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고준위방폐물이란

고준위방폐물

고준위방폐물이란 열과 방사능의 준위가 높은 폐기물을 말합니다.

원자력안전법에서는 고준위방사성폐기물을 열 발생량이 2㎾/㎥, 반감기 20년 이상인 알파선을 방출하는 핵종으로 방사능농도가 그램당 4,000베크렐 이상인 것으로 정하고 있습니다.

우리나라의 경우 고준위방사성폐기물은 사용후핵연료가 대부분입니다.
사용후핵연료란

원자력발전의 연료로 사용되고 난 후의 핵연료물질을 말합니다.

원자력발전은 핵연료를 원자로 속에서 핵분열을 일으켜 이때 나온 열을 이용하여 전력을 생산합니다.
경수로형 원전의 경우 핵연료를 약 3주기(4~5년) 정도 원자로 내에서 이용하게 되면 더 이상 충분한 열이 발생되지 않기 때문에 계속적인 전력생산을 위해서는 새로운 핵연료로 교체하고 연소된 핵연료는 원자로에서 인출합니다. 이때 인출된 핵연료를 사용핵연료라고 부릅니다.

중수로형 원전의 경우 약 10개월 원자로 내에서 핵분열을 하고나면 신연료로 교체하고 사용후핵연료가 발생합니다.

핵연료주기 (일반적 개념)

우라늄 광산에서 광석을 정련공장으로 보내 정광시킨뒤 변환공장에서 천연UF6로 변환하여 농축공장에서 농축 UF6로 농축시킨다. 연료가공공장에서 농축UF6를 핵연료로 가공하여 원자력발전소에서 인출합니다. 고준위방폐물은 고준위 처분시설로, 중저준위방폐물은 중저준위 처분시설(경주)로 보내고 사용후핵연료는 중간저장시설과 재처리시설을 통해 우라늄을 회수하여 다시 변환공장에서 천연UF6로 변환되어지는 과정을 반복합니다. 우라늄 광산에서 광석을 정련공장으로 보내 정광시킨뒤 변환공장에서 천연UF6로 변환하여 농축공장에서 농축 UF6로 농축시킨다. 연료가공공장에서 농축UF6를 핵연료로 가공하여 원자력발전소에서 인출합니다. 고준위방폐물은 고준위 처분시설로, 중저준위방폐물은 중저준위 처분시설(경주)로 보내고 사용후핵연료는 중간저장시설과 재처리시설을 통해 우라늄을 회수하여 다시 변환공장에서 천연UF6로 변환되어지는 과정을 반복합니다.

사용전핵연료와 사용후핵연료

사용후핵연료는 외형상으로는 사용전연료인 핵연료와 조금도 다를 바가 없지만, 발전소의 원자로 속에서 핵분열 반응 중 생긴 핵분열 생성물 때문에 높은 방사능을 가지고 있습니다. 또한 핵분열 반응은 끝났어도 계속 열을 발생하기 때문에 취급할 때나 저장할 때 사람이 직접 접촉할 수는 없고 방사선을 막아주는 차폐구조물 밖에서 다루어야 합니다. 사용전연료는 가까이 있어도 안전하고, 사용후핵연료는 핵분열반응이 끝났어도 계속 열을 발생하기때문에 위험합니다.

현재 발생한 사용후핵연료의 저장

현재 원전 운영으로 발생한 사용후핵연료는 발전소내 수조에 저장하고 있으며, 사용후핵연료 저장수조의 용량이 초과하는 경우 다른 저장수조 또는 건식 저장시설(월성원전만 해당)로 운반하여 저장할 수 있습니다.

경수로형 원전 사용후핵연료 저장수조(습식) 사진
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