Chemistry/생활 속 화학

핵화학 | 원자력의 미래

곰뚱 2021. 4. 9.

원자력은 지구의 온난화와 산성비를 줄이는 방법으로 장려되어 왔다. 우라늄의 분열로부터 발생되는 열은 전기를 발전하는 증기를 만들기 때문에 원자력 발전소는 온실 기체인 이산화탄소를 방출하지 않는다. 또한 원자력 발전소는 공해의 주원인이 되는 물질인 황과 질소의 산성 산화물도 방출하지 않는다. 미국의 Seabrook 발전소를 예를 들어 설명하면 이 발전소는 1,160 메가와트(초당 1,160×10⁶주울), 혹은 매일 1×10¹⁴주울의 속도로 전기를 발전한다. 그런데 이 발전소에서 핵연료 대신 석탄을 태운다면 하루에 약 만 톤의 양이 필요하다.

이 만톤의 석탄이 연소되면 여기서 300톤의 SO₂와 100톤의 NO_x을 방출할 것이다. 최근에 온실 효과와 산성비등 석탄의 환경적 파괴에 대한 인식이 확산되면서 일반 대중은 재래식 발전소보다 핵분열에 의한 전력 증가를 바라고 있는 추세이다. 하지만 아직까지는 재래식과 원자력 발전소 중 어느 것이 덜 환경 파괴적인가에 대해서 명쾌한 답을 내리기 어렵다.

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앞으로 제 2의 핵 시대를 열기 위해서는 대중이 믿는 안정성과 값싼 핵에너지를 얻을 수 있어야 할 것이다. 어떤 전문가는 이러한 핵 시대의 재탄생은 현재의 1,000～1,200 메가와트 시설보다는 500～600 메가와트 범위의 규모가 작고 더 효율적으로 설계된 반응로의 개발로 가능할 것이라고 말한다. 이런 새로운 반응로는 표준화되어서 쉽게 복제할 수 있는 설계로 이루어져야 하고 현재의 30년에서 60년 이상의 더 긴 가동 기간을 가져야 하며 가동될 때 더 안정적이고 더 경제적이어야 한다.

한 계획안은 13～15년이 주기인 연속적인 개발 단계들을 주장하고 있다. 초기 단계는 실험적 건설, 7년 후에는 가동 발전소의 유지 그리고 그로부터 6년 후에는 상업적인 사용 단계이다. 만일 계획된 시간대로 이루어진다면 2020년에 제 2의 핵시대가 시작될 것이다. 그러나 이런 모든 것에는 방사능 폐기물의 안전한 처리에 대한 문제를 먼저 해결하는 것이 무엇보다도 중요할 것이다.