주제 2: 원자력 발전소의 핵폐기물 처리에 대한 가장 최적의 방법은 무엇일까?
12학년 김혜원:
- 원자력 폐기물 폐기 방식으로는 소각, 압축, 파쇄 등이 대표적이고, 액체 폐기물은 기체 폐기물처럼 다양한 필터와 이온교환수지 등을 사용해서 방사성 물질을 걸러내고 증발과 농축을 통해 깨끗해진 액체는 방류하고 남은 액체 폐기물은 시멘트, 석고, 콘크리트 등을 활용해 고체로 만드는 방법을 사용한다.
- 핵폐기물은 함유 중인 방사선 종류에 따라 폐기 방식이 달라진다.
=> 폐기하려는 원자력 폐기물에 따라 적절한 방법을, 법적인 선 안에서 안전하게 사용해야 한다고 생각한다.
11학년 김지아:
- 핵폐기물을 처리할 때는 안전성, 지속 가능성, 비용의 효율성, 환경의 영향, 공론화와 투명한 절차를 고려해야 한다.
- 안전성: 방사능 노출 최소화, 환경과 인간 건강을 보호
- 지속 가능성: 방사성 물질 안전하게 보관하고 처리할 수 있는 시스템 구축
- 비용 효율성: 적절한 처리 기술을 선택하여 리소스 효과적으로 활용
- 환경 영향: 지구의 생태계와 생물다양성 보호
- 공론화와 투명성: 사회적 합의를 이루고 투명하게 관리
- 지하 폐기, 중간 저장, 재활용 등의 방법이 현재 많이 연구되고 있지만, 각각 장단점과 기술적, 경제적, 환경적 한계가 있다.
=> 최적의 방법은 문제를 다각도로 고려하고 평가한 결과에 따라 달라질 수 있다.
11학년 이현주
- 핵폐기물의 처리는 핵폐기물의 방사선 방출 정도에 따라 달라진다.
- 고준위폐기물: 핵분열 인해 다량의 방사선을 방출한다 -> 물저장조에 보관한다.
- 물저장조에 보관하면 열을 낮추고 물에 녹아있는 붕소가 중성자를 흡수하며 방사능도 낮춘 후 지하에 묻는다.
- 중저준위폐기물: 고준위 폐기물보다 적은 양의 방사선을 방출하는 폐기물
- 현재 사용되는 중저준위핵폐기물 처리는 방사성 물질의 특징에 따라 크게 네 가지 종류로 구분
1. 반감기가 짧은, 주로 기체 폐기물을 처리할 때 사용하는 방법으로, 고성능 필터로 기체 속의 방사성 물질을 걸러 기체 자체의 방사능 농도를
핵폐기물로 분류되는 기준보다 낮춰 기체는 방출, 필터는 고체 폐기물로 처리한다.
2. 주로 액체 폐기물은 필터로 방사능을 걸러내 더 이상 폐기물이 아닌 액체는 방출, 남은 액체 폐기물은 고체화시켜 처리한다. (콘크리트,
석고 등의 물질을 사용해 고체화하고, 이를 외부와 격리시키는 방법)
3. 농도가 낮은 액체, 기체 폐기물의 경우, 환경에 해가 없다는 정도의 양을 공기나 물에 희석하거나 방출한다.
4. 고체 폐기물은 부피를 감소시켜 보관하는데(중저준위폐기물 처분장에서 보관), 이때 부피를 감소시키기 위해 소각, 파쇄, 탈수, 건조 등의
방법을 사용한다.
- 기체, 액체 핵폐기물은 결국 고체 핵폐기물을 만들어내기 때문에 고체 폐기물 처리에 초점을 맞추어 보았을 때는 다음과 같은 방법이 가장 효율적일 것이다.
- 소각: 부피를 크게 줄일 수 있다, 하지만 배기체 필터를 부식시키는 기체도 방출돼 결과적으로는 경제적, 안전성 면에서 그다지 효율적이지 않음, 한국에서 사용하지 않는다.
- 압축, 파쇄: 물리적으로 고체 폐기물을 절단해 압축하는 등의 부피 절감 효과를 낸다.
=> 기체와 액체 핵폐기물은 필터 등을 사용해 걸러내고, 이 과정에서 발생하는 고체 핵폐기물은 압축 혹은 파쇄해 보관하는 것이 최적의 방법이라고 생각한다. 하지만 이러한 방법도 한계가 있기 때문에 핵폐기물 발생을 최소화하는 노력 또한 실행되어야 한다.
11학년 조현주:
- 폐기물에 30프로 가량을 차지하는 폐활성탄과 붕산 폐기물을 대상으로 전자파를 사용해 방사성 핵종을 없앤 후 합성하여 탄화 붕소를 추출한 뒤, 핵연료 저장등에 쓰이는 중성자 흡수 재료로 활용이 가능하다.
- 폐기물 중 금속류는 중성자를 담는 용도(흡수체)로 재활용할 수 있다.
=> 이러한 방법은 페기물 처분 비용을 줄이고, 중성자 흡수체 구입 비용을 줄인다.
- 핵 분열 후 나온 우라늄(플루토늄, 마이너악티니아드) 추출해서 재활용한다. (파이로 기술)
- 약 500도의 고온에서 염을 이용하여 음의 환원전위를 띄는 우라늄을 회수한다.(염: 적합한 매질)
- 전기분해를 통해 물질을 회수하기 때문에 밀도에 영향을 주는 물질들을 일정 농도 이상 유지시켜야 한다.
(우라늄이 음극에 붙어서 따로 회수가 된다고 함)
=> 핵폐기물을 재사용함으로써 불필요하게 낭비되고 환경을 오염시키는 핵폐기물의 양을 줄일 수 있다.
활동 후기: 핵폐기물의 처리 방법에 대해 알 수 있었고, 방사능 물질은 아무리 안전하게 보관하려고 해도 위험성이 감소할 뿐, 사라지지 않는 점이 단점이라고 생각했다. 결국은 핵폐기물의 대부분을 형태를 바꾼 뒤 외부와 격리시켜 보관하는 방법을 사용하고 있는데, 이 방법은 무한하지 않기 때문에 원자력 핵발전에 대한 의존도가 높아지는 것이 좋지만은 않은 방법이라고 생각했다.
주제 2: 원자력 발전소의 핵폐기물 처리에 대한 가장 최적의 방법은 무엇일까?
12학년 김혜원:
=> 폐기하려는 원자력 폐기물에 따라 적절한 방법을, 법적인 선 안에서 안전하게 사용해야 한다고 생각한다.
11학년 김지아:
- 안전성: 방사능 노출 최소화, 환경과 인간 건강을 보호
- 지속 가능성: 방사성 물질 안전하게 보관하고 처리할 수 있는 시스템 구축
- 비용 효율성: 적절한 처리 기술을 선택하여 리소스 효과적으로 활용
- 환경 영향: 지구의 생태계와 생물다양성 보호
- 공론화와 투명성: 사회적 합의를 이루고 투명하게 관리
=> 최적의 방법은 문제를 다각도로 고려하고 평가한 결과에 따라 달라질 수 있다.
11학년 이현주
- 고준위폐기물: 핵분열 인해 다량의 방사선을 방출한다 -> 물저장조에 보관한다.
- 물저장조에 보관하면 열을 낮추고 물에 녹아있는 붕소가 중성자를 흡수하며 방사능도 낮춘 후 지하에 묻는다.
- 중저준위폐기물: 고준위 폐기물보다 적은 양의 방사선을 방출하는 폐기물
- 현재 사용되는 중저준위핵폐기물 처리는 방사성 물질의 특징에 따라 크게 네 가지 종류로 구분
1. 반감기가 짧은, 주로 기체 폐기물을 처리할 때 사용하는 방법으로, 고성능 필터로 기체 속의 방사성 물질을 걸러 기체 자체의 방사능 농도를
핵폐기물로 분류되는 기준보다 낮춰 기체는 방출, 필터는 고체 폐기물로 처리한다.
2. 주로 액체 폐기물은 필터로 방사능을 걸러내 더 이상 폐기물이 아닌 액체는 방출, 남은 액체 폐기물은 고체화시켜 처리한다. (콘크리트,
석고 등의 물질을 사용해 고체화하고, 이를 외부와 격리시키는 방법)
3. 농도가 낮은 액체, 기체 폐기물의 경우, 환경에 해가 없다는 정도의 양을 공기나 물에 희석하거나 방출한다.
4. 고체 폐기물은 부피를 감소시켜 보관하는데(중저준위폐기물 처분장에서 보관), 이때 부피를 감소시키기 위해 소각, 파쇄, 탈수, 건조 등의
방법을 사용한다.
- 소각: 부피를 크게 줄일 수 있다, 하지만 배기체 필터를 부식시키는 기체도 방출돼 결과적으로는 경제적, 안전성 면에서 그다지 효율적이지 않음, 한국에서 사용하지 않는다.
- 압축, 파쇄: 물리적으로 고체 폐기물을 절단해 압축하는 등의 부피 절감 효과를 낸다.
=> 기체와 액체 핵폐기물은 필터 등을 사용해 걸러내고, 이 과정에서 발생하는 고체 핵폐기물은 압축 혹은 파쇄해 보관하는 것이 최적의 방법이라고 생각한다. 하지만 이러한 방법도 한계가 있기 때문에 핵폐기물 발생을 최소화하는 노력 또한 실행되어야 한다.
11학년 조현주:
- 폐기물에 30프로 가량을 차지하는 폐활성탄과 붕산 폐기물을 대상으로 전자파를 사용해 방사성 핵종을 없앤 후 합성하여 탄화 붕소를 추출한 뒤, 핵연료 저장등에 쓰이는 중성자 흡수 재료로 활용이 가능하다.
- 폐기물 중 금속류는 중성자를 담는 용도(흡수체)로 재활용할 수 있다.
=> 이러한 방법은 페기물 처분 비용을 줄이고, 중성자 흡수체 구입 비용을 줄인다.
- 핵 분열 후 나온 우라늄(플루토늄, 마이너악티니아드) 추출해서 재활용한다. (파이로 기술)
- 약 500도의 고온에서 염을 이용하여 음의 환원전위를 띄는 우라늄을 회수한다.(염: 적합한 매질)
- 전기분해를 통해 물질을 회수하기 때문에 밀도에 영향을 주는 물질들을 일정 농도 이상 유지시켜야 한다.
(우라늄이 음극에 붙어서 따로 회수가 된다고 함)
=> 핵폐기물을 재사용함으로써 불필요하게 낭비되고 환경을 오염시키는 핵폐기물의 양을 줄일 수 있다.
활동 후기: 핵폐기물의 처리 방법에 대해 알 수 있었고, 방사능 물질은 아무리 안전하게 보관하려고 해도 위험성이 감소할 뿐, 사라지지 않는 점이 단점이라고 생각했다. 결국은 핵폐기물의 대부분을 형태를 바꾼 뒤 외부와 격리시켜 보관하는 방법을 사용하고 있는데, 이 방법은 무한하지 않기 때문에 원자력 핵발전에 대한 의존도가 높아지는 것이 좋지만은 않은 방법이라고 생각했다.