핵폐기물 저장소 : 온칼로 (Onkaro)

핵폐기물 저장소 : 온칼로 (Onkaro)

"온칼로"는 핀란드어로 동굴이나 구멍을 뜻하는데 그것은 크고 깊은 것을 의미합니다.

지난 20년간 핀란드에서 만들어진 거대한 무덤에 어울리는 이름입니다. 올킬루오토 섬의 암반 속 450m 깊이에 있는 온칼로는 세계 최초의 사용후핵연료 영구저장지입니다.

올킬루오토로 가는 구불구불한 길은 하늘 높이 뻗어 있는 소나무들이 늘어서 있습니다 .이곳은 겨울 다섯 달 만에 자연이 되살아났습니다. 땅은 작고 노란 꽃들로 뒤덮여 있고 공기는 새소리로 가득 차 있습니다. 주요 산업 현장치고는 너무 아름다운 환경입니다.

올킬루오토에는 해변에 나란히 서 있는 세 개의 원자로가 있습니다. 세 번째 원자로는 올해 가동되었는데, 15년 만에 서유럽에서 전력을 공급하는 첫 번째 새로운 원자로가 되었습니다. 이 원자로들은 남해안 로비사에 있는 다른 원자로 2기와 함께 핀란드 전력의 33%를 생산합니다.

올킬루오토 원자로에서 차로 몇 분 거리에 있는 사용후핵연료를 위한 세계 최초의 지질학적 처분시설(GDF) 건설이 거의 마무리 단계에 있습니다.

Onkalo는 건설에 10억 유로(8억 6천만 파운드/10억 7천만 달러)의 비용이 들었으며 약 2년 후에 운영을 시작할 것으로 예상되는 가운데, 폐기물 저장의 판을 바꾸는 것으로 국제 원자력 기구 (IAEA)를 포함한 많은 사람들에게 환영 받아왔습니다. 라파엘 마리아노 그로시 IAEA 사무총장은 2020년 이곳을 방문한 자리에서 "모든 사람들이 고준위 방사성 핵폐기물의 지질 저장소에 대한 생각을 알고 있었지만 핀란드는 그것을 실행했다"고 말했습니다.

폐기물을 미래 세대에게 맡기는 대신 폐기물 처리에 도전하는 것은 과학자와 엔지니어 세대의 책임입니다

– Lewis Blackburn

핵 폐기물 저장소 : 온칼로

핀란드 프로젝트에 참여하지 않은 헬싱키대 방사선화학과 개러스 로 교수는 영국, 미국, 스웨덴, 프랑스, 캐나다 등 다른 나라들도 이미 비슷한 해결책을 찾고 있지만 핀란드는 적어도 다른 나라들보다 10년 이상 앞서 있습니다." 라고 말하고 있습니다.

Onkalo는 인간이 헤아리기 어려운 시간 동안 방사성을 유지할 수 있는 고준위 핵 폐기물을 저장하도록 설계되었습니다. 하지만 뭔가 잘못될 수도 있는 것 아니냐는 논란을 피할수는 없는데, 그렇다면 핀란드는 정말로 핵 폐기물에 대한 해답을 찾았습니까? 그리고 그것이 먼 미래에도 안전하게 유지될 것이라고 누가 장담할 수 있습니까?

원자력 에너지는 현재 전 세계 전력의 약 10%를 공급하고 있습니다. 저탄소이기 때문에 많은 사람들은 기후 변화와의 싸움에서 중요한 역할을 한다고 생각합니다.

그러나 그것은 또한 원자로의 안전에 대한 우려와 핵 폐기물을 어떻게 처리할 것인가에 대한 해결되지 않은 문제뿐만 아니라 높은 비용과 긴 건설 시간으로 인해 많은 국가에서 논란이 되어 왔습니다.

그럼에도 불구하고, 미국과 영국을 포함한 몇몇 나라들은 용량을 늘리기 위해 새로운 원자로를 건설하거나 기존 원자로를 업그레이드하고 있고, 인도, 중국, 러시아와 같은 다른 나라들은 거대한 확장을 계획하고 있습니다.

이러한 발전소 자체의 안전성에 대한 논쟁은 열려 있지만, 수십만 년 동안 환경과 인간의 건강에 위험한 상태로 남아있는 막대한 양의 사용후 연료와 방사성 폐기물에 대한 해결책도 찾아야 합니다.

IAEA는 2016년 현재 전 세계에 걸쳐 약 26만 톤의 사용후핵연료가 임시 저장되어 있으며, 이는 원자로 현장에 있는 것이 대부분이라고 추정하고 있습니다. 전 세계 사용 연료의 약 70%가 저장 연못에 있고, 나머지는 건조통이라고 불리는 콘크리트와 강철로 된 컨테이너에 있습니다.

이런 상황이 무한정 유지될 수 있다고 믿는 사람은 거의 없습니다.

영국 셰필드 대학의 원자력 재료 강사인 루이스 블랙번은 "우리 모두는 60년 넘게 원자력 에너지의 혜택을 받아왔습니다. 폐기물을 후대에 맡기는 대신 폐기물 처리에 도전하는 것은 과학자와 엔지니어 세대의 책임입니다." 라고 이야기 하고 있습니다.

어떻게 처리해야 할까

과학자들은 지금까지 수십 년 동안 고준위 핵폐기물을 처리하는 방법을 고심해 왔습니다. 사용후 연료는 유해성이 매우 높기 때문에 관리하기 가장 어려운 폐기물 중 하나입니다. 블랙번 씨는 이것이 주변 사람들에게 치명적인 양을 줄 수 있는 방사선 수치를 만들어낸다고 말합니다.

Law에 따르면, 안정적인 암석 형성을 가진 Onkalo와 같은 구체적으로 설계된 저장소에서 수십만 년 동안 지질학적으로 처리하는 것이 사용후 핵연료에 대한 "가장 실현 가능한 접근법"이라는 것이 과학적 합의이며, 우리는 땅을 파고 땅을 파고 터널을 만들고, 폐기물을 내려놓고, 그 주변을 둘러싼 장벽을 세우기 위한 엔지니어링 솔루션을 보유하고 있다고 합니다.

핀란드 방사선 및 원자력안전청은 온칼로 암반의 특성이 사용후핵연료 최종처분의 안전성 확보에 유리하다고 결론 내렸습니다.

온칼로는 핀란드의 다른 지역과 마찬가지로 지질학적으로 매우 안정적이고 지진의 위험이 낮습니다. 온칼로에 있는 이 암석은 미그마타이트 편마암으로, 하나의 암석에 두 종류의 다른 암석이 섞여 있습니다. (포지바의 주요 지질학자, Antti Joutsen)

이는 암석이 폐기 개념에서 세 가지 안전 장벽 중 하나이기 때문에 중요합니다. 또한 지하 깊은 곳에 퇴적 터널과 구멍을 만들 수 있을 정도로 안정적이어야 합니다.

온칼로가 기존 원자력 발전소에 근접한 것도 그곳에 원자력 발전소를 설치하기로 한 결정과 관련이 있다고 Law는 말합니다. 그는 "핵 투자로 전 세계의 문제 중 하나는 님비주의, 즉 '내 뒷마당에 있지 않다'는 것"이라고 덧붙였습니다."핀란드의 이 지역 사람들은 이미 원자력 에너지를 문전에 두고 있었고 그것을 받아들였습니다. 따라서 폐기물을 여기에 두는 것은 그들에게 믿음의 도약이 아니었습니다."

온칼로는 폐연료봉을 먼저 재처리하지 않고 가져갈 것입니다.

일부 과학자들은 재사용 가능한 핵물질과 고준위 핵폐기물을 생산하는 사용후 핵연료로부터 플루토늄과 우라늄을 분리하는 과정인 재처리를 통해 전체적인 폐기물의 양을 줄임으로써 플루토늄과 우라늄을 더 안전하게 만들 수 있을 것이라고 말합니다.

이는 유리화시키면 전 세계 핵 폐기물의 약 3분의 1을 재처리 할 수 있다는 의미인데, 일부에서는 핵 테러의 위험이 높아지고 장기적으로 지하수접촉에 의해 용해될 가능성도 있다고 합니다.

온칼로 저장소는 KBS-3 개념을 기반으로 합니다.

이 아이디어는 핵 폐기물 주변에 세 개의 장벽을 만드는 것인데, 쉽게 말하면 하기의 방법입니다.

1. 구리 용기에 주입

2. 구리용기를 벤토나이트 (물을 흡수하는 점토)로 포장

3. 이를 암반 깊은 터널에 뭍음

안전한가?

KBS-3V는 다중 장벽(multi-barrier) 원칙을 기반으로 합니다. 사용후 연료는 구리 캐니스터, 벤토나이트 점토, 암반의 세 가지 보호 장벽 내에 포함됩니다.가장 중요한 장벽은 구리 캐니스터이며, 온칼로는 혐기성 조건, 즉 주위에 벤토나이트 점토가 있는 암반에 묻힌 경우와 같이 산소가 없는 경우에는 구리가 부식되지 않는다는 가정을 내립니다.

하지만 스웨덴 왕립 공과대학교의 연구원들은 무합금 구리 통의 내식성에 대해 의문을 제기했습니다. 연구원들은 그들의 실험이 구리가 혐기성 조건에서도 부식될 수 있음을 시사한다고 말합니다.

스톡홀름에 있는 KTH 왕립 공과대학교의 화학자인 Peter Sakálos는 "터널을 벤토나이트 점토와 바위로 메울 수 있지만 자연은 제 역할을 할 것입니다. 물이 터널로 들어갈 것이고 이론 모델이 예측하는 것보다 훨씬 빨리 구리를 부식시킬 것입니다." 라고 우려하고 있습니다. 즉, 100년안에 온칼로에 있는 많은 통들을 분해할 수 있다고 하는 것입니다.

포지바는 부식에 대한 자체 연구를 수행한 후 이러한 주장을 반박하고 있습니다. 포지바 과학자들과 독립적인 전문가들의 논문은 "동 껍질의 스트레스 부식은 저장소 조건에서 가능성이 낮은 것으로 간주된다"는 결론을 내렸습니다. 또한 실험실에서 관찰되는 부식은 Onkalo의 지하 450m(1,500ft) 아래의 조건과는 관련이 없다고 주장합니다.

이 상반된 증거로 인해 온칼로와 같은 KBS-3 개념으로 스웨덴에 저장소를 건설하려는 계획이 지연되고 있습니다. 하지만 2022년 1월, 스웨덴 정부는 스톡홀름에서 북쪽으로 약 130km 떨어진 포르스마르크에 GDF 건설을 허가했는데, 이 개발은 포시바의 한센인들이 구리 논란을 잠재울 개발로 보고 있습니다.

후대와의 소통은 어찌할까?

사회과학자들은 우리가 남긴 위험에 대해 경고하기 위해 인간, 또는 먼 미래에 우리를 찾아 올 지도 모르는 그 누구와도 어떻게 의사소통 할 것인가에 대한 도전과 씨름해 왔습니다. (10,000년 동안 핵 경고를 작성하는 방법에 대해 자세히 알아보기)

Onkalo를 표시하는 것에 대한 한 논의는 미래에 언어가 사라지면 보편적으로 이해되는 위험의 징후를 찾으려는 노력에 초점을 맞췄습니다. 그러나 Posiva, 의사 결정자 및 연구원들의 현재 생각은 너무 깊고 고립되어 있기때문에 표시하는 것이 불필요하며 미래 세대는 이것에 대해 알 필요가 없다고 이야기 하기도 합니다.

이 시설은 100년에서 120년 동안 개방될 것이기 때문에 서두를 필요가 없습니다.