고준위 방사성 폐기물 관리

섬네일|right|300px|미국 워싱턴주 핸퍼드 핵시설의 물 속에 뚜껑이 열린 채 보관된 사용후핵연료의 모습

고준위 방사성 폐기물 관리()는 원자력 발전과 핵무기 제조에서 발생하는 방사성 물질의 처리를 다룬다. 방사성 폐기물은 단수명 및 장수명 방사성 동위 원소와 비방사성 핵종을 모두 포함한다. 2002년에 미국은 약 47,000톤의 고준위 방사성 폐기물을 저장했다.

사용후핵연료의 구성 물질 중 넵투늄-237과 플루토늄-239는 각각 2백만 년과 24,000년의 긴 반감기로 인해 특히 문제가 된다. 고준위 방사성 폐기물을 처리하려면 정교한 처리 과정과 영구 저장, 처분 또는 비독성 형태로 전환하여 생물권으로부터 격리하는 장기 전략이 필요하다. 방사성 붕괴는 반감기 규칙을 따르는데, 이는 붕괴율이 붕괴 기간에 반비례하여 시간이 지남에 따라 방사선 강도가 감소한다는 것을 의미한다. 즉, 아이오딘-129와 같은 장수명 동위 원소의 방사선은 아이오딘-131과 같은 단수명 동위 원소의 방사선보다 훨씬 덜 강렬할 것이다.

전 세계 정부는 다양한 처분 전략을 모색하고 있으며 주로 심층 지질 저장소에 초점을 맞추고 있지만 이러한 장기 해결책의 이행은 더디고 있다. 이 문제는 안전한 붕괴에 필요한 시간이 1만 년에서 수백만 년에 이른다는 점에서 더욱 심화된다. 따라서 물리학자 한네스 알벤은 이러한 기간 동안 안정적임이 입증된 문명이나 지질학적 형성이 없음을 지적하며, 장기간 지속될 수 있는 안정적인 지질학적 형성 및 인간 기관의 필요성을 강조했다.

방사성 폐기물 관리는 기술적, 과학적 고려 사항뿐만 아니라 미래 세대에 미치는 영향과 관련된 중요한 윤리적 문제도 제기되고 있다. 적절한 관리 전략에 대한 논의에는 처분장 폐쇄 후 지화학적 시뮬레이션 모델 및 자연 지질학적 장벽에 의한 방사성 핵종 격리 의존 여부에 대한 찬반 논쟁이 포함된다.

일부 과학자들은 지질 수문학적 과정에 방사성 물질에 대한 통제권을 포기하는 것이 실현 가능하다고 주장하곤 있지만, 광범위한 기간에 걸쳐 이러한 모델에 대한 경험적 검증이 부족하기 때문에 회의론이 남아 있다. 다른 이들은 안정적인 지층에 심층 지질 처분장이 필요하다고 주장한다. 장기 방사성 폐기물 처분이 건강에 미치는 영향에 대한 예측은 비판적으로 평가되며, 실제 연구에서는 일반적으로 계획 및 비용 평가를 위해 최대 100년까지만 고려한다. 지속적인 연구는 방사성 폐기물의 장기적인 거동에 대한 정보를 제공하여 전 세계적으로 관리 전략과 국가 정책에 영향을 미친다.

 심층 지층 처분 
섬네일|right|핀란드 올킬루오토 원자력 발전소 부지에 건설 중인 지층 처분장 개념도
섬네일|올킬루오토 시범 터널

고준위 방사성 폐기물과 사용후핵연료의 영구 처분장 선정을 위한 절차가 여러 국가에서 진행 중이다. 현재 핵물질 처분 허가를 받은 유일한 전용 심층 지층 처분장은 미국의 폐기물 격리 시험 시설(WIPP)이지만, 사용후핵연료나 고준위 폐기물 처분 허가는 없다. 사용후핵연료 처분 계획은 핀란드, 스웨덴, 프랑스, 미국에서 특히 잘 진행되고 있지만, 미국에서는 정치적인 지연이 있었다. 캐나다와 영국에서는 심층 처분이 선정되었고 부지 선정 절차가 시작되었다. 기본적인 개념은 크고 안정적인 지질학적 지층을 식별하고, 터널굴착기를 사용하여 지표면 아래 500~1,000미터 깊이에 방사성 폐기물 처분을 위한 방이나 금고를 만들 수 있는 깊은 터널이나 수직갱을 굴착하는 것이다. 목표는 폐기물을 인간 환경으로부터 영구적으로 격리하는 것이다. 이러한 처분 방법의 즉각적인 관리 중단에 대한 우려가 제기되었고, 지속적인 관리와 모니터링이 더 바람직하다는 제안이 있었다.

특정 방사성 동위 원소는 반감기가 1백만 년을 초과하므로, 최소한의 용기 누출 및 방사성 핵종 이동 속도도 고려해야 한다. 일부 핵물질이 생물에 해롭지 않은 수준으로 방사능이 감소하기까지는 여러 반감기가 지나야 할 것으로 추정된다. 1983년 국립 과학 아카데미의 검토에서는 스웨덴 핵폐기물 프로그램의 추정치를 지지하며, 폐기물 격리가 최대 1백만 년 동안 필요할 수 있다고 밝혔다.

육상 섭입대 폐기물 처분 방법은 육지에서 접근 가능한 섭입대에 핵폐기물을 처분하는 것을 제안한다. 이 방법은 국제 조약에 의해 제한되지 않으며, 핵폐기물 처분을 위한 실현 가능하고 진보된 기술로 인정받는다.

가봉의 오클로 우라늄 광산에서 발견된 자연 핵분열 현장에서는 17억 년 전 핵분열 반응이 일어났고, 핵분열 생성물은 3미터 미만으로 이동했다. 이러한 최소한의 이동은 실제 불용성이나 이동하는 지하수에 의한 흡착보다는 우라니나이트 결정 구조 내에서의 보존 때문일 가능성이 더 높다. 오클로의 우라니나이트 결정은 사용후핵연료봉의 결정보다 더 잘 보존되어 있는데, 이는 불완전한 핵반응으로 인해 반응 생성물이 지하수에 덜 취약하기 때문일 것이다.

수평 시추공 처분 방법은 사용후핵연료와 같은 고준위 폐기물과 세슘-137 또는 스트론튬-90과 같은 특정 동위 원소를 처분하기 위해 지각으로 1킬로미터 이상 수직으로, 2킬로미터 수평으로 시추하는 것을 포함한다. 배치 및 회수 가능한 기간이 지나면 시추공은 봉인된다. 2018년과 2019년에 미국에 본사를 둔 한 민간 기업은 수평 시추공에 시험 용기를 배치하고 회수하는 시연을 수행했지만, 실제 고준위 폐기물은 이 시험에 사용되지 않았다.

 지층 처분용 물질 
고준위 방사성 폐기물을 장기 지층 저장고에 저장하기 위해서는 수천 년 동안 물질의 무결성을 유지하면서 방사능이 감소하도록 하는 특정 폐기물 형태를 사용해야 한다. 사용되는 물질은 유리 폐기물 형태, 세라믹 폐기물 형태, 나노 구조 물질의 몇 가지 범주로 나눌 수 있다.

유리 형태에는 붕규산 유리와 인산염 유리가 포함된다. 붕규산 핵폐기물 유리는 핵에너지를 생산하거나 핵무기를 보유한 많은 국가에서 고준위 방사성 폐기물을 고정화하는 데 산업적으로 사용된다. 유리 폐기물 형태는 다양한 폐기물 흐름 조성을 수용할 수 있고, 산업 처리로 쉽게 확장할 수 있으며, 열적, 방사적, 화학적 교란에 안정적이라는 장점이 있다. 이러한 유리는 방사성 원소를 비방사성 유리 형성 원소에 결합시켜 작동한다. 인산염 유리는 산업적으로 사용되지는 않지만 붕규산 유리보다 용해율이 훨씬 낮아 더 유리한 옵션이 된다. 그러나 단일 인산염 물질로는 모든 방사성 생성물을 수용할 수 없으므로 인산염 저장에는 폐기물을 별개의 부분으로 분리하기 위한 더 많은 재처리가 필요하다. 두 유리 모두 높은 온도에서 처리해야 하므로 휘발성이 강한 일부 방사성 독성 원소에는 사용할 수 없다.

세라믹 폐기물 형태는 결정 구조를 가지고 있기 때문에 유리 옵션보다 높은 폐기물 적재량을 제공한다. 또한, 세라믹 폐기물 형태의 광물 유사체는 장기 내구성에 대한 증거를 제공한다. 이러한 사실과 낮은 온도에서 처리할 수 있다는 사실 때문에 세라믹은 종종 차세대 고준위 방사성 폐기물 형태로 간주된다. 세라믹 폐기물 형태는 큰 잠재력을 제공하지만, 많은 연구가 남아 있다.

 국가별 관리 계획 
핀란드, 미국, 스웨덴은 고준위 방사성 폐기물 처분을 위한 심층 처분장 개발에 가장 앞서 있다. 프랑스와 일본은 재처리에 광범위하게 전념하고 있으며, 사용후핵연료를 직접 처분할지 또는 재처리 후 처분할지에 대한 계획은 국가마다 다르다. 고준위 폐기물 관리 계획의 국가별 현황은 다음과 같다.

많은 유럽 국가(예: 영국, 핀란드, 네덜란드, 스웨덴, 스위스)에서는 미래의 고준위 핵폐기물 시설에서 방사선에 노출되는 일반 대중의 위험 또는 선량 한도가 국제 방사선 방호 위원회에서 제안하거나 미국에서 제안한 것보다 상당히 엄격하다. 유럽의 한도는 국제 방사선 방호 위원회가 1990년에 제안한 표준보다 20배, 그리고 미국 환경보호청(EPA)이 유카산 핵폐기물 저장소에 대해 폐쇄 후 처음 1만 년 동안 제안한 표준보다 10배 더 엄격한 경우가 많다. 게다가, 미국 EPA가 제안한 1만 년 이상에 대한 표준은 유럽 한도보다 250배 더 허용적이다.

고준위 방사성 폐기물 처분장 건설에 가장 많은 진전을 이룬 국가들은 일반적으로 퍼블릭 코멘트로 시작하여 자발적인 부지 선정을 필수 조건으로 삼았다. 이러한 합의 추구 접근 방식은 하향식 의사 결정 방식보다 성공 가능성이 더 높은 것으로 여겨지지만, 이 과정은 필연적으로 느리며 "기존 및 신규 핵보유국 모두에서 성공할지 알 수 있는 전 세계적인 경험이 부족하다."

더욱이, 대부분의 지역사회는 "수천 년 동안 폐기물 처리 장소가 될 수도 있다는 우려, 사고로 인한 건강 및 환경적 결과, 그리고 부동산 가치 하락" 때문에 핵폐기물 저장소를 유치하기를 원하지 않는다.

 아시아 
 중화인민공화국 
중국에서는 10개의 원자로가 전력의 약 2%를 공급하고 있으며, 5개가 추가로 건설 중이다. 중국은 1980년대에 재처리를 약속했으며, 란저우시에 임시 사용후핵연료 저장 시설이 건설된 상태에서 시험 공장이 건설 중이다. 1985년부터 지층 처분이 연구되었고, 2003년에는 영구 심층 지층 처분장이 법적으로 요구되었다. 중국 북서부의 고비 사막 근처 간쑤성의 부지들이 조사 중이며, 2020년까지 최종 부지가 선정되고 2050년경에 실제 처분이 이루어질 것으로 예상된다.

 중화민국 
대만에서는 타이둥현의 란위섬 남단에 핵폐기물 저장 시설이 건설되었다. 이 시설은 1982년에 건설되었으며 타이완전력공사가 소유 및 운영하고 있다. 이 시설은 타이완전력공사의 현재 3개 원자력 발전소에서 핵폐기물을 받고 있다. 그러나 섬의 지역 사회의 강한 반대로 인해 핵폐기물은 발전소 시설 자체에 저장되어야 한다.

 인도 
인도는 재처리 및 사용후핵연료 재활용을 포함하는 폐쇄형 핵연료 주기를 채택했다. 재처리 결과 사용후핵연료의 2~3%는 폐기물이 되고 나머지는 재활용된다. 고준위 액체 폐기물이라고 불리는 폐기물 연료는 유리화 과정을 통해 유리로 전환된다. 유리화된 폐기물은 냉각을 위해 30~40년 동안 저장된다.

16개의 원자로는 인도 전력의 약 3%를 생산하고 있으며, 7개가 추가로 건설 중이다. 사용후핵연료는 뭄바이 근처의 트롬베이, 뭄바이 북쪽 서해안의 타라푸르, 인도 남동부 해안의 칼파캄 시설에서 처리된다. 플루토늄은 고속 증식로(건설 중)에서 더 많은 연료를 생산하는 데 사용될 것이며, 다른 폐기물은 타라푸르와 트롬베이에서 유리화될 것이다. 칼파캄 근처 결정암의 심층 지층 처분장에 최종 처분될 예정이며, 30년 동안 임시 저장이 예상된다.

 일본 
2000년, 특정 방사성 폐기물 최종 처분법은 고준위 방사성 폐기물 관리를 위한 새로운 조직 설립을 요구했고, 같은 해 일본원자력폐기물관리사업단(NUMO)이 경제산업성 관할 하에 설립되었다. NUMO는 영구 심층 지층 처분장 부지 선정, 2040년까지 폐기물 처분 시설의 건설, 운영 및 폐쇄를 담당한다. 부지 선정은 2002년에 시작되었고 3,239개 지자체에 신청 정보가 발송되었지만, 2006년까지 시설 유치에 자원한 지방 정부는 없었다. 고치현은 2007년에 관심을 표명했지만, 지역 반대로 인해 시장이 사임했다. 2013년 12월 정부는 지자체에 접근하기 전에 적합한 후보 지역을 식별하기로 결정했다.

일본학술회의 전문가 패널의 수장은 일본의 지진 조건 때문에 필요한 10만 년 동안 지반 조건을 예측하기 어렵기 때문에 심층 지층 처분의 안전성에 대해 대중을 설득하기는 불가능할 것이라고 말했다.

 유럽 
 벨기에 
벨기에는 7개의 원자로가 전력의 약 52%를 공급한다. 벨기에의 사용후핵연료는 처음에는 프랑스에서 재처리되었다. 1993년 벨기에 의회 결의에 따라 재처리가 중단되었고, 그 이후 사용후핵연료는 원자력 발전소 부지에 저장되고 있다. 고준위 방사성 폐기물(HLW)의 심층 처분은 벨기에에서 30년 이상 연구되어 왔다. 붐 클레이는 HLW 처분을 위한 기준 모암으로 연구되고 있다. 하데스 지하 연구소(URL)는 몰 부지의 붐 지층에서 지하 223미터에 위치해 있다. 벨기에 URL은 1970년대와 1980년대에 벨기에에서 폐기물 처분 연구를 시작한 벨기에 핵연구센터인 SCK•CEN과 벨기에 방사성 폐기물 관리 기관인 ONDRAF/NIRAS 간의 공동 조직인 Euridice 경제 이익 단체가 운영한다. 벨기에에서 지침 및 인허가 승인을 담당하는 규제 기관은 2001년에 설립된 연방 핵 통제국이다.

 핀란드 
1983년, 정부는 2010년까지 영구 처분장 부지를 선정하기로 결정했다. 4개의 원자로가 전력의 29%를 공급하는 핀란드는 1987년 방사성 폐기물 생산자가 방사선 및 원자력 안전청의 요구 사항과 제안된 처분장이 위치할 지역 정부에 부여된 절대적인 거부권에 따라 폐기물 처분에 대한 책임을 지도록 하는 원자력 에너지법을 제정했다. 핵폐기물 생산자들은 영구 처분장의 부지 선정, 건설 및 운영을 담당하는 회사 포시바를 설립했다. 1994년 법 개정안은 사용후핵연료의 최종 처분을 핀란드 내에서 하도록 요구하며, 방사성 폐기물의 수입 또는 수출을 금지했다.

1997-98년에 4개 부지에 대한 환경 평가가 이루어졌고, 포시바는 기존 원자로 2개 근처의 올킬루오토 부지를 선택했으며, 2000년에 지방 정부가 이를 승인했다. 핀란드 의회는 2001년에 약 500미터 깊이의 화성암 기반암에 심층 지층 처분장을 승인했다. 이 처분장 개념은 스웨덴 모델과 유사하며, 용기는 구리로 피복되고 2020년부터 지하수면 아래에 매립될 예정이다. 옹칼로는 2004년부터 2017년까지 이 부지에 건설되었다.

 프랑스 
58개의 원자로가 전력의 약 75%를 공급하는 프랑스는 다른 어떤 국가보다 높은 비율로, 원자력 도입 이후 사용후핵연료를 재처리해왔다. 일부 재처리된 플루토늄은 연료를 만드는 데 사용되지만, 원자로 연료로 재활용되는 것보다 더 많이 생산되고 있다. 프랑스는 또한 다른 국가를 위해 사용후핵연료를 재처리하지만, 핵폐기물은 원산지로 반환된다. 프랑스 사용후핵연료 재처리에서 발생하는 방사성 폐기물은 방사성 폐기물 관리 연구를 수행하기 위한 15년 기간을 설정한 1991년 제정된 법률에 따라 지질학적 처분장에 처분될 예정이다. 이 법률에 따라 장수명 원소의 분리 및 변환, 고정화 및 조건화 공정, 장기 근접 표면 저장이 프랑스 원자력 및 대체에너지 위원회(CEA)에서 조사 중이다. 심층 지질학적 형성 처분은 프랑스 방사성 폐기물 관리 기관(Agence nationale pour la Gestion des Déchets radioactifs)에서 지하 연구소에서 연구 중이다.

세 곳의 부지가 뫼즈주와 오트마른주 경계 근처의 점토층, 가르주와 비엔주에서 가능한 심층 지층 처분을 위해 식별되었다. 1998년 정부는 뫼즈-오트마른 지하 연구소를 승인하고 다른 곳은 추가 고려 대상에서 제외했다. 2006년에는 2020년까지 처분장 면허를 부여하는 법률이 제안되었으며, 2035년에 운영이 예상된다.

 독일 
right|섬네일|독일 북부 고르레벤의 핵폐기물 처리 센터 근처에서의 반핵 시위
독일의 핵폐기물 정책은 유동적이다. 독일의 영구 지질 저장소 계획은 1974년에 시작되었으며, 브라운슈바이크 북동쪽으로 약 100km 떨어진 고를레벤 근처의 고르레벤 암염 돔, 즉 암염 광산에 초점을 맞췄다. 이 부지는 1977년에 재처리 공장, 사용후핵연료 관리 및 영구 처리 시설을 단일 부지에 두는 계획과 함께 발표되었다. 재처리 공장 계획은 1979년에 철회되었다. 2000년 연방 정부와 공공 서비스 기관은 3년에서 10년 동안 지하 조사를 중단하는 데 동의했고, 정부는 원자력 발전 사용을 중단하고 2003년에 한 원자로를 폐쇄하기로 약속했다.

2011년 3월 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고 발생 며칠 만에 앙겔라 메르켈 총리는 "이전에 발표된 독일 기존 원자력 발전소 연장 계획에 대해 3개월간의 모라토리엄을 부과하고, 1981년부터 운영되던 17개 원자로 중 7개를 폐쇄했다." 시위는 계속되었고, 2011년 5월 29일 메르켈 정부는 2022년까지 모든 원자력 발전소를 폐쇄할 것이라고 발표했다.

한편, 전력 회사들은 원자로 부지 근처에 임시 저장 시설이 건설될 때까지 사용후핵연료를 고르레벤, 루브민, 아하우스의 임시 저장 시설로 운반하고 있다. 이전에는 사용후핵연료를 프랑스나 영국으로 재처리를 위해 보냈지만, 이 관행은 2005년 7월에 종료되었다.

 네덜란드 
COVRA(Centrale Organisatie Voor Radioactief Afval)는 네덜란드 플리싱언에 있는 임시 핵폐기물 처리 및 저장 회사로, 노르망디 망슈 라아그에 있는 아레바 NC에서 재처리된 남아있는 유일한 원자력 발전소에서 생산된 폐기물을 저장한다. 네덜란드 정부가 폐기물 처리 방안을 결정할 때까지, 폐기물은 현재 100년 운영 허가를 받은 COVRA에 보관될 것이다. 2017년 초 기준으로 영구 처분 시설에 대한 계획은 없다.

 러시아 
러시아에서는 원자력 에너지부(Minatom)가 31개 원자로를 책임지고 있으며, 이는 전력의 약 16%를 생산한다. 미나톰은 또한 재처리 및 방사성 폐기물 처리를 담당하며, 2001년 기준으로 임시 저장고에 있는 25,000톤 이상의 사용후핵연료를 포함한다.

러시아는 군사 목적으로 사용후핵연료를 재처리한 오랜 역사를 가지고 있으며, 이전에는 수입된 사용후핵연료를 재처리할 계획도 있었다. 여기에는 미국으로부터 연료를 받았던 브라질, 체코, 인도, 일본, 멕시코, 슬로베니아, 대한민국, 스위스, 대만, 유럽연합 등 다른 국가들에 축적된 33,000톤의 사용후핵연료 중 일부가 포함될 수 있으며, 미국은 당초 이를 다시 가져갈 것을 약속했다.

1991년 환경보호법은 러시아 내 장기 저장 또는 매장을 위한 방사성 물질 수입을 금지했지만, 영구 저장을 위한 수입을 허용하는 논란의 여지가 있는 법안이 러시아 의회를 통과하고 2001년 푸틴 대통령에 의해 서명되었다. 장기적으로 러시아의 계획은 심층 지질 처분이다. 대부분의 관심은 우랄 산맥의 첼랴빈스크 근처 마야크에 임시 저장된 폐기물과 시베리아 크라스노야르스크의 화강암에 축적된 폐기물에 집중되어 왔다.

 스페인 
스페인은 2013년에 7개의 원자로를 갖춘 5개의 활성 원자력 발전소에서 국가 전력의 21%를 생산했다. 또한, 다른 2개의 오래된 폐쇄된 발전소에서 발생한 고준위 폐기물이 남아 있다. 2004년에서 2011년 사이에 스페인 정부의 양당 이니셔티브는 네덜란드의 COVRA 개념과 유사한 임시 중앙 저장 시설(ATC, Almacén Temporal Centralizado) 건설을 추진했다. 2011년 말과 2012년 초에 최종 승인이 내려졌고, 경쟁 입찰 과정을 거쳐 쿠엥카도의 비야르 데 카냐스 근처 부지가 선정되고 토지가 매입되었다. 이 시설은 처음 60년 동안 허가를 받을 예정이었다.

그러나 2015년 착공을 앞두고 지질학적, 기술적, 정치적, 생태학적 문제의 복합적인 이유로 프로젝트가 중단되었다. 2015년 말 기준으로 카스티야-라만차 광역정부는 이 프로젝트를 "시대에 뒤떨어진" 것으로 간주하고 사실상 "마비"되었다고 평가했다. 2017년 초 기준으로 프로젝트는 폐기되지 않았지만 동결 상태이며 조만간 추가 조치는 없을 것으로 예상된다. 한편, 사용후핵연료 및 기타 고준위 폐기물은 발전소의 수영장과 가로냐 및 트리요의 현장 건식 저장 시설(개별 임시 저장고)에 보관되고 있다.

2017년 초 기준으로 영구 고준위 처분 시설에 대한 계획도 없다. 저준위 및 중준위 폐기물은 코르도바도의 엘 카브릴 시설에 저장되어 있다.

 스웨덴 
스웨덴에는 2007년 기준으로 10개의 가동 중인 원자로가 전력의 약 45%를 생산한다. 바르세베크의 다른 두 원자로는 1999년과 2005년에 폐쇄되었다. 이 원자로들이 건설될 당시에는 핵연료가 외국에서 재처리될 것이며, 재처리 폐기물은 스웨덴으로 반환되지 않을 것으로 예상되었다. 나중에 국내 재처리 공장 건설이 고려되었지만, 건설되지 않았다.

1977년 규정법 통과로 핵폐기물 관리 책임이 정부에서 핵 산업으로 이전되었으며, 원자로 운영자는 운영 허가를 얻기 위해 "절대 안전"을 갖춘 허용 가능한 폐기물 관리 계획을 제시해야 했다. 1980년대 초, 미국에서 스리마일섬 멜트다운이 발생한 후, 스웨덴에서는 원자력 발전의 미래 사용에 대한 국민 투표가 실시되었다. 1980년 말, 세 가지 질문의 국민 투표가 엇갈린 결과를 낳은 후, 스웨덴 의회는 2010년까지 기존 원자로를 단계적으로 폐쇄하기로 결정했다. 2009년 2월 5일, 스웨덴 정부는 기존 원자로 교체를 허용하는 협정을 발표하며 단계적 폐쇄 정책을 사실상 종료했다. 2010년 스웨덴 정부는 새로운 원자로 건설을 허용했다. 새로운 원자로는 기존 원자력 발전소 부지인 오스카르스함, 링할스 또는 포스마르크에만 건설될 수 있으며, 기존 원자로 중 하나가 폐쇄되어야 새로운 원자로가 가동될 수 있다.

스웨덴 핵연료 및 폐기물 관리 회사 (Svensk Kärnbränslehantering AB, SKB로 알려짐)는 1980년에 설립되었으며, 핵폐기물의 최종 처분을 담당한다. 여기에는 감시 가능한 회수형 저장 시설, 발트해 연안 스톡홀름 남쪽 150마일(240km)에 위치한 오스카르스함의 사용후핵연료 중앙 임시 저장 시설 운영, 사용후핵연료 운송, 영구 처분장 건설이 포함된다. 스웨덴 전력 회사들은 사용후핵연료를 영구 처분장으로 옮기기 전에 약 30년 동안 물로 채워진 굴착된 동굴에 저장될 오스카르스함 시설로 운송하기 전에 1년 동안 원자로 부지에 저장한다.

영구 처분장의 개념 설계는 1983년까지 결정되었으며, KBS-3 방법으로 알려진 지하수면 아래 약 500m 깊이의 화강암 기반암에 구리 피복 철제 캐니스터를 배치하는 것을 요구했다. 캐니스터 주변 공간은 벤토나이트 점토로 채워질 것이다. 영구 처분장을 위한 6개의 가능한 위치를 검토한 후, 외스트함마르, 오스카르스함, 티어프의 3곳이 추가 조사를 위해 지명되었다. 2009년 6월 3일, 스웨덴 핵연료 및 폐기물 회사는 포스마르크 원자력 발전소 근처의 외스트함마르를 심층 폐기물 부지로 선정했다. SKB는 2011년에 처분장 건설 신청서를 제출했으며, 2022년 1월 27일 스웨덴 정부의 승인을 받았다.

 스위스 

스위스에는 2007년경 전력의 약 43%(2015년에는 34%)를 공급하는 5개의 원자로가 있다. 일부 스위스 사용후핵연료는 프랑스와 영국으로 재처리를 위해 보내졌고, 대부분의 연료는 재처리 없이 저장되고 있다. 산업 소유 조직인 ZWILAG는 사용후핵연료 및 고준위 방사성 폐기물, 그리고 저준위 방사성 폐기물 조절 및 폐기물 소각을 위한 중앙 임시 저장 시설을 건설 및 운영한다. ZWILAG 이전에 존재했던 다른 임시 저장 시설들도 스위스에서 계속 운영되고 있다.

스위스 프로그램은 고준위 방사성 폐기물 처분 및 저준위 및 중준위 폐기물 처분을 위한 심층 저장고 부지 선정 옵션을 고려하고 있다. 저장고 건설은 이번 세기 중반까지는 예상되지 않는다. 퇴적암(특히 오팔리누스 점토)에 대한 연구는 스위스 몽 테리 암석 연구소에서 수행되고 있으며, 결정암에 있는 오래된 시설인 그림젤 시험장도 여전히 활발하게 활동하고 있다.

 영국 

2007년 영국에는 19개의 가동 중인 원자로가 있었으며, 이는 전력의 약 20%를 생산했다. 영국은 셀라필드에서 사용후핵연료의 대부분을 처리하며, 이곳에서 핵폐기물은 유리화되어 스테인리스 스틸 용기에 봉인되어 지상에서 최소 50년 동안 건식 저장된 후 최종적으로 심층 지질 처분된다. 셀라필드는 윈드스케일 핵 시설 화재와 2005년 주요 재처리 공장(THORP)에서의 심각한 사고를 포함하여 환경 및 안전 문제의 역사를 가지고 있다.

1982년에는 장수명 핵폐기물 처분 책임이 있는 원자력 산업 방사성 폐기물 관리 집행부(NIREX)가 설립되었고, 2006년에는 환경식품농촌부 방사성 폐기물 관리 위원회(CoRWM)가 지하 200-1,000m의 지질 처분을 권고했다. NIREX는 스웨덴 모델을 기반으로 하는 일반적인 처분장 개념을 개발했지만, 아직 부지를 선정하지 않았다. 원자력 해체 당국은 재처리 폐기물을 포장하는 일을 담당하며, 결국 영국 핵연료 주식회사로부터 원자로 및 셀라필드 재처리 공장에 대한 책임을 인계받을 것이다.

 북아메리카 
 캐나다 

2006년 캐나다의 18개 가동 중인 원자력 발전소는 전력의 약 16%를 생산했다. 2002년 캐나다 의회에서 국가 핵연료 폐기물법이 제정되어, 원자력 에너지 기업은 핵폐기물 관리를 위한 접근 방식을 캐나다 정부에 제안하고, 정부가 선택한 접근 방식을 이행하기 위해 폐기물 관리 조직을 설립하도록 요구했다. 이 법은 관리를 "저장 또는 처분 목적의 취급, 처리, 조절 또는 운송을 포함하는 장기적인 저장 또는 처분에 의한 관리"로 정의했다.

그 결과 설립된 캐나다 핵폐기물 관리 기구 (NWMO)는 3년간의 광범위한 연구와 캐나다인과의 협의를 수행했다. 2005년, 이들은 기술 및 관리 방법을 모두 강조하는 적응형 단계적 관리(Adaptive Phased Management)를 권고했다. 기술적 방법에는 캐나다 순상지의 화강암 또는 오르도비스기 퇴적암과 같은 적절한 암석층에 심층 지질 처분장을 건설하여 사용후핵연료를 중앙 집중식으로 격리하고 봉인하는 것이 포함되었다. 또한 지속적인 학습, 연구 개발 프로그램을 통해 단계별 의사 결정 과정을 권고했다.

2007년 캐나다 정부는 이 권고를 수용했고 NWMO는 이 권고를 이행하는 임무를 맡았다. 이 과정에 대한 구체적인 시간표는 정의되지 않았다. 2009년 NWMO는 부지 선정 과정을 설계하고 있었고, 부지 선정에는 10년 이상이 걸릴 것으로 예상되었다. 두 잠재적 유치 지역(온타리오주 이그나스 / 온타리오주 사우스 브루스) 간의 부지 선정은 2024년 가을까지 완료될 것으로 예상된다.

 미국 

섬네일|upright=1.5|미국 전역에 핵폐기물이 저장되어 있는 위치
1982년 핵폐기물 정책법은 1990년대 중반까지 고준위 방사성 폐기물을 위한 영구 지하 처분장 건설 일정 및 절차를 수립하고, 당시 전력의 약 19.4%를 생산하는 104개 민간 원자력 발전소의 사용후핵연료를 포함한 일부 폐기물의 임시 저장을 규정했다. 2008년 4월 현재 미국은 약 56,000톤의 사용후핵연료와 20,000개의 고체 국방 관련 폐기물 용기를 보유하고 있으며, 이는 2035년까지 119,000톤으로 증가할 것으로 예상된다. 미국은 네바다주 유카산에 최종 처분장인 유카산 핵폐기물 저장소를 선택했지만, 이 프로젝트는 미국 전역에서 폐기물을 장거리 운송하는 문제, 사고 가능성, 핵폐기물을 인간 환경으로부터 영구적으로 격리하는 데 대한 성공 불확실성 등 주요 우려로 인해 광범위하게 반대되었다. 70,000톤의 방사성 폐기물을 수용할 수 있는 유카산은 2017년에 개장할 예정이었다. 그러나 버락 오바마 행정부는 2009년 미국 연방 예산 제안에서 이 부지 사용을 거부했으며, "행정부가 핵폐기물 처분에 대한 새로운 전략을 고안하는 동안" 원자력 규제 위원회의 문의에 답변하는 데 필요한 자금을 제외한 모든 자금을 없앴다. 2009년 3월 5일, 에너지부 장관 스티븐 추는 상원 청문회에서 "유카산 부지는 더 이상 원자로 폐기물 저장 옵션으로 간주되지 않는다"고 말했다. 1999년부터 군에서 발생한 핵폐기물은 뉴멕시코의 폐기물 격리 시험 시설에 매장되고 있다.

단위 시간당 붕괴하는 방사성 동위 원소 원자의 비율은 반감기에 반비례하므로, 매장된 인공 방사성 폐기물의 상대적인 방사능은 시간이 지남에 따라 자연 방사성 동위 원소에 비해 감소할 것이다. 예를 들어, 지각의 30,000×1015톤 질량에 걸쳐 각각 백만 분의 1의 상대적으로 미량 농도로 존재하는 120×106톤의 토륨과 40×106톤의 우라늄의 자연 방사능 붕괴 사슬이 있다. 예를 들어, 수천 년의 기간 동안 가장 활성이 높은 단수명 방사성 동위 원소가 붕괴한 후, 미국 핵폐기물을 매장하면 미국 내 1000만km2에 해당하는 암석과 토양 상층 2000피트(610m)의 방사능이 그러한 부피 내 자연 방사능의 누적량에 비해 ≈ 1천만분의 1 증가할 것이지만, 부지 주변은 그러한 평균보다 인공 방사성 동위 원소의 농도가 지하에서 훨씬 높을 것이다.

2010년 1월 29일자 대통령 각서에서 버락 오바마 대통령은 미국 핵 미래 청사진 위원회 (위원회)를 설립했다. 15명의 위원으로 구성된 위원회는 핵에너지 과정의 "후단"이라고 불리는 핵폐기물 처분에 대한 광범위한 2년 연구를 수행했다. 위원회는 원자로 및 핵연료 주기 기술, 운송 및 저장, 처분 등 세 개의 소위원회를 설립했다. 2012년 1월 26일, 위원회는 최종 보고서를 스티븐 추 에너지부 장관에게 제출했다. 처분 소위원회의 최종 보고서에서 위원회는 특정 부지에 대한 권고를 발표하는 대신 처분 전략에 대한 포괄적인 권고를 제시한다. 연구 기간 동안 위원회는 핀란드, 프랑스, 일본, 러시아, 스웨덴, 영국을 방문했다. 최종 보고서에서 위원회는 포괄적인 전략을 개발하기 위한 7가지 권고를 제시했다. 바이든 행정부는 폐기물 출처가 아닌 방사능 수준별 폐기물 분류를 권고하여 새로운 관리 계획을 가능하게 했다.

 국제 저장소 
호주에는 핵 원자로가 없지만 판게아 자원은 1998년에 남호주 또는 서호주의 오지에 국제 저장소를 건설하는 것을 고려했지만, 이듬해 두 주와 오스트레일리아 상원에서 입법 반발을 불러일으켰다. 이후 판게아는 호주에서 사업을 중단했지만 판게아 국제 협회로 다시 등장했고, 2002년에는 벨기에, 불가리아, 헝가리, 일본, 스위스의 지원을 받아 지역 및 국제 지하 저장 협회로 발전했다. 세 벤처의 주요 관계자 중 한 명이 국제 저장소에 대한 일반적인 개념을 제시했다. 러시아는 다른 국가들을 위한 저장소 역할을 하는 데 관심을 표명했지만, 국제 기구나 다른 국가 그룹의 후원 또는 통제는 상정하지 않는다. 남아프리카 공화국, 아르헨티나, 서부 중국도 가능한 위치로 언급되었다.

EU에서는 COVRA가 여러 EU 국가에서 사용할 수 있는 단일 처분 장소로 유럽 전역의 폐기물 처분 시스템을 협상하고 있다. 이 EU 전역의 저장 가능성은 SAPIERR-2 프로그램 하에서 연구되고 있다.

 같이 보기 
 수평 시추공
 심층 지질 저장소
 심층 시추공 처분
 러시아 핵추진 선박 해체
 신규 원자력 발전소의 경제학
 인투 이터니티: 핀란드 폐기물 저장소 건설에 관한 2010년 다큐멘터리
 지구에서 가장 안전한 곳으로의 여정: 안전한 저장소의 시급한 필요성에 관한 2013년 다큐멘터리
 핵폐기물 처리 기술 목록
 핵연료 재처리
 방사성 폐기물

 내용주 

 각주 

 South Carolina Biohazard Disposal Company

 추가 문헌 
 Donald, I. W., Waste immobilization in glass and ceramic based hosts: Radioactive, toxic and hazardous wastes, Wiley, 2010. 
 
 Shrader-Frechette, Kristin S. Risk analysis and scientific method: Methodological and ethical problems with evaluating societal hazards. Dordrecht: D. Reidel, 1985. 

 외부 링크 
 International Atomic Energy Agency – Internet Directory of Nuclear Resources (links)
 Nuclear Regulatory Commission – Radioactive Waste (documents)
 Radwaste Solutions (magazine)
 
 World Nuclear Association – Radioactive

분류:방사성 폐기물