땅 속 120m 지하 속 비밀 연구실?

우리가 사는 지상에서는 알지 못했던, 땅 속 깊은 곳에서 진행되고 있는 비밀스러운 연구가 있습니다.

 

바로 대전 유성구 한국원자력연구원의 ‘지하처분연구시설(KURT)’에서 진행 중인 방사성 폐기물 안전성 연구입니다.

이곳은 대한민국에서 유일한 방폐장 안전성 연구 시설로, 고준위 방사성 폐기물을 안전하게 처분할 방법을 찾기 위해 다양한 실험이 진행되고 있습니다.

 

 

 

KURT, 어떤 곳일까?

 

KURT는 지하 120m 깊이에 위치한 연구시설로, 지하 500m까지 연장된 연구 공간을 활용하여 고준위 방사성 폐기물 처분의 안전성을 실험하는 곳입니다. 연구자들은 이곳에서 실제 방폐장이 조성될 환경을 모의로 구축하고, 다양한 조건에서 방폐물의 안정성을 검증하고 있습니다.

 

이곳에서는 다음과 같은 연구가 진행됩니다

 

• 지하수의 화학적 변화 연구 : 방사성 물질이 포함된 용액이 지하수와 만나 어떤 반응을 일으키는지 분석
• 암반의 특성과 지하수 흐름 연구 : 방폐장 내에서 방사성 물질이 퍼질 가능성을 예측
• 처분 용기 부식 실험 : 다양한 금속 재질의 용기가 지하 환경에서 얼마나 오랫동안 견딜 수 있는지 실험
• 실제 방폐장 환경 모의실험 : 지하 500m 깊이에서 실험을 진행하며, 50 기압과 125도의 극한 환경에서도 유지될 수 있는 안전한 처분 방식을 연구
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왜 방폐장 연구가 필요할까?

 

고준위 방사성 폐기물은 원자력 발전소에서 발생하며, 이 폐기물은 수십만 년 동안 방사능을 유지하기 때문에 매우 신중한 처리가 필요합니다. 일반적인 쓰레기처럼 버릴 수도 없고, 기존의 처리 방법으로는 완벽하게 해결할 수 없기 때문에 안전한 영구 처분 방법을 찾는 것이 필수적입니다.

 

따라서, KURT에서는 방폐물을 장기간 안전하게 보관할 수 있는 방법을 연구하며, 이를 위해 지하수, 온도, 압력, 암반의 특성 등을 고려한 실험을 진행하고 있습니다.

 

 

KURT에서 진행 중인 실험들

 

1. 지하수의 영향 연구

 

방폐장이 조성될 지하 환경에서는 지하수와 방사성 물질의 반응이 중요한 변수입니다. 연구진들은 23종의 핵종을 포함한 지하수를 실험적으로 구현하여, 방사성 물질이 암반 속에서 어떻게 확산될지를 분석하고 있습니다.

 

2. 처분 용기의 부식 실험

 

고준위 방사성 폐기물은 처분 용기에 담겨야 합니다. 하지만, 이 용기가 지하수와 만나 부식된다면 방사성 물질이 새어 나올 가능성이 있습니다. 따라서 KURT에서는 구리, 주철, 탄소강, 니켈합금 등 300여 종의 금속 샘플을 실험하여, 어떤 재질이 가장 오래 견딜 수 있는지를 연구하고 있습니다.

 

3. 지하수 흐름 모델링 연구

 

지하 500m 깊이에 방폐장이 건설되면, 방폐장에서 발생하는 오염된 지하수가 어떻게 흐를지 예측하는 것이 중요합니다. 연구진들은 지하수의 흐름을 3D 모델링하여 방사성 물질이 퍼지는 속도를 분석하고 있습니다.

 

잠재적 위험성과 우려점'

 

KURT의 연구가 중요한 의미를 가지지만, 이에 대한 우려점도 존재합니다.

• 지하수 오염 가능성: 방폐장이 조성될 지하 500m 암반층은 지하수의 흐름에 영향을 받을 수 있습니다. 방사성 물질이 포함된 용기가 시간이 지나면서 부식될 경우, 오염된 물질이 지하수에 섞여 퍼질 가능성이 있습니다.
  
  
• 처분 용기의 장기적 내구성: 현재 연구 중인 다양한 금속 재질이 실제로 수십만 년 동안 안정성을 유지할 수 있을지 확실하지 않습니다. 특히, 예상치 못한 지진이나 지반 변화가 발생할 경우, 처분 용기가 손상될 가능성이 있습니다.
  
  
• 사회적 수용성 문제: 방폐장의 건설은 주변 지역 주민들의 강한 반발을 불러일으킬 수 있습니다. 국내에서는 방폐장 부지 선정 과정에서 주민들의 반대가 심한 사례가 많았으며, 안전성 연구가 충분히 이루어진다 해도 주민들의 신뢰를 얻는 것이 중요합니다.
  
  
• 연구의 한계: KURT는 방폐장 실제 환경을 최대한 모사하여 실험을 진행하지만, 지하 500m의 자연적인 지질 환경을 완벽하게 재현할 수는 없습니다. 연구 데이터가 실용화될 때까지는 지속적인 검증이 필요합니다.

이러한 위험성과 한계를 고려하여, KURT에서는 더욱 철저한 실험과 연구가 이루어져야 합니다. 방폐장 연구는 국가적 차원의 장기적인 계획이 필요한 만큼, 지속적인 투자와 기술 개발이 필수적입니다.

 

KURT의 향후 연구 방향

 

현재 KURT는 강원도 태백시에 지하 500m 규모의 신규 연구시설을 건설하는 계획을 추진 중입니다. 이곳에서는 실제 방폐장 건설을 가정한 대규모 실험이 진행될 예정이며, 정부는 2029년까지 4300억 원을 투자하여 연구를 지속할 계획입니다.

또한, 핀란드와 스웨덴의 방폐장 설계 모델을 참고하여, 국내 방폐장 역시 방폐물을 땅에 심고 주변을 벤토나이트(점토)와 콘크리트로 감싸는 형태로 설계될 예정입니다.

 

 

KURT가 우리에게 의미하는 것

 

고준위 방사성 폐기물 처리는 우리나라뿐만 아니라 전 세계가 고민하고 있는 문제입니다. 원자력 발전소에서 나오는 방폐물을 어떻게 안전하게 처리할 것인가에 대한 해답을 찾기 위해, KURT에서는 수십 년 후에도 안정적인 방폐장 운영이 가능하도록 연구를 지속하고 있습니다.

 

이 연구가 성공적으로 진행된다면, 대한민국은 핵폐기물 관리 기술에서 선진국 수준에 도달할 뿐만 아니라, 전 세계적인 환경 문제 해결에도 기여할 수 있을 것입니다.

 

우리는 이러한 연구가 진행되고 있다는 사실을 인지하고, 원자력과 방폐물 관리에 대한 관심을 가져야 할 필요가 있습니다. KURT에서 진행되는 연구들은 단순한 실험을 넘어, 미래 세대의 안전한 삶을 위한 필수적인 과정이기 때문입니다.

 

 

마치며

 

땅 속 120m 깊이에서 진행되는 이 연구는 보통 사람들의 눈에는 보이지 않지만, 미래의 안전을 위한 필수적인 연구입니다. 방폐장의 안전성을 높이고, 고준위 방사성 폐기물을 안전하게 처분할 방법을 찾는 것은 우리 모두에게 중요한 과제입니다.

이제 우리는 방사성 폐기물 관리에 대한 문제를 단순히 외면하는 것이 아니라, 이를 해결하기 위한 노력을 지원하고 관심을 기울여야 할 때입니다. KURT에서 진행되는 연구가 성공적으로 결실을 맺어, 우리나라가 안전한 원자력 발전과 방사성 폐기물 관리를 선도하는 국가가 되길 기대해 봅니다.