원자력 에너지

목차

1. 기본적 이해
(1) 핵분열
(2) 발전원리
(3) 발전기의 종류
[가압경수로형(PWR)]
[가압중수로형(PHWR)]
[고속증식로 (FBR)]
[한국표준형 원전]
(4) 원전연료주기
(5) 방사능
[방사선의 종류]
[방사선의 인체영향]
(6) 방사선폐기물
[방사선폐기물이란?]
[처리과정]
[처분방법]

2. 원자력의 장단점
(1) 원자력의 경제성
(2) 원자력의 안전성
(3) 원자력의 환경문제

3. 원자력의 발전사고
(1) 구 소련 : 체르노빌 원전사고
(2) 미국 : 드리마일 원전사고
(3) 일본 : 도카이무라 임계사고

본문내용

안전 수칙 불이행이라는 사소해 보이는 원인에서 발생한 체르노빌 사고는 세계 전역에 걸쳐 엄청난 피해를 입혔을 뿐만 아니라, 핵발전의 안전성에 대한 의문을 다시 한번 제기하는 계기가 되었다.
(2) 미국 : 드리마일 원전사고
1979년 3월 28일 미국 펜실바니아 드리마일 섬(Three-Mile island)의 원자력 발전소에서 가동중인 가압 경수로(95만 5천 Kw급)가 주 급수 펌프 계통의 고장으로 인하여 터빈 발전기가 정지되었다.
이 때 원자로는 정지되었으나, 가압기의 압력 배출판이 개방된 채여서 원자로 내의 물이 많은 양 흘러나왔으며, 비상 냉각 장치의 작동이 운전원의 부주의로 잠깐 동안 멈추는 등의 잘못이 겹쳐 대량의 방사능 물질이 밖으로 누출되는 사고가 발생하였다. 더구나 이 원자로는 1978년 12월에 시운전을 하여 겨우 4개월이 지난 원자로였다.
방출된 방사능은 요오드131(I131)이 10 퀴리, 크세논133(Xe133)이 약 1천만 퀴리, 주민의 피폭 총량은 3천 5백렘(rem)이었다. 사고 후 5일동안 발전소는 계속해서 방사능 물질을 방출함으로써 주위 환경을 오염시켰다. 당시 사고 지점 반경 80킬로미터내에 거주하던 200만명의 주민이 유출된 방사능 물질에 노출되었다. 주지사는 반경 8Km이내의 어린이와 임산부를 피난토록 권고하였다. 다행히 이 사고로 인한 직접적인 사망자는 없었으나 20억 달러에 상당하는 원자로는 단 30초만에 파괴되었고, 이 때 누출된 방사능으로 인하여 다른 지역에 비하여 드리마일 섬 주위에서 유아 사망율이 두 배 이상 보고되고 있으며, 방사능 물질에 민감하게 반응하는 갑상선에 이상을 가지고 태어나는 신생아가 50%나 되는 것으로 펜실바니아 주 보건부는 보고하였다.
그리고 주변 지역에서는 기르던 개나 고양이가 죽고, 새의 시체가 많이 발견되었으며, 나뭇잎이 말라 죽고, 목장의 소가 변사하거나 무뇌증이나 사지의 길이가 서로 다른 송아지가 태어나는 등의 폐해 현상이 나타났다. 두 개의 꽃이 달라 붙은 해바라기나 민들레, 정상보다 훨씬 크게 변형된 단풍 나뭇잎, 길이가 70cm나 되는 민들레 잎 등도 관찰되었다. 또한, 주민들 중 기형아 출생과 암환자가 급격히 증가하여, 암발병율이 인구 일만명당 일백십명의 비율로 나타났다. 미국 핵 연구소는 드리마일 핵 발전소 사고의 피해는 보도된 것보다 훨씬 더 심각하다고 발표하였다.
드리마일 핵 발전소 사건은 방사능 누출과 더불어 인명 피해가 예상되었기 때문에, 원자력이 안전하고 깨끗한 새로운 에너지라는 환상에 사로잡힌 미국인들에게 큰 충격을 주었다.
(3) 일본 : 도카이무라 임계사고
[작업절차를 지키지 않은 인위적인 과실]
1999년 9월 30일 오전 10시 35분경 일본 이바라키현 도카이무라 이시가미도주쿠 지역에 위치하고 있는 핵연료 가공회사인 일본 핵연료컨버전(JCO)사(본사 도쿄)의 전환시험동 핵연료 가공시설내에 우라늄에서 불순물을 제거하기 위해 초산용액으로 용해하는 과정에서 작업자가 규정량보다 7배에 가까운 이산화우라늄용액(UO-2) 16Kg을 침전조에 주입하는 도중 임계사고가 발생함에 방사능 누출사고가 발생했다. 이로 인한 전환시험동 시설의 서남방 경계선 지역의 공기중 방사선량률은 0.84mSv/h로 측정되어 인근 주민들을 대피시켰다.
사고 당시 전환시험동 내 작업하고 있던 3명의 작업자가 임계제한량인 2.4kg의 우라늄 용액을 사고 발생장소인 침전조 내에 주입하는 작업절차상의 실수를 저질렀다고 한다. JCO사의 작업절차서에 따르면 통상적으로는 원료인 8산화3우라늄(U3O8) 분말을 용해용 탱크 내에서 초산으로 용해, 이 용액을 길고 가는 형상(形狀)을 통해 임계를 관리하는 저장용 탱크 내에서 균일하게 혼합한 다음, 침전조에 기계적으로 일정량을 주입하도록 되어 있다. 그러나 피폭된 작업자들의 말에 의하면 사고발생 당시에는 초산으로 용해한 다음, 우라늄 용액을 수작업으로 투입용기와 깔때기를 사용해 침전조에 재 주입했다고 한다.
투입용기 1통의 분량 2.3kg으로 JCO사에서 규정하고 있는 임계제한량 2.4kg을 밑도는 것이었지만 이 용기로 몇번에 걸쳐 투입했기 때문에 임계를 질량으로만 관리하고 있는 침전조에서 임계상태에 들어간 것이다. 작업원은 용액 투입 도중에 "파란빛(섬광)을 보았다"고 말하고 있다고 한다. 전환시험동은 U3O8을 용해, 암모니아 가스 반응에 의한 침점, 배소(焙燒, 융점 이하에서 가열)에 의한 분말화, 재차 용해 등의 과정을 거쳐, 초산 우라닐(uranyl) 용액을 제품으로 출하하고 있는 곳이다. 사고는 2번째 용해작업중에 일어난 것으로 보인다. [99.10.4 상황]
일본 정부 대책본부는 1일 새벽 3시부터 사고가 난 핵연료 가공회사인 JCO사 도카이사업소에 전문가들을 투입해 침전로로 연결된 배관을 파괴하는 등의 방법으로 내부의 냉각수를 제거시킴으로써 공장주변 중성자 레벨이 검출한도 아래로 떨어졌다고 밝혔다.
이에 따라 일본 원자력 사상 첫 핵연쇄분열(임계) 사고로 인근 주민이 대피하는 등 주변 일대는 물론 일본 열도를 공포의 도가니로 몰아넣었던 이번 방사능 누출사고가 수습국면으로 접어들었다. 대책본부는 그러나 핵분열 억제에는 일단 성공했으나 위험이 완전히 가시지 않았다는 판단에 따라 반경 10km 이내의 주민 31만명에 대해서는 안전이 확인될 때까지 집안에 계속 대기하도록 했다. 또 현지 교육위원회가 유치원 등 모든 학교의 휴교를 결정했으며, 철도 등 교통수단도 여전히 통제되고 있다.
이번 사고로 방사능에 노출된 피해자는 JCO사 직원 30명과 주민 7명, 소방서원 3명 등 모두 40명으로 늘어났으며, 이중 JCO사 직원 3명[30대:하악부 통증, 안구충혈, 중증의 설사, 의식장해, 타액선 종창, 발열, 혈압(86/mmHg), 맥박(90/분), 체온(38.5℃), 백혈구수 25,900(임파구 1.6%), 40대:타액선 종창, 발열, 의식장해 있으나 응답 가능, 혈압 130대 유지, 백혈구수 13,000(임파구 2.0%), 50대: 의식명료, 열없음, 백혈구수 13,700(임파구 5.8%)]은 지바의 방사선의학종합연구소에서 집중 치료를 받고 있다.

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원자력 에너지,   원자력 발전소의 사고,   원자력 발전기의 종류,   방사선 폐기물,   원자력의 경제성,   원자력의 안전성,   원자력의 환경문제