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차례 |
제 1장 |
제 2장 |
제 3장 |
제 4장 |
제 5장 |
제 6장 |
제 7장 | | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 자원과 환경: 지구의 선물, 그 빛과 그림자 - 제 2장 광물과 암석 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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2-1. 광물 2-2. 암석 2-3. 광물로 인한 환경 문제 2-4. 광상 2-5. 광해 2-6. 방사능과 환경 2-보충 학습 2-참고문헌 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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2-6. 방사능과 환경 최근 후쿠시마 원전 사고로 방사능에 대한 우리의 관심이 높다. 한국에도 많은 원전이 있으나 이들의 노후화 및 일부 관리의 문제점 등으로 우리도 방사선에 노출될 위험이 있다. 방사능 원소에 위한 방사선은 어떻게 생기며, 이 방사선은 우리에게 어떤 건강적 위협이 될지 알아 보자. 2-6-1. 방사능(radioactivity) 지각 중에는 적은 양이지만 방사능 원소가 포함되어 있다. 방사능 원소는 지구작용에 의해 모여 곳에 따라 광상을 형성하며, 우리는 이 광상으로부터 방사능 원소를 추출하여 핵 에너지를 얻는다. 
그림 2-6-1. 원자의 구성.
https://commons.wikimedia.org/wiki/Atom#/media/File:
Stylised_atom_with_three_Bohr_model_orbits_and_stylised_nucleus.svg방사능은 방사선을 방출한다는 뜻이다. 이 방사선은 매우 높은 에너지를 갖고 있어 파괴적이고 건강에 매우 해롭다. 우리는 이 방사선에 노출되어 있다. 방사선은 지각에 포함된 자연 방사능 원소로부터 방출되기도 하고, 인간이 핵 에너지를 이용하여 만든 무기와 발전 시설의 부산물 및 폐기물로부터도 나온다. 방사선은 원자 핵 내에서 일어나는 붕괴의 과정에서 방사된다. 붕괴는, 좀 더 흔하게는 방사능 붕괴라고 불리며 영어로 decay라고 하는데, 불안정한 핵 내의 중성자나 양성자가 다른 것으로 전이하면서 기존 원소의 핵을 다른 원소의 핵으로 바꾸는 것이다. 이 전이 과정에서 입자나 에너지가 방출되는데 이것이 방사선이다. 붕괴의 뜻을 조금 더 설명해보자. 원자는 핵과 전자로 구성되어 있고 핵 내에는 중성자와 양성자가 있다(그림 2-6-1). 원자(원소)의 종류는 핵 내의 양성자의 수, 무게는 양성자와 중성자 수의 합에 의해서 결정된다, 이 때 양성자와 중성자의 무게는 거의 같다. 예를 들면 헬륨은 2번이고 무게가 4(amu)인데, 이는 양성자 수가 2개이고 중성자 수가 2개인 핵을 갖고 있다는 뜻이다. 그런데 만일 이 핵의 중성자 하나가 양성자와 전자로 바뀐다면, 핵은 양성자 3개와 중성자 하나를 갖게 된다. 이 원자의 무게는 그대로 4이지만, 원자 번호는 3번, 즉 Li이 됩니다. 바로 이런 식으로 핵 내의 중성자 또는 양성자가 전이되면서 다른 원소의 핵으로 바뀌게 되는 것이 붕괴이다. 2-6-2. 방사능 붕괴의 유형 방사능 붕괴에는 알파, 베타, 양전자 방출, 전자 포획 붕괴 등이 있다. 감마선 방출은 중간 단계의 임시 흥분상태에서 완화되어 기저상태로 갈 때 그 에너지 차이만큼 방사선으로 방출하는 것이므로 우리가 정의한 방사능 붕괴라기 보다는 방사능 붕괴에 수반되는 이차 방사선 방출이라 보면 된다. 아래 표 2-6-1의 맨 마지막의 핵 분열은 하나의 큰 핵이 더 작은 몇 개의 핵으로 분리되는 현상으로, 보통은 방사능 붕괴와 구별하여 기술한다.
표 2-6-1. 방사능 붕괴의 유형.  출처: http://chemwiki.ucdavis.edu/Under_Construction/Lardbucket/Chapter_20/20.2_Nuclear_Reactions 방사능 붕괴가 일어날 때, 붕괴 하는 원소를 모원소(parents), 붕괴 후 만들어진 원소를 자원소(daughter)라고 한다. 방사능 붕괴 중, 알파 붕괴는 핵에서 알파입자가 떨어져 나가는 붕괴dl다. 알파입자는 헬륨 핵과 같다. 즉 알파 붕괴가 일어나면 양성자 두 개와 중성자 두 개가 떨어져 나가기 때문에, 모원소에 비해 자원소의 원자번호는 2만큼 무게는 4만큼 감소한다. 예를 들면 232Th이 알파 붕괴하여 228Ra을 만든다. Ra의 원자번호는 90이다. 그렇다면 Rn의 원자번호는 몇 번일까? 2가 적은 88이다. 알파 붕괴 때 알파 입자가 방출되면서 나오는 방사선이 알파선이다. 베타붕괴는 핵 내의 중성자가 양성자와 전자로 나뉘고 전자를 핵 밖으로 방출하고 베타선을 내는 붕괴이다. 이 결과 자원소는 핵 내에 양성자가 하나 늘어 모원소보다 원자 번호가 하나 늘어나지만 원자 무게는 그대로 유지된다. 예를 들면 6번 원소 14C가 베타 붕괴를 하면 7번 원소 14N가 된다. 양전자 방출 붕괴는 핵 내의 양성자가 중성자와 양전자로 바뀌고, 양전자는 핵 밖으로 방출되어 전자와 같이 중화되어 원자 밖으로 방사되는 붕괴이다. 이 결과 자원소는 핵내 양성자가 하나 줄어 모원소보다 원자 번호가 하나 줄어들고 원자 무게는 같은 원소가 된다. 이 붕괴의 예로는 6번원소 11C가 5번 원소 11B이 되는 붕괴이다. 전자 포획 붕괴는 핵 밖위 전자를 핵으로 잡아들여 양성자와 결합하여 중성자를 만드는 붕괴이다. 이 결과 자원소는 핵 내 양성자가 하나 줄어 원자 번호가 모원소에 비해 하나 감소하나 무게는 그대로 유지하게 된다. 19번 4010K이 전자포획붕괴를 하면 18번 40Ar이된다. 이 밖에도 방사능 붕괴 방식이 몇 가지 더 있는데, 이에 대한 자세한 내용은 스스로 공부해보기 바란다. 많은 방사능 원소는 단일 붕괴를 합니다. 즉 한번의 붕괴로 바로 안정한 자원소로 바뀐다. 이에 반해 우라늄이나 토륨 같은 원소는 연쇄붕괴를 한다. 최후의 안정한 자원소가 되기 위해 연속적으로 붕괴를 하는 것이다, 그림 2-6-2는 우라늄과 토륨의 방사능 연쇄 붕괴가 어떻게 일어나는지 보여주는 그림이다. 이와 같이 연쇄 붕괴가 일어나는 원소들은 같은 양이라도 단일 붕괴가 일어나는 원소보다 많은 양의 방사선을 낼 수 있다.  그림 2-6-2. 우라늄(왼쪽)과 토륨(오른쪽)의 연쇄 붕괴. http://metadata.berkeley.edu/nuclear-forensics/Decay%20Chains.html 2-6-3. 방사능의 위험성 앞서 방사선은 높은 에너지를 갖아 매우 파괴적이라 건강에 해롭다고 하였다. 방사선은 파장이 매우 짧은 전자기파이다. 전자기파의 에너지는 파장의 길이에 반비례한다. 그림 2-6-3은 파장이 긴 라디오파에서부터 파장이 짧은 감마선에 이르기까지의 전자기파들의 파장, 주파수, 그리고 흑체 온도까지 비교해서 보여준다. 감마선부터는 붕괴 방사선에 속하는데, 감마선에 해당하는 파장을 내는 흑체의 온도는 수천만도가 넘는다. 앞서 얘기하였던 알파선과 베타선은 감마선보다 더 파장이 짧다. 그러므로, 이들은 감마선보다 더 에너지가 높으며, 파괴력도 더 크다.  그림 2-6-3. 전자기파의 종류에 따른 파장, 진동수, 흑체온도. http://mynasadata.larc.nasa.gov/science-processes/electromagnetic-diagram/ 이렇게 높은 에너지를 갖는 방사선은 우리에게 얼마나 위험한 것일까? 조금만 스쳐도 사망하는 수준일까? 그렇지는 않다. 이미 지각에는 자연 방사능 원소가 존재한다고 하였다. 우리는 매일 이들 자연 방사능 원소로부터의 방사능을 쬐이면서 살고 있다. 그러니까 일정 수준 이하의 방사선을 쬐이는 것은 건강상 아무런 문제가 되지 않는 것이다. 우리가 방사선에 노출되는 양을 방사선 피폭량이라고 하는데, 이 방사선 피폭량은 시버트(Sv; Sievert)로 나타낸다, 1 시버트는 1kg의 세포 조직에 1joule의 방사선을 쪼였을 때 나타나는 생물학적 영향을 나타내는 단위이다. 예전에는 렘(REM; Roentgen Equivalent Man)이란 단위를 사용했었다. 1Sv=100REM이다. 우리가 병원에서 가슴 X-선 한 장 찍을 때의 방사선 피폭량이 만분의 1 시버트 즉 0.1mSv 정도된다. 연간 자연 방사능 피폭량은 대략 2mSv 정도이고, 유방암 사진 찍을 때 쪼이는 양이 3mSv, 항공기 승무원의 년간 피폭량이 9mSv, 전신 CT를 찍는 양이 10mSv, 핵발전소 노동자의 연간 피폭량 제한 기준이 20mSv이다. 이 정도의 피폭량은 우리 몸에 뚜렷한 여향을 주지 않으며, 암 발병률의 증가 징후도 보여주지 않는다. 하지만 이 이상의 방사선에 노출되면 분명히 건강상 위협이 된다(그림 2-6-4).  그림 2-6-4. 피폭량에 따른 건강적 위협. http://snippits-and-slappits.blogspot.kr/2011/08/fukushima-radiation-so-high-geiger.html 피폭량이 100mSv에 이르면 암 발병률이 높아지기 시작한다. 후쿠시마 사고가 일어났을 때 시간 당 최고 피폭량이 400mSv정도 되는데 4 시간 동안 이 수준의 방사선을 쪼이면 방사선 피폭 징후(메스거움, 구토)가 나타난다. 피폭량 1,000mSv 정도 되면 암 발병률이 5% 정도 더 높아진다고 한다. 이 수준까지는 방사선 피폭이 즉각적으로 영향을 미치지는 않지만, 나중에는 심각한 후유증을 남길 확률이 높다. 방사능 피폭량이 더욱 증가하면 정말 심각한 건강적 위협이 되며, 잠재적으로 치명적인 증상을 남기고, 나중에 암이 발병할 확률이 대폭 높아진다. 피폭량이 2000mSv에 이르면 고통스러운 피폭증상을 겪는다. 5000mSv 정도의 방사선에 노출되면, 노출된 사람의 반이 한달 내에 사망한다. 10,000mSv의 피폭량에 이르면 며칠 내로 사망한다. 방사선이 신체 각 부위에 미치는 영향을 보면, 눈이 방사선에 많이 노출될 경우 백내장이 생길 수 있으며, 갑상선에서는 호르몬 분비샘에 암 발병 가능성이 높아진다. 폐에서는 특히 방사능 물질이 흡입되었을 때 DNA가 손상될 수 있고, 위는 방사능 물질을 섭취했을 때 특히 위험하다. 생식기는 방사능의 영향으로 그 기능을 잃을 수 있으며, 피부는 붉게 변하고, 골수가 공격 받으면 백혈병 또는 기타 면역계 관련 질병이 생길 수 있다. 2-6-4. 라돈(Rn; Radon) 위와 같이 건강에 크게 해로운 방사선은 보통의 일상 환경에서는 크게 문제가 되지 않는다. 이미 살펴본 바와 같이 자연적인 방사선량이 그리 높지 않기 때문이다. 하지만 가끔 뚜렷한 인위적인 누출이 없음에도 비정상적으로 방사선량이 높아질 수 있다. 이럴 경우 원인으로 눈여겨 보아야 하는 것 중의 하나가 라돈이다. 라돈은 원자번호 86번, 원자무게 222를 갖으며 상온 상압에서 기체 상태로 존재하는 원소이다. 라돈은 라듐(Ra; Radium)의 알파 붕괴에 의해서 만들어지며, 라듐은 우라늄이 붕괴되는 과정에서 만들어진다. 라돈은 비활성기체이며 그 자체로는 건강에 해롭지 않다. 하지만 라돈의 붕괴로 발생하는 방사선은 큰 위협이 될 수 있다. UN이 발표한 우리의 방사선 피폭 원인을 보면, 전체의 80%가 자연 방사능에 의한 것이고, 20%가 인공 방사능에 의한 것임을 알 수 있다(그림 2-6-5). 인공 방사능의 대부분은 의료용 약에 의한 것이고, 자연 방사능의 대부분은 지반으로부터 나오는 라돈 가스에 의한 것이다. 이 밖의 자연적 요인으로 음식, 외계로부터의 방사선, 토양 등이 있다. 이 자료를 보면 우리가 일상생활에서 방사선에 노출되는 정도가 라돈에 의해 크게 결정됨을 알 수 있다. 라돈은 공기와 섞이는 무색 무미 무취의 가스이다. 이는 우리가 라돈을 인지못한채로 흡입하여 폐에 손상을 줄 수 있음을 의미한다. 라돈은 화하적으로 비활성, 무반응성이며 최고의 융점 및 비등점을 갖는 가장 무거운 노블 가스이다. 라돈은 비극성 용매에 잘 녹고, 냉수에 조금 녹으며, 암석 및 토양을 통해 확산이 가능한 방사능 원소이다. 라돈은 알파 붕괴를 해서 그 자원소인 폴로니움(Po; pollonium)으로 변하는데, 그 반감기가 매우 짧다. 반감기란 원래 있던 양의 반이 없어지는데(남는데) 걸리는 시간으로, 우라늄의 연쇄 붕괴로 생기는 라돈의 반감기는 3.8일에 불과하며, 토륨의 붕괴로 생기는 라돈의 반감기는 심지어 55초 밖에 되지 않는다. 이 것은 238U의 전체 붕괴 반감기가 약 44억 7천만년 정도인 것을 생각하면 매우 짧은 것이다. 반감기가 짧다는 것은 같은 양의 방사능 원소라도 더 많은 방사선을 낸다는 뜻이다. 특히 라돈의 정도의 짧은 반감기를 가진 방사능 원소는 우리 몸에 들어와 머무는 짧은 시간에 방사선을 방출하여 충분한 손상을 줄 수 있다. 이 것은 라돈이 왜 우리 건강에 위협이 되는지를 설명해주는 중요한 것들 중의 하나이다. 라돈이 붕괴를 하여 만들어진 자원소는 모두 고체이다. 이들 자원소들은 그러나 공기 중의 입자에 잘 흡착된다. 이는 라돈의 자원소들도 호흡을 통해 흡입되어 폐세포에 흡착하여 날숨을 통해 잘 배출되지 않을 수도 있음을 의미하는 것이다. 더욱이 자원소들의 반감기는 매우 짧은 편이며, 특히 직접 자원소인 폴로니움의 반감기는 라돈보다도 짧다. 라돈은 여러 단계의 붕괴를 거쳐 최후에 안정한 자원소인 납(Pb; lead)로 바뀐다. 이 단계를 거치는 동안 여러 차례의 알파 붕괴와 베타 붕괴를 하며 방사선을 내어 피해를 준다. 라돈은 기체이기 때문에 폐쇄된 곳, 환기가 불량한 곳, 토양등과 통하는 갈라진 틈이 많은 곳, 온도가 높은 곳 등에 상대적으로 함량이 높을 수 있다. 그림 2-6-5는 라돈이 어떻게 여러 틈새를 따라 생활 공간으로 침투할 수 있는지를 보여주는 그림이다. 라돈에 의한 피해를 최소화하기 위해서는 틈을 메우고, 환기를 자주 시켜주며, 공기 중 라돈 양을 확인하는 것이 필요하다.  그림 2-6-5. 라돈의 침투. 2-6-4. 원자력(Nuclear Power) 전세계적으로 화석에너지가 주력 에너지원인 시대이다. 하지만, 무연탄을 제외하고는 화석 연료 자원이 거의 없는 우리 나라는 그동안 정책적으로 원자력 에너지에 많은 투자를 하며 그 비중을 늘려왔다. 원자력 에너지는 청정 에너지이고 상대적으로 저렴하다고 주장하였다. 하지만, 문재인 정부가 들어서며 이러한 정책에 제동이 걸렸다. 무엇이 문제일까? 원자력 에너지를 이용하기 위해 무엇이 필요하며, 여기에 어떠한 환경적 문제가 있는지 알아보고, 또한 대표적인 원전 사고 사례를 통해 원자력 이용에 대한 교훈을 얻어보자. 그림 2-6-6은 2015년 우리나라 주요 에너지별 소비 비중을 나타낸 것이다. 가장 비중이 높은 것은 원유(석유)로 전체의 41%를 차지한다. 다음으로 석탄이 31%, 천연가스가 14%를 차지한다. 이 들 셋 즉 석유, 석탄, 그리고 천연 가스를 합쳐 화석연료라고 하는데, 이 화석 연료 비중이 전체 에너지 소비의 86%를 차지한다. 이로부터 화석 연료가 압도적인 에너지원임을 알 수 있다. 이 화석 연료 다음의 비중을 차지하는 에너지원이 바로 원자력이다. 2015년에 원자력의 비중이 13%였는데, 지금과 크게 차이 나지는 않을 것이다. 이 원자력의 비중을 훨씬 크게 높이는 것이 과거 우리나라 에너지 수급 정책이었다. 참고로 요즈음 친환경적인 에너지로 한참 관심을 끌고 있는 신재생에너지는 전체의 1%도 미치지 못한다.  그림 2-6-6. 2015 우리나라 에너지 소비 비중. https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=jpsme&logNo=220918140905&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.co.kr%2F 그림 2-6-7은 우리나라 원자력 발전소의 위치와 발전 용량을 정리한 것이고, 그림 2-6-8은 고리 원자력 발전소의 전경 사진이다. 고리원자력 발전소의 발전기는 왼쪽부터 1, 2, 3, 4호기이다.  그림 2-6-7. 우리나라 원자력 발전소의 위치와 용량. https://ko.wikipedia.org/wiki/원자력발전소#/media/File:South_Korea_Nuclear_Powerplant_location.svg 원자력은 핵에너지로부터 얻는 힘인데, 이를 이용하여 열을 얻고 이 열을 이용하여 전기를 얻는데 사용된다. 핵 에너지는 다양한 핵반응으로부터 얻을 수 있지만, 요즈음 대부분의 원자력은 핵 분열(nuclear fission)로 인한 핵에너지로부터 얻는다. 그림 2-6-9는 235U의 핵 분열을 모식적으로 나타낸 것dl다. 중성자가 235U에 흡수되면 흥분상태의 236U이 만들어지고 이 236U은 더 작은 두 개의 핵으로 쪼개지며 3개의 중성자와 방사선을 방출한다. 이 때 방출된 중성자는 다른 우라늄을 때려 같은 방식으로 분열하도록 하고, 또 그 다음, 그 다음 우라늄이 계속 분열되도록 연쇄 반응을 일으킨다. 원자력 발전은 이 연쇄 반응이 서서히 일어나도록 조절해서 방출되는 에너지를 이용하여 전기 발전을 하는 것이다. 만일 이 연쇄 반응을 조절하지 않고 가능한 한 빠른 시간에 많이 일으켜 에너지의 방출을 폭발적으로 일으키면 핵무기가 된다. 핵분열 반응이 조절될 수 있도록 우라늄이나 플루토늄과 같은 핵분열 가능 원소를 다양한 방법으로 제조하는데 이를 핵연료라고 한다. 이 핵연료를 반응 시켜 에너지를 얻는 장치를 반응로 또는 원자로라고 하며, 반응로는 사용되는 조절재, 냉각재 및 연료에 따라, 에너지 방출 방식에 따라, 그리고 사용 목적에 따라 다양한 유형으로 구분된다. 그림 2-6-10은 North Carolina 주립 대학의 연구용 반응로 Pulstar의 모습이다.  그림 2-6-10.NC State University의 연구용 반응로 Pulstar. https://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_reactor#/media/File:Pulstar2.jpg 원자력 발전을 위해서는 우라늄 원광을 채취해서 핵연료를 제작하여야 한다(그림 2-6-11). 제작해서 처음으로 반응로에 사용되는 연료를 "새 핵연료"라 한다. 핵연료는 반응로에서 사용되어 에너지를 낸다. 핵연료가 사용되고 나면 "사용 후 핵연료"가 된다. 사용 후 핵연료는 보통 재처리 과정을 거친다. 이 과정을 통해 남아 있는 우라늄과 플루토늄을 추출해서 다시 핵연료 제조 및 기타 목적으로 사용하고, 그 나머지는 폐기한다. 폐기물은 연료 싸이클 각 과정에서 모두 나온다. 우라늄 채광 후 선광할 때는 선광 찌꺼기, 반응로를 가동하는 중에는 가스 및 액상 방사능 폐기물, 저준위 폐기물 그리고 사용후 연료 폐기물, 재처리 시설에선 재처리 폐기물이 발생한다. 이들 폐기물은 모두 적절한 절차에 따라 처분하여야 한다. 폐기물 처분에 대해서는 잠시 후 다시 살펴보도록 하자. 핵연료 사용되는 우라늄은 235U이다. 우라늄은 지각 내 2-4 ppm 정도, 토양에서는 0.7 내지 11 ppm, 해수에는 3 ppb 정도 함유되어 있다. 그런데 이 우라늄의 약 99.3% 정도가 238U이고 0.7% 정도만이 235U이다. 우라늄을 채취하여 연료로 사용하기 위해서는 우라늄이 충분히 농집되어 있는 광상이 필요하다. 우라늄 광상은 전세계에 걸쳐 분포하고 있으며, 퇴적, 열수변질, 병성 광상 등 매우 다양한 유형의 광상이 보고되었다. 우라늄 광석은 그 종류가 매우 많다. 표 2-6-2에는 주요 우라늄 광석 광물들을 정리하였다. 이 표에서 일차 광물이란 직접 우라늄 광물로 만들어진 것들을 말하고, 이차 광물이란 일차 광물이 풍화 및 산화되어 만들어진 광물들을 말한다. 여기에 나열된 광물들을 한번씩 살펴보고, 관련 이미지도 찾아보기 바란다.
표 2-6-2. 우라늄 광물.
원자력 발전 시설에서 사용하는 핵연료와 그곳으로부터의 폐기물들은 모두 방사능 물질이므로 어떤 누출도 일어나지 않도록
조심하여야 한다. 그래서 원저력 발전 시설은 지질학적으로 안정한 곳에 건설하고, 혹시라도 있을 사고에 대비해 2중 3중의 안전
장치를 한다. 하지만, 어쩔 수 없는 자연 재해나 사고로 누출이 발생하는 경우가 생기는데, 이렇게 되면 해당 지역에 치명적
피해를 줄 뿐만 아니라 그 이웃, 그리고 상당히 멀리 떨어진 지역까지 오염시켜 오랫 동안 상당한 피해를 입히게 된다.
그 동안 크고 작은 원자력 발전 시설 누출 사고가 여러 건 있었는데, 그 중 매우 심각했던 두 개의 사고를 소개해 볼까 한다.
첫 번째는 체르노빌(Chernobyl) 사고이다. 체르노빌 사고는 1986년 4월 26일 토요일, 벨라루스 국경 근처 Pripyat시 부근의 체르노빌 원자력 발전소에서 발생하였다. 이 사고는 체르노빌 4번 원자로의 시스템을 점검하면서 시작되었는데, 갑작스런 전력 과부하에 비상 차단 작동을 시도하던 찰나 매우 커다란 스파크가 발생하며 원자로가 파열되면서 연속적인 증기 폭발이 시작되었다. 이 체르노빌 사고는 국제 핵 사건 규모 중 최고의 레벨인 7레벨 사고였다. 역사상 지금까지 딱 두 개의 7레벨 사고가 있었는데, 체르노빌 이외에 다른 하나는 바로 조금 뒤에 설명할 후쿠시마 다이치 원전 사고이다. 직접적으로 이 사고에 의해 사망한 사람은 소방관을 포함해 총 31명이다. 그러나, 이 사고에 때문에 일어난 방사능 누출로 인한 암이나 기형과 같은 장기적 영향은 아직 진행 중이다. 체르노빌 사고 이틀 후 약 1500km 떨어진 스웨덴의 핵시설에서 방사선량이 증가한 것을 감지하였다. 이 사고로 북반구의 약 30억명 정도가 방사선의 영향을 받았으며, 이 때 유럽 사람들에게 노출된 방사능 양은 자연에서 일년간 쬘 양과 같았다고 한다. 사고 직후 반경 30 km내의 115,000명이 대피하였고, 약 24,000명은 그 피폭된 방사능 양이 자연적으로 노출되는 연 평균 피폭량의 수 백배에 달하였다. 사고 이후 주변국가에서는 갑상선암 발병이 급격이 높아지는 등 큰 피해가 지금까지 보고되고 있다. 방사능 물질은 토양, 식생, 강, 지하수 등을 오염시켜 생태계에도 큰 재해가 되었다. 체르노빌에는 원자로 4기가 있었는데 서방세계의 원조와 압력으로 14년이 흐른 2000년 12월에 비로소 모든 원자로가 폐쇄되었다. 그림 2-6-12는 체르노빌 사고가 일어났을 당시와 사고가 난 이후의 사진이며, 그림 2-6-13은 우크라이나의 체르노빌 박물관에 전시 돼 있는 두 골반체(골반이 두 개라 뒷 다리가 4개)를 가진 새끼 돼지 모습이다. 아마도 방사선 때문에 이런 기형 돼지가 태어났다고 생각된다.  그림 2-6-12. 체르노빌 사고 당시와 이후 원전 중심부의 항공 사진. 중앙에 연기가 나고 녹아 붙음. 1986년 5월 3일 헬리콥터에서 남쪽 방향을 보며 촬영. http://en.wikipedia.org/wiki/Chernobyl_disaster  그림 2-6-13. 두골반체(dipygus)를 가진 새끼 돼지 Kiev - Ukrainian National Chernobyl Museum. http://en.wikipedia.org/wiki/File:Kiev-UkrainianNationalChernobylMuseum_15.jpg 두 번째로 살펴볼 원전 사고는 또 다른 7레벨 서고인 후쿠시마 다이치 원전 사고이다. 이 원전 사고는 2011년 3월 11일 6개의 원자로가 붕괴되면서 발생하였다. 이렇게 원자로가 붕괴된 원인은 바로 앞바다에서 도호쿠 지진이 일어나고 그로 인해 발생한 쯔나미(대형 해일)가 원전을 덮쳤기 때문이다. 원전 측은 여러 안전 장치를 갖춘 설계로 원자로의 안전성을 자랑하였으나, 쯔나미에 의해 냉각 장치들이 물에 잠겨 작동을 못하면서 반응로가 폭발하는 최악의 참사를 당하였다. 이 사고 다음날부터 방사능 누출이 시작되었다. 누출량은 체르노빌 사고 당시의 것에 비해 10-30% 밖에 되지 않았지만, 이 사고로 약 30만명이 대피 하였다. 당시 지진과 해일에 의해 18,500 명 정도의 주민이 사망하였다. 하지만, 아직까지 방사능 누출로 인한 사망자는 정확히 집계되지 않고 있다. 사고 후 2013년 8월까지 여러 가지 악조건(주거 조건 악화 및 병원 폐쇄) 때문에 1600여명이 추가로 사망하였다고 한다. 그림 2-6-14는 후쿠시마 다이치 원전의 반응로가 녹아 화재가 발생한 모습, 원전의 화재를 소방선들이 진압하는 장면이다.
http://iacknowledge.net/unfolding-fukushima-nuclear-disaster-worse-than-chernobyl-meet-the-victims 이상의 원전 사고를 살펴보면, 사소한 결함에 의해서도 재앙과 같은 원전 사고가 일어날 수 있으며, 인간이 아무리 안전 장치를 하고 조심한다고 해도 자연 재해에 같은 압도적 현상 앞에선 원전 파괴 및 방사능 누출이 피할 수 없는 일이 된다는 것을 알 수 있다. 위와 같은 사고 결과로 생기는 누출이 아니더라도 원자력 설비를 이용하는 한 방사능 물질의 누출 가능성은 항상 상존한다. 특히 폐기물을 제대로 처분하지 못할 경우 방사능 물질의 누출 가능성은 매우 높아진다. 방사능 폐기물은 광산에서의 선광 찌꺼기와 원자력 시설에서의 저준위, 중준위, 고준위 폐기물로 나누어 볼 수 있다. 선광찌꺼기는 채취한 광석을 빻아 우라늄 광물을 좀 더 농집시키는 과정에서 발생하는 찌꺼기인데, 방사능 물질의 함량이 매우 낮다. 하지만, 기타 중금속 함량이 높을 수 있으므로 여타 다른 중금속 광산 폐기물의 처분 절차에 따라 처분하는 것이 필요하다. 저준위 폐기물은 원자력 관련 시설에서 사용하던 물품들, 즉 종이, 장갑, 의복, 공구, 필기구 등으로 방사능이 거의 없으며, 혹시 있어도 매우 수명이 짧은 방사능 물질이 아주 조금 있을 뿐이다. 중준위 폐기물은 보통 수준의 방사능을 가지며 식힐 필요는 없지만 밀봉은 해야 하는 폐기물들이다.. 방사늘 물질 처리에 사용한 이온 교환수지, 화학처리 찌꺼기, 연료 피복 금속 등이 여기에 속한다. 고준위 폐기물은 방사능 수준이 매우 높은 폐기물이다. 반응로에서 직접 나온 폐기물로 주로 사용 후 연료봉이 여기에 해당된다. 고준위 폐기물은 일정 시간 동안 식혀야 하고, 일련의 밀봉 처리 과정을 거쳐 폐기 되어야 한다. 그 동안 매우 많은 방사능 폐기물의 처분 방법이 제안 되었다. 예를 들면, 지상 처분, 지중 처분 다른 말로는 지질학적 처분, 우주 처분, 시추공 처분, 섭입대 처분, 해양 처분, 빙상 처분 등이다. 이 중 지상 처분, 지중 처분, 해양 처분, 시추공 처분 등은 실제로 시도되었지만 지중 처분을 제외하고는 국제 사회로부터 금지되거나 그 실효성 때문에 폐기되었다. 요즈음 가장 흔히 시행하는 처분은 중저준위 폐기물은 천부 지중 처분, 고준위 폐기물은 심부 지중 처분이다. 우리나라는 폐기물 관리에 관한 대부분의 것을 방사성 폐기물 관리법과 그 시행령에 따라 정하고 있다. 방사능 폐기물에 대한 좀 더 자세히알고 싶으면 이 법을 자세히 읽어보시는 것도 좋은 방법이며 그 외, 한국수력원자력, 원자력연구소, 원자력환경공단 홈페이지를 방문해 관련 정보를 열람하는 것도 추천한다. 2-보충 학습에 계속 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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