원자력이 아니면 촛불을 켜야 할까? | 원자력 ABC

원자력이 아니면 촛불을 켜야 할까? 장바티스트 드 파나피외. p183

1960년대에 만들어진 핵폐기물은 50만 년 동안 해로운 방사선을 방출할 것이다. 지금 만들어지는 폐기물의 경우는 거기에 30년을 더하면 된다.-필립 겔뤽, [고양이의 미래]

석탄과 석유는 오래전에 지구에 살던 식물이나 동물이 태양 에너지를 모아 저장한 에너지다

원자핵 에너지와 관련된 과학 내용이 조금은 복잡해 이해하기 어려울 수도 있겠지만 원자핵 에너지에 대한 올바른 이해 없이는 우리의 장래를 위한 최선의 선택을 할 수 없다.

지식을 알려주는 책은 객관적이어야 한다. 하지만 생물 다양성이나 원자력 같은 주제에 대해 이야기할 때는 중립을 지키기 어렵다? 물론 원자나 핵분열의 개념에 대해 엄밀히 과학적인 측면에서만 설명할 수도 있다. 하지만 원자력 발전소가 어떻게 작동하는지, 원자력 산업이 어떻게 조직되어 있는지 이야기할 때는 단순한 설명에 그칠 수 없다. 원자력 산업의 이면에는 경제적, 정치적 이해관계가 얽혀 있기 때문이다.

원자력의 대안? 우리는 체르노빌과 후쿠시마에서 원자력 발전의 위험성을 직접 보았다. 하지만 ‘원자력이 아니면 촛불을 선택하라’는 대안이 될 수 없다. 전 세계에서 약 450개 원자력 발전소가 상당한 양의 전기를 공급하고 있기 때문이다. 따라서 원자력 없이 살기로 선택했을 때는 무엇으로 원자력을 대체할지 상상해 보아야 한다. 실제로 독일과 벨기에, 스위스는 원자력을 사용하지 않기로 결정했다.

원자? 원자의 크기를 측정할 때는 핵을 기준으로 전자가 발견될 확률이 가장 높은 지점까지의 거리를 원자의 반지름으로 정한다

완두콩만한 핵? 철 원자의 지름 1킬로미터라면 핵은 완두콩만 한 크기, 핵 무게 300억 톤이라면, 핵 주위를 도는 전자는 지름이 100분의 1밀리미터에 무게는 300만 톤

체르노빌 사고 처리 인원? 발전소 주변 방사능이 너무 강해서 몇 분 정도밖에 머무를 수 없었다. 그래서 무려 60만 명이 교대하며 사후처리를 진행했다!

일단 방사능에 노출되면 치료할 방법이 없다. 미리 요오드 알약을 먹어 체내에 방사능이 축적되는 것을 예방해야 한다

오염, 대기 중의 방사능이 공기 1세제곱미터당 1베크렐일 경우, 빗물 1리터의 방사능은 약 100만 베크렐이다

냉각수? 모든 원자로에는 에너지를 얻기 위해 핵분열을 시키는 ‘핵연료 건물’이 딸려 있고 그 안에는 수조가 있다. 사용이 끝난 핵연료는 굉장히 뜨거운 상태로 노심에서 나오는데, 수조에는 연료를 냉각하기 위한 물이 담겨 있다

크레용? 원자력 발전소에서 쓰이는 핵연료는 크레용같이 기다란 봉 모양이다. 연료봉은 농축 공장에서 제작되어 발전소로 운반, 이때 헌병대의 보호를 받는다.

철거? 언젠가 우리는 원자력 발전소의 가동을 멈추어야만 한다. 하지만 원자력 발전소의 가동을 멈추는 일은 그리 간단한 문제는 아니다. 철거라기보다 ‘해체’라고 하는 편이 적절하다. 발전소를 하나를 철거해서 그 장소를 원래 상태로 되돌리는 데는 약 30년이 걸린다!
핵에너지는 다른 에너지에 비해 생산 비용이 저렴하지만 철거 비용은 최소 몇천억 원이다. 프랑스 마르쿨 발전소의 경우 원자로 하나의 철거 비용이 5,165억 원, 전체 철거 비용은 무려 7조 3,300억 원으로 추정된다!

분열과 반감기? 지구에 천연 방사능 원소가 거의 존재하지 않는 이유? 태양계가 형성된 45억 5,000만 년 전부터 지금까지 방사성 원소가 핵분열을 거듭하며 대부분 안정 단계에 이른 것이다!

전기? 전기가 처음 도시를 밝혔을 때, 사람들은 전기를 ‘빛의 요정’이라고 생각했다.
가장 편리한 에너지, 전기의 유일한 단점은 저장하기 어렵다는 점이다.
전기는 자연적으로는 존재하지 않는 ‘최종’ 에너지다. 전기를 생산하기 위해서는 석탄, 석유, 가스, 우라늄 같은 달느 에너지원을 소비해야 한다. 어떤 에너지원을 사용하든 발전을 할 때는 다량의 에너지가 열의 형태로 손실된다.

오염 물질 전기? 전기 자체는 오염 물질이라고 할 수 없다. 하지만 전기를 생산하는 과정에 공해가 발생한다.
광고에서는 전기 자동차가 무척 좋다고 칭찬하다. 온실효과를 줄일 수 있다고 자랑하면서 말이다. 실제로 에너지를 낭비하면 어떤 에너지든 환경을 오염시킨다!

농축? 자연 상태에는 우라늄이 부족하다. 더 정확히 말하자면 핵연료로 사용하는 우라늄235가 굉장히 적게 포함되어 있다. 자연에 고작 0.7퍼센트 정도밖에 없는 우라늄235는 연쇄반응을 촉발하는 데 필요한 중성자를 발산할 수 있는 유일한 원소다

한국,매년 500톤의 농축 우라늄 전량 해외수입? 농축 우라늄을 수입하는 한 원자력 발전으로 전기를 자급자족할 수는 없는 셈이다

현대적 독살? 2006년 러시아 연방보안국 소속 중렬 알렉사드르 리트비넨코가 폴로늄210에 중독되어 사망했다. 폴로늄210은 독성과 방사능이 강력한 화학물질, 러시아 원자로에서 나온 것으로 추정되었다. 푸틴 대통력에 반대, 망명

핵분열과 임계량? 원자로에는 일정한 양, 즉 임계량의 핵분열 물질이 들어 있어야 한다. 그보다 적어지면 중성자가 부족해서 반응이 멈춘다. 아주 작은 원자 폭탄을 만들 수 없는 이유가 바로 이것이다. 우라늄 원자폭탄의 경우는 아무리 가볍게 만들어도 무게가 50킬로그램이 넘는다

4세대 원자로
수면 위로 드러나지 않는 몇 가지 결함? 우라늄 매장량에는 한계가 있다, 방사능 폐기물이 끊임없이 축적되고 있다

온실효과? 석유, 석탄, 가스를 소비하는 발전소에 비해 원자력 발전소에는 큰 이점이 있다. 바로 이산화탄소가 거의 발생하지 않는다는 사실이다. 이산화탄소는 오늘날 우리 지구가 겪고 있는 온난화의 주범이다.
하지만 원자력 산업 전반을 고려해 보면 그렇지 않다. 발전소를 건설할 때, 우라늄을 추출할 때도 이산화탄소가 배출되기 때문이다. 결국 원자력 발전소는 수력 발전 댐이나 풍력 발전보다 더 많은 이산화탄소를 배출하는 셈이다.

이산화탄소는 지구가 우주로 발산하는 열을 일부 흡수한다. 흡수한 열은 대기를 데워 자연적 온실 효과를 일으킨다. 온실 효과 덕분에 지구에 사는 우리는 평균 15도라는 신선한 기온을 누릴 수 있다.이 현상이 없으면 지구의 기온은 평균 영하 18도가 될 것이다!

H가 필요한 사람들
A 폭탄, 원자 폭탄은 우라늄235와 플루토늄239에서 나오는 핵분열 에너지를 이용하는 폭탄. H폭탄, 수소 폭탄은 핵융합 에너지를 활용한다. 수소 폭탄이 폭발하려면 원자 폭탄이 필요하다? 원자 폭탄이 수소를 융합하는 데 필요한 에너지를 만들어 낼 수 있기 때문이다

현재 5개 국가가 총 2만 두의 핵무기를 보유하고 있다. 97%는 미국과 러시아 소유, 히로시마 원자폭탄 30만개에 해당하는 위력의 무기

히로시마, 나가사키 원자 폭탄? 원자 폭탄은 크기를 줄일 수 없어서 전장에서 사용할 수 없다. 이것은 민간인을 죽이는 것이 목적인 무기, 무엇보다 대도시를 위협하는 무기이지 적의 군대가 대상인 무기가 아니다!

에너지 생산량만 따져 본다면, 우라늄 1킬로그램은 석유 10톤에 해당하는 에너지를 만든다. 같은 양의 석유보다 1만 배나 많은 에너지를 만들어 낸다. 하지만 모든 에너지가 전기로 전환되지 않는다. 원자력 발전소는 열에너지를 방출하는데, 그중 3분의 1만이 전기로 전환된다. 나머지는 그냥 잃어버린다(낭비는 환경오염!)

저렴한 원자력 전기? 여러 가지 비용을 고려하지 않은 가격! 해체 작업 비용이나 폐기물 처리 비용을 전혀 고려하지 않고 책정된 가격!

자연 방사능? 지구 중심의 열은 암석의 방사능에 의해 유지된다. 지구가 나이를 먹으면서 지표면의 강력한 방사능은 거의 사라졌다(반감기). 지구가 태어나고 45억 5,000만 년이라는 세월이 흐르면서 대부분 원소들이 방사능을 전부 잃어버린 것이다.

모든 생물은 항상 일정 수준의 자연 방사능에 영향을 받고 있다. 심지어 사람 몸에서도 연간 0.25밀리시버트의 방사선이 나온다!

원자력 발전소? 농축 우라늄 또는 우라늄과 플로토늄의 혼합물로 구성된 핵 연료는 핵분열을 할 때 나오는 물을 끓여 전기를 생산한다

핵? 원자력 과학은 씨앗에 대한 과학이다? 원자력 과학에서는 원자의 씨, 즉 원자의 중심부로 질량의 대부분을 차지하고 있는 핵을 이야기한다.

“나는 미국이 핵무기 개발에 성공할 경우 인류가 어떠한 끔찍한 위험을 무릅쓰게 될지 잘 알고 있다. 그러나 독일이 연구에 틀림없이 성공할 것 같았기 때문에 결단을 내려야만 한다고 느꼈다. 나느 줄곧 평화주의자였지만 달리 방법이 없었다.”-아인슈타인, 맨하튼 프로젝트 시작

플루토늄? 납과 비슷하게 생긴 은회색 중금속. 독성이 높고 방사능이 강한 플루토늄은 인간이 이제껏 만들어낸 위험한 물질들 중 하나다. 1마이크로그램, 다시 말해 100만분의 1그램만 들이마시거나 삼켜도 목숨을 잃게 된다!
하지만 경이적인 에너지원인 플루토늄을 개발하려는 사람들도 있다. 플루토늄 1그램으로 석유 1톤 이산의 에너지를 만들 수 있기 때문이다!

플루토늄 1톤은 회계사에게는 267억 3,000만원을 뜻하며, 엔지니어에게는 연간 1기기와트의 전기를 의미하며, 러시아인 노동자 한 명이 2,000년 동안 할 수 있는 사회주의 노역의 양과 같고, 사담 후세인에게는 핵폭탄 250개와 같다.-조르주 샤르파크

소량 피폭? 후쿠시마 사고 이후 일본 정부는 허용가능한 인공 피폭량을 연간 1밀리시버트에서 20밀리시버트로 높였다. 그렇게 해야 피해 지역에서 대피시켜야 하는 주민의 수가 줄어들기 때문이다!

보관? 핵폐기물을 보관하는 비용은 수조 원에 육박한다. 이 비용은 보관실의 깊이뿐만 아니라 밀폐 및 감시 시스템의 복잡성에 따라 달라진다

토가막? 핵융합은 너무나 강력한 에너지를 발산하기 때문에 지금으로서는 수소 폭밭이라는 대량 파괴 무기를 만드는 데만 활용된다!
대단히 강력한 방사선과 어머어마한 온도에 견딜 수 있어야 한다. 하지만 이런 지금은 이런 물질이 존재하지 않는다!

1960년경에는 50년쯤 지나면 핵융합 발전에 성공할 거라고 생각했다. 현재 50년이 흘렀지만 전문가들은 지금부터 50년은 더 지나야 핵융합을 통제할 수 있을 것이라고 한다. 핵융합은 아직도 실험 단계에 있다…이 분야를 연구하는 데는 굉장히 많은 비용이 들기 때문에 가능한 한 빨리 포기하는 편이 낫다고 생각하는 사람도 있다. 실제로 핵융합 에너지가 석유와 우라늄 부족 위기에 처한 인류를 구제할 수 있을지는 아직 미지수다

우라늄 연간 소비량은 약 6만톤, 매장량은 약 500만톤으로 알려져 있다

유리화
방사능 폐기물은 원자력 산업이 해결해야 할 중요한 문제다
원자력 산업에서 나오는 폐기물을 처리하려면 폐기물의 방사성이 약해질 때까지 버틸 수 있는 밀폐 재료를 찾아야 한다. 그러나 대부분의 폐기물은 반감기가 무척 길어서 오랫동안 강한 방사선이 나온다. 조금씩 방사능을 잃기야 하겠지만 천연 우라늄 수준까지 떨어지려면 수십만 년은 걸릴 것이다!!

핵겨울은 핵전쟁이 불러일으킬 전 지구의 기온 변화를 말한다. 전문가들은 6,500만 년 전 공룡을 멸종시킨 운석 충돌로 인한 빙하기와 비슷할 거라고 한다!

제3차 세계 대전에서는 어떤 무기를 사용하게 될지는 모른다. 하지만 제4차 세계 대전에서는 화살과 돌도끼를 써야 할 것이다!-아인슈타인

위험제로? 위험 요소가 전혀 없는 인간 활동은 아무것도 없다!
계산해 보면 그 동안 심각한 사고가 발생할 확률은 1.4퍼센트. 확률은 매우 낮지만 실제로는 두 건이나 사고가 일어났으니 예상보다 140배나 더 많이 발생한 것이다!
의미 없는 확률? 사고 확률을 계산해 보았자 헛일이다. 그런다고 사고가 일어나는 걸 막을 수는 없으니까!

원자력 산업, On? Off? 우라늄 광석 채굴에서 발전소 해체까지 원자력 산업에 드는 실제 비용을 고려하고, 폐기물 문제도 해결해야 한다. 안전성의 문제도 잊어서는 안 된다. 우리나라에서 아직 중대한 사고가 한 번도 일어나지 않았다는 사실에 만족할 수는 없다. 항상 근본적인 질문을 잊지 말아야 한다. 에너지 소비가 한없이 늘어나도록 내버려 두는 것이 바람직할까? 아니 가능한 일이기는 할까?