[원자력이야기] 원전연료저장계통

안녕하세요 @chosungyun입니다.

저번 포스팅에서 원자력발전소에서 발생하는 열을 제거하기 위해 해수를 통해 열을 식히는 계통에 대해 알아보았습니다. 이를 끝으로 공학적안전설비를 제외한 1차측에 관한 설명을 대부분 하였습니다. 그래서 이제 2차측 발전에 관한 계통으로 넘어가서 설명할 예정인데 본격적으로 넘어가기전에 핵연료 저장시설에 대해서 간단하게 알아보고 넘어가겠습니다.
이 핵연료 시설은 원자력 발전에 있어 지금까지도 많은 말이 나오는 부분입니다.
탈원전을 주장하는 측에서도 강력하게 탈원전을 주장하는 원인 중에 하나이기도 합니다.
그래서 오늘 이 계통에 대해 알아보겠습니다.

저장계통

가장 중요한 역할 중 하나인 저장기능입니다.
핵연료를 보관하는 거대한 용기의 역할을 하는데 여기에는 두가지로 나눠집니다.

사용 전과 후로 구분을 하게 되는데 사용 전의 경우는 신연료저장고로 건식으로 저장하는 철근콘크리트 구조물입니다.
이 구조물은 위에서 내려다보면 바둑판처럼 각각의 셀을 가지도록 구성이 되어 있고 핵연료를 저장할때는 서로에게 영향을 주지않도록 하나씩 건너서 보관하게 됩니다.

그리고 중요한 역할인 사용후연료저장조로서의 기능을 합니다.
사용후연료저장조는 신연료저장고와 유사한 구조이지만 내부에 물이 가득 찬 수조입니다. 이러한 저장 방식을 습식저장이라고 합니다.

이 저장조는 내부에 크게 두 영역으로 구분을 하여 저장을 합니다.
제1영역은 손상된 핵연료 저장을 위한 셀을 포함하여 전 노심의 해체 양에다 최대 1회분의 재장전량과 예비 저장용량을 합한 저장공간으로 50%의 저장밀도를 유지합니다.
그리고 시간이 흘러 제1영역으로부터 제2영역으로 핵연료를 옮기는데 이 영역은 75%의 저장밀도를 가지고 제1영역보다 훨씬 많은 저장공간을 보유하고 있습니다.
즉, 1~2번 발전하고 저장공간이 부족해지면 안 되므로 충분히 많은 공간을 확보하게 됩니다.

그런데 이 저장공간은 고준위 핵폐기물을 보관하는 장소로 안전 관련 계통인 냉각계통과 비안전 관련 계통인 정화 및 부유물제거 계통과 함께 구성됩니다.
냉각계통은 붕산수를 저장조에 순환하도록 하여 안전을 유지하고 정화 및 부유물제거는 앞서 소개한 CVCS의 역할과 유사합니다.

여기서 특이하게 원자로를 포함한 냉각재 순환을 하는 1차측 계통에서는 펌프가 작동하지 않는 상황에서도 자연순환이 어느정도 이루어지도록 원자로가 아래쪽에 놓이고 나머지 계통이 위에 놓였는 구조를 가지며 원자로의 배관 연결부위가 아래쪽에 있는 반면 사용후핵연료 저장조는 냉각재의 완전 상실을 방지하기 위해 저장조의 물이 들어오고 나가는 출입 통로가 위쪽에 설계가 되어 있어 붕산수가 순환하지 못하는 상황에서도 저장조에 물이 고여있는 구조를 가지고 있습니다.

즉, 전자의 경우는 자연순환이 유도되도록 설계가 되었고 후자의 경우는 순환이 안되도록 설계가 되었습니다.
이것은 원자로는 매우 뜨겁기 때문에 금방 냉각재를 증발시켜버리는 반면 저장조는 비교적 열이 없는 편이므로 이러한 구조를 체택하게 됩니다.

그렇다면 탈원전측은 왜 이 저장시설에 대해 우려를 표할까요?
저장공간의 한계 때문입니다.
현재 우리나라는 중저준위 폐기물을 처리하는 폐기물 처리시설을 가지고 있습니다. 하지만, 이 고준위 방사성 폐기물은 처리할 수 없습니다.
왜 그럴까요?
기술이 없기 때문일까요?
아닙니다. 기술은 보유하고 있습니다.
가장 큰 이유는 법적으로 아직 정하지 못하였습니다.
그런데 현재 이 공간이 다 채워지고 있으니 빠른 시일 내에 법적으로 정해져야 합니다.

사용후핵연료를 처리하는 방법은 재처리를 통한 후 처리와 그냥 영구처리가 있는데 재처리를 사용한 처리는 돈이 많이 들고 아직, 한계가 많이 있습니다.
그냥 영구처리를 하는 방법은 지금 당장이라도 만들면 되기는 하나 이 시설을 만들 땅을 구하기가 힘들다는 점이 있고 가장 큰 문제는 모든 국민의 신뢰를 얻을 만한 처리 방법이 없다는 것입니다.

나중에 기회가 되면 핵연료폐기물을 처리하는 여러 방법들에 대해서도 포스팅을 하도록 하고 다음 포스팅에서는 발전을 담당하는 계통인 2차측에 대해서 하나씩 알아보도록 하겠습니다.
여기서 포스팅을 마칩니다. 감사합니다!!

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“해당 포스팅에 사용한 이미지의 출처는 구글이미지입니다”