 핵산업계로부터 가장 선호받는 이 방안은 핵폐기물을 방출하는 모든 국가들에서 연구중이다. 저장기간을 수십만년에서 1만년으로 단축시키기 위해, 플루토늄-239와 같이 반감기가 긴 핵폐기물은 사용후핵연료에서 추출해야 한다. 남은 핵폐기물을 유리나 세라믹 물질로 융합시켜 금속용기에 밀봉한 뒤, 지하심층의 암염광이나 화강암, 또는 다른 안정된 지질구조에 매립하여 지진이나 지하수로부터 안전할 수 있게 하는 방안이다. 그러나 이 방안은 1990년 미국과학아카데미로부터, "장기간동안 해당부지의 운동을 매우 정확하게 예측할 수 있을 것같이 가장하기 위해 지질학적인 정보를 이용하는 것은 과학적으로 바람직하지 않다"고 지적받았다.
고준위 폐기물의 정의
원자로에서 핵분열을 하고 남은 핵물질 연료 즉 사용 후 핵연료를 말하며, 우라늄 외에도 분열되는 우라늄원자에서 생성되는 세슘, 요오드, 스트론튬, 테크네튬을 포함하는 방사성 동위원소를 포함한다. 상업용 핵발전소에서 사용되는 우라늄연료는 고준위 폐기물 중에서도 가장 위험도가 높은 폐기물이며, 전체 방사성 폐기물 중 차지하는 비율은 낮지만 방사능물질의 대부분을 차지하는 것이다. 상업용 원자로는 세계적으로 모두 420기에 달하며, 여기에서 1990년 당시까지 발생된 고준위 폐기물은 모두 8만 4천톤에 이른다. 이것은 1985년 양의 2배이상에 해당하는 것이며, 8년내에는 19만톤, 21세기중반에는 45만톤이 넘을 것이다.
핵폐기물의 정의
핵폐기물(nuclear waste)이란 방사성핵종이 규정치 농도 이상 함유되어 있거나 방사성핵종에 오염된 물질로서 재사용하지 않고 폐기시키는 것을 말하는데 전력생산을 위한 원자력발전소 및 관련시설 또는 방사성동위원소를 이용하는 병원, 연구기관, 산업체 등에서 원자력을 이용하는 과정에서 발생한다. 규정치 농도라는 것은 권위 있는 국제기관(IAEA, 등)의 권고 사항을 기준으로 하여 각국의 규제 당국이 규정하는 방사성핵종의 농도이다. 핵폐기물은 원자력법 제2조 제18호에서 "방사성물질 또는 그에 의하여 오염된 물질로서 폐기의 대상이 되는 물질을 말한다."라고 정의하고 있다. 또한 원자력법시행령 2조1항의 규정에 "고준위핵폐기물"이라함은 핵폐기물 중 그 방사능농도 및 열 발생률이 과기부장관이 정하는 값 이상인 것을 말한다. 또 "중저준위핵폐기물"이라 함은 고준위핵폐기물외의 핵폐기물을 말한다. 과기부장관고시 방사선방호 등에 관한 기준 (02-23) 제3조에 과기부장관이 정하는 고준위핵폐기물 값을 "반감기 20년 이상인 알파선을 방출하는 핵종으로 4000Bq/g 농도 및 2kW/㎥ 의 열 발생량"으로 정하고 있다. 우리나라는 1998년 제294차 원자력위원회에서 국가 핵폐기물 관리에 대한 기본방침을 확정하였는데 핵폐기물은 국가책임하에 관리하며, 안전성을 최우선적으로 고려하여 국제규범을 준수하고, 폐기물의 발생을 최소화하며, 폐기물 관리에 소요되는 비용은 발생시점에서 발생자가 부담하고, 투명하고 공개적으로 방사성폐기물을 관리하여 국민의 이해 및 신뢰도 증진하는 것을 주요 목표로 하고 있다
핵폐기물(방사성폐기물)이란 방사성물질 또는 방사성 핵 종에 오염된 물질로서 경제적, 기술적 가치가 없어 생활권으로부터 격리하는 물질이다. 저준위 폐기물은 핵발전소나 의료기관 등 방사성 동위원소를 취급하는 기관에서 근무하는 종사자들이 방사선구역에서 작업할 때 입은 작업복, 장갑, 덧신과 샤워나 세탁시에 나온 물, 방사선구역에서 사용된 공구 기기 등 방사성 폐기물을 말한다. 고준위 폐기물은 원자로에서 핵분열을 하고 남은 핵물질 연료 즉 사용 후 핵연료를 말하며, 우라늄 외에도 분열되는 우라늄원자에서 생성되는 세슘, 요오드, 스트론튬, 테크네튬을 포함하는 방사성 동위원소를 포함한다. 방사성물질은 아무런 색도 없고, 맛도 없어서 안전하다고 오해되지만, 단 몇 초라도 인간이나 자연환경에 노출되면 치명적인 영향을 주는 방사선이라는 독성을 지니고 있다. 핵폐기물(방사성물질)이 내뿜는 방사선을 인간이 쬐면(피폭당하면) 즉시 중추신경계에 장애가 일어나고, 수 일 또는 수 십 년의 잠복기를 거쳐 백내장, 백혈병, 각종 암 등에 걸리게 된다. 무엇보다도 무서운 것은 우리 몸에 축적되고, 생식기에 작용해서 유산․사산과 기형아 출산율이 높아지는 것은 물론 독성이 오래가 자손대대로 그 피해가 전달된다는 것이다. 핵폐기물에는 플루토늄도 있다. 플루토늄은 쌀 한 톨 분량으로도 100,000명 이상을 폐암환자로 만들 수 있는 맹독성의 물질이다. 이런 방사능의 독성이 반으로 줄어드는 데 걸리는 시간은 수십 초에서 수억년이며 플루토늄 239의 경우 2만4천년이다. 넵투늄의 경우 210만년, 요드의 경우 1570만년으로 워낙 관리기간 자체가 길어 예측조차 불가능하다. 이에 반해 정부가 건설하려는 핵폐기장은 중저준위 핵폐기장과 고준위핵폐기물 임시저장고인데, 운영기간도 30년으로 계획하고 있다. 하지만, 핵폐기물 독성은 30년보다 오래, 아니 먼 미래에 살아갈 우리의 자자손손보다 더 오래 지속될 것이 자명하다.
핵폐기물이 생태계에 미치는 영향과 오염 현황
핵 붕괴시 발생하는 방사선으로는 높은 에너지를 지닌 α선, β선, γ선 등이 있다. 이들을 물질에 투사하는 경우에는 물질 속에 들어있는 전자를 깨뜨리고 나감으로서 전자가 부족하게 된다. 이러한 상태를 이온화하는 방사선이라고 하며, 인간이나 생물인 경우에는 생체 내의 분자가 변형되어 화학반응을 일으켜 여러 가지 부작용을 가져오게 된다. 방사성 물질이 체내의 특정부분에 축적되면 화상, 피부염, 통증, 암, 백혈병, 백내장, 정신장애, 탈모 등 다양한 질환을 일으키게 된다. 이러한 질환은 장기적으로 서서히 나타나며 유전적인 영향도 있을 수 있게 된다
핵폐기물은 핵무기 실험과 핵발전소 운영의 결과 배출되는 폐기물로서, 방사능 물질로 되어 있어서 인간건강에 치명적인 영향을 주고 있다. 핵실험에 의해 발생하는 방사능 낙진은 대기 중에 확산되어 환경을 오염시키고, 핵발전소에서 나오는 사용 후 연료를 비롯한 방사성 폐기물 역시 바람과 물을 통해 급속히 환경에 전파됨으로서 조금만 노출되어도 인간에게 위협적인 영향을 미치게 된다. 방사성 물질은 화학변화에 의해 없어지지 않기 때문에 원자핵 붕괴로 인해 자연적으로 소멸되기를 기다릴 수밖에 없으며, 따라서 일단 방출되면 장기적인 오염이 불가피하다.핵폐기물은 자연적으로 분해되는 데 수십 만년 또는 수백 만년이 걸리기 때문에 이를 안전하게, 영구적으로 처리하는 방법을 모색하는 것이 커다란 과제로서 제기되고 있다. 현재로서 대부분의 국가들이 추진하고 있는 방식은 밀봉하여 땅속 깊이 매장하는 하는 것이지만, 이들이 자연 분해될 때까지 땅속에서 안전하게 남아있게 된다는 보장이 없기 때문에 이 문제를 둘러싸고 끊임없이 논란이 일고 있다원래 핵실험은 군사적 목적에서 시작된 것이지만 현재 핵폐기물은 군사적 폐기물보다 민간원자로에서 발생하는 양이 훨씬 많으며 누적되는 총량도 빠른 속도로 늘어나고 있다. 이미 선진국가에서 만든 폐기물 저장소 중 낡은 것은 방사능이 유출되고 있는 것으로 확인되었으며, 핵무기나 핵발전소의 불완전한 설비는 앞으로 방사성 폐기물이 점증하게 될 잠재적인 문제를 안고 있다. 최근에 화석연료의 사용에 따른 온실효과기체의 방출을 억제하기 위해 대체에너지로서 핵발전소를 확대하려는 움직임이 있으나, 이를 확정 짓기 전에 먼저 해결되어야 할 것은 원자로에서 발생하는 폐기물의 처리 문제이다.
비파괴검사(NDT)의 정의
비파괴검사는 말 그대로 파괴하지 않고 검사를 하는 것이다. 다리, 철도, 철구조물, 파이프라인 등 철강재를 이용하여 금속끼리 접합하는 경우 대부분 용접을 하고 있고, 그런 금속의 연결부에 해로운 영향을 주지 않고 각종 검사방법을 이용하여 금속연결부의 건전성을 검사를 하는 것이다. 즉, 비파괴검사(Non-Destructive Testing)란 재료나 제품의 원형과 기능을 전혀 변화시키지 않고 재료에 물리적 에너지(햇빛, 열, 방사선, 음파, 전기와 전기에너지)등을 적용하여 조직의 이상이나 결함의 존재로 인해 적용된 에너지의 성질 및 특성 등이 변하는 것을 적당한 변환자를 이용하여 이들 성질의 변화량을 측정함으로써 조직의 이상 여부나 결함의 정도를 알아내는 모든 검사를 말한다.
방사선 투과검사의 정의
X-선이나 방사성 동위원소를 시험대상물에 투과시켜 필름 상에 나타나는 상을 판별하여 결함을 검출하는 방법이다. 필름상의 결함부위가 검은 모양을 가지게 되는데, 검고 밝은 정도의 차이로써 시험 체의 결함, 즉 품질의 상태를 평가하는 것이다. 동위원소를 사용하는데 이것은 자체적으로 불안정한 원소가 안정화하는 과정에서 감마선을 방출하는 특정 원소를 이용하는 방법으로 보통 이리듐(Ir-192), 셰슘(Cs-137), 코발트(Co-60) 등을 사용하고 있다. 이러한 방사선이 물체를 통과하면 물체의 두께에 따라, 물체의 종류에 따라 필름에 다르게 작용하는데 이러한 원리로 검사대상의 빈 공간, 개재물 등의 불연속을 검출한다.
