중앙집중적인 에너지 시스템으로서의 원자력발전이 초래할 수 있는 사회적인 여러 다양한 결과를 조사하여 기술하라.

방송대 경영학과1년 원미자

목    차

             1. 중앙집중적 에너지 시스템의 개념

             2. 원자력발전의 기본원리와 그 종류

             3. 원자력발전과 재생에너지원이용과정의 비교

             4. 핵에너지 기술과 포괄적 인권침해

             5. 인류의 진정한 행복 추구를 위하여  

              참고문헌

1. 중앙집중적 에너지 시스템의 개념

   에너지 기술은 그것이 이용하는 에너지원과 그것의 규모에 따라 크게 두 가지로 구분한다. 하나는 우라늄이나 화석연료를 에너지원으로 이용하여 특정지역 또는 한정된 지역에서 대규모로 대용량의 발전을 하여 공급하는 시스템으로 원자력 발전소와 거대출력의 화력발전소가 이에 해당된다. 이것과 대비되는 성격의 기술은 태양 에너지나 풍력 등의 지구상에 골고루 분포되어있는 재생 가능한 에너지원을 이용하는 소규모의 발전기술이라 할 수 있다.

   특히 중앙집중적 에너지 기술의 대표적인 것이 우라늄을 이용한 원자력발전이며 이 에너지 기술자체에 내재적으로 인권을 침해하는 요소가 들어있을 뿐 아니라 실제로 사회적인 다양한 인권침해 결과를 기술 해보고자 한다.

2. 원자력발전과 재생에너지원이용과정의 비교

   우라늄을 이용하는 에너지 기술과 재생 가능한 에너지원을 이용하는 기술의 적용과정을 보면 이들 기술이 인간다운 삶에 미치는 영향을 분명하게 알 수 있다.

   원자로에 들어갈 핵연료를 생산하기 위해서는 우선 우라늄 광산에서 우라늄 광석을 캐내어야 한다. 이 작업은 채광 도중에 나오는 방사능 때문에 쉽게 수행될 수 있는 일이 아니다. 또한 엄청난 양의 방사성 폐석들이 주변의 넓은 땅을 방사능으로 오염시킨다. 채광된 우라늄광석은 정련공장으로 수송되고, 공장에서 옐로우케익이라 불리는 이산화우라늄으로 가공된다. 이 과정에서도 다량의 방사성폐기물이 발생한다. 이산화우라늄은 농축우라늄으로 만들기 위한 전 단계인 육플루오르화우라늄으로 가공하기 위하여 다시 가공공장으로 수송되어 가공되는 두 과정을 거치게 된다. 육플루오르화우라늄은 농축우라늄 생산공장으로 수송되어 농축되고 그 다음 핵연료로 가공된다. 이 핵연료가 최종적으로 원자력발전소로 보내져 원자로에 투입되면 핵에너지가 생산되는 것이다.

 핵 발전의 경우 우라늄을 에너지원으로 이용하기 위해서 거쳐야 하는 단계는 폐기물처리과정을 합하여 10개 이상의 단계를 성공적으로 통과하기 위해서는 고도의 기술과 에너지가 집중적으로 투입되어야 하고, 또 한 그 과정에서 엄청난 환경오염이 일어나는 일은 피할 수가 없다. 만일 핵사고가 발생한다면 환경오염으로 인한 생태계 파괴뿐만 아니라 그로 인한 인명피해까지도 발생한다.

 또 원자력 발전소에서 생산된 전기가 소비자에게 전달되어 에너지로 이용되기 위해서는 먼저 고압송전선으로 보내져야 하고, 다음에는 변압설비에서 중압의 전기로 바뀌고, 마지막으로 저압으로 변화되어야 한다. 소비자는 이 전기를 가지고 가전제품을 돌리거나 전등을 켜는 에너지로 사용하게된다.

  이와 비교되는 것으로 재생 가능한 에너지를 이용하는 기술은 최종에너지를 생산할 때까지 훨씬 적은 단계를 거친다. 태양열을 이용한 난방이나 온수를 만들 때 거치는 단계는 한 단계에 지나지 않고 전기를 생산할 경우, 독립형이고 햇빛이 비치지 않을 때를 대비해서 축전지를 설치할 경우에는 기껏해야 두 개의 단계를 거치게 된다. 풍력발전의 경우도 독립형일 때에는 바람을 받아 발전기가 회전하면서 생산되는 전기를 직접 사용하거나 축전지를 거쳐서 사용하는 최대 두 개의 단계만 거치면 된다. 만일 태양광발전시설이나 풍력발전기가 지역의 전선에 연결되는 경우라면 생산과 소비 중간에 전달이라는 단계가 들어가므로 모두 세 개의 단계가 개입한다.     

  우라늄을 이용하는 기술과 재생가능에너지를 이용하는 기술이 에너지를 생산할 때까지 거쳐야 하는 단계에서 이토록 큰 차이가 나는 이유는 이들 에너지원의 분포 상황에 기인한다. 우라늄은 제한된 지역에 집중적으로 존재한다. 그러나 에너지를 소비하는 지역은 넓고 멀리 떨어져 있기 때문에 에너지를 효율적으로 얻기 위해서는 필연적으로 대규모의 수송, 정제, 발전 시설이 전제되어야 한다.

3. 원자력발전의 기본원리와 그 원자로의 종류

   원자력 발전소는 핵분열이 일어날 때 발생하는 열을 이용하여 전기를 생산하는 설비다. 원자핵의 분열은 일반적으로 적당한 속도를 지닌 중성자가 핵 속으로 들어가 충격을 가할 때 일어난다. 이렇게 중성자의 속도를 조절하거나 흡수하도록 하여 핵분열을 조절하거나 중지시키는 감속재의 종류나 사용방법에 따라 원자로의 종류가 정해진다.

  원자로의 세 가지 기본요소는 핵연료, 감속재, 냉각제이다. 이 세 요소로 어떤 것을 사용하고 어떻게 배열하느냐에 따라 여러 종류의 원자로가 만들어진다. 핵연료로는 천연우라늄이나 농축우라늄, 또는 토륨이나 플루토늄이 사용될 수 있다. 감속재료로 흔히 사용되는 것은 흑연과 같은 고체, 또는 중수나 경수와 같은 액체이다. 냉각재료는 물과 같은 액체를 사용할 수도 있지만 이산화탄소나 헬륨과 같은 기체가 사용되는 수도 있다. 간혹 액체 나트륨이 냉각재로 사용되기도 한다.

  경수로는 보통 물을 감속재와 냉각재로 사용하며, 비등수로와 가압경수로로 나뉜다. 비등수로는 핵연료가 들어 있는 용기속의 물이 핵분열에너지를 흡수하여 바로 수증기로 된다음 터빈실로 전해져서 터빈을 돌려 발전하는 형태이고, 가압경수로는 핵연료용기의 물은 끓지 않도록 높은 압력을 가하여 증기발생기를 통과하면서 그 속의 물을 간접열로 끓여 수증기를 만들어 내는 형태이다. 미국에서 개발한 원자로로 현재 전 세계에서 가장 많이 퍼져있다.

  흑연감속로는 감속재로 흑연을 쓰고, 냉각재로는 이산화탄소가 사용되고 핵연료로는 천연우라늄이나 약간 농축된 우라늄이 사용된다. 영국에서 주로 사용된다.

  중수로에서는 중수가 감속재로, 천연우라늄이 핵연료로 사용된다.

  소련에서는 감속재로 흑연이, 냉각재로는 경수가 사용되는 특이한 종류의 원자로가 개발되었다. 이 원자로에서는 우라늄235의 비율이 2%정도 되는 농축우라늄을 핵연료로 사용한다.

  고속증식로는 위의 ‘느린 중성자 원자로’와는 달리 빠른 중성자를 이용한 대용량의 열량을 이용한 발전 기술이다. 고속증식로에는 감속장치를 필요로 하지 않고 대용량의 고열을 냉각시키기 위해 액체 나트륨을 사용한다. 또 빠른 중성자를 잘 흡수하여 핵분열을 일으키는 우라늄238과 플루토늄239가 핵연료로 사용되기 때문에 수 천년의 무궁무진한 핵연료를 얻을 수 가있다는 근본 이유가 바로 위험천만인 고속증식로의 개발이유인 것이다.

4. 핵에너지 기술과 포괄적 인권침해

  핵 발전은 방사능 오염과 핵 사고라는 재앙을 가져올 수 있다는 점을 제외하고도 핵  발전소에서 일하는 노동자 개개인이 노동으로부터 얻을 수 있는 만족감을 빼앗을 수 있다. 실 예로 핵발전소의 방사능오염구역에서 작업하는 기사들은 자신의 노동의 처음과 끝은 전혀 확인하지 못하는 상태에서 복잡한 장비를 하고 짧은 시간동안만 노동한다. ‘로버트 융크’는 이 작업을 다음과 같이 묘사한다.  

 위험 구역으로 들어가기 전에 거기에서 얼마나 오랫동안 작업 할 수 있는가에 대해서 정확한 지시를 받는다. 1969년에 프랑스의 생-로랑-대조 원자력발전소에서 용기 하나가 손상되었을 때 그것을 수선하는 데는 14시간이 걸렸고, 105명 이상이 교대해야 했다. 그런데도 그들 개개인은 상당량의 방사능을 쬐었다. 1977년 미국의 인디언 포인트 발전소의 수리작업에서는 증기 발생기의 고장난 관 하나를 교환하기 위해서 1800명의 작업자가 투입된 적이 있다. 그들은 어떠한 노동의 만족감을 누릴 수 없는 것이다.

  핵 발전으로 생산된 전력의 혜택을 입는 사람들과 핵 발전으로 생성된 핵 폐기물의 피해를 보는 사람들이 다르다는 사실로부터 인간의 평등한 삶을 저해하는 문제가 발생한다. 발전의 수혜자는 대규모 공장, 대형건물, 대도시의 시민들이다. 핵발전소로부터 방출되는 방사능 피해를 입기가 쉬울 뿐 아니라 그의 혜택을 입지 못하는 사람들은 지역의 주민들이다.

  핵폐기물 처분 장은 가능한 한 사람들이 모여 사는 곳으로부터 떨어진 곳이 건설하기 때문에, 핵 발전의 혜택을 가장 적게 입은 사람들이다. 한국정부에서 핵 폐기물 처분장 건설을 시도했던 굴업도와 안면도의 주민들은 핵발전소가 없다고 해도 불편이 없이 살아갈 수 있는 사람들이다. 이처럼 향유자가 아닌 다른 사람들의 피해를 강요하는 윤리적 문제가 발생하고 있다.

  핵 발전은 세대간에도 윤리적인 형평의 문제를 야기한다. 현제 가동되는 핵발전소의 결실은 우리 세대가 향유한다. 그러나 그 폐기물인 찌꺼기는 우리의 후대 자손들의 커다란 짐으로 남는 것이다.

  핵에너지 기술은 개인의 프라이버시와 민주주의 체제를 위협할 수 있다. 핵 산업의 확장 결과로 개인이 통제 당함으로써, 결국은 민주주의가 붕괴되는 날까지 갈 것이라는 것이다. 핵 산업의 확장은 궁극적으로 기술의 중앙집중화, 규모의 거대화를 가져온다. 결국 핵에너지는 현대산업문명을 지탱하는 필수적인 상품이 될 것이며 이 상품은 테러리스트와 저항자들로부터 보호받아야 하고, 이를 위해 비밀을 철저하게 지켜야 하는 준 군사적 기구와 핵 산업관련자를 보호하는 대규모 중앙집중적조직을 요구하게되는 핵 국가로 탄생될 수밖에 없다. 이는 미래를 빙자한 포괄적 인권의 침해가 될 수밖에 없다.

5. 인류의 진정한 행복 추구를 위하여

  대규모의 화력발전소와 원자력 발전소에서 영속적으로 흘러나오는 고온의 냉각수는 바다의 생태계를 엄청나게 파괴하여 해안의 천연자원을 일거에 고갈시키고 있다.

  송전을 위한 고압전류의 자장은 농촌의 영농생태계마저 파괴하고 백혈병환자를 부지기수로 양산하고 있다.

  지구의 온난화의 주요원인은 원자력 발전이라고 말하는 학자들이 많다. 원자력 발전의 이산화탄소 배출정도가 천연가스 열 병합 발전과 비슷하기 때문이다. 그러나 열 병합 발전기에서 나오는 열로 난방을 할 경우에는 이에 해당하는 양만큼 화석연료의 사용을 줄이고 이산화탄소를 흡수할 수가 있어 결국은 원자력 발전소만이 이산화탄소를 방출하는 결과가 된다.

  앞으로 수백 개의 고속증식로가 가동된다면 플루토늄을 뽑아내는 수많은 재처리 시설이 필요하게되고 재처리 시설에서 방출되는 방사능과 엄청난 핵폐기물은 해결이 불가능한 문제로 발생하게 된다. 인류의 멸망은 이러한 이유를 지적하고있다.

  에너지 고갈과 지구온난화를 극복하기 위해서 선택할 수 있는 하나의 길은 에너지를 절약하면서 재생 가능한 에너지 또는 신생 가능한 에너지라는 이름의 대체에너지를 활용하는 기술의 개발로 전환할 때가 되었다고 생각한다. 인류의 궁극적 목적은 자연이 준 환경에서 불필요한 과욕을 버리고 공생하는 미덕을 갖는 삶이 필요하다.<완> 

參考文獻

이필렬·이중원  공저  인간과 과학  한국방송대학교출판부 2002.

이필렬  저  자연과학개론 한국방송대학교출판부 1994.

이필렬  역  원자력 제국  따님1994.

이필렬  저  지상강좌  한국방송대학교출판부 2002.