[Kurzgesagt] 폐기물을 우주로 쏘아버리면?

 

 

크루츠 게작트 실험실에서는

폭발이나 블랙홀 만들기 같은 재미있는 아이디어를 실험하고 합니다.

오늘은 많은 분들이 좋은 생각같다고 한 아이디어를 살펴볼까요

 

바로 우주에 핵폐기물을 버리는 것입니다.

핵에너지의 큰 문제점을 쉽게 해결할 방법 같습니다.

 

하지만 이건 그냥 나쁜 것도 아니고

끔찍하게 나쁜 아이디어인 데다가

생각하면 할수록 더 안 좋은 방법입니다.

왜 그럴까요?

 

 

--핵폐기물이란?

 

핵폐기물이란 뭘까요

핵폐기물은 국가마다 다르게 정의하는 애매한 용어입니다.

하지만 크게 세 가지 수준으로 정의됩니다.

 

90% 저준위 폐기물입니다.

핵시설에서 사용된 도구, 장갑, 쓰레기처럼

단수면 방사능의 낮은 수준으로 오염된 것들입니다.

평범하게 폐기해도 대체로 안전합니다.

 

7% 중준위 폐기물입니다.

원자로 노심에 가까운 곳에서 오랫동안

위험한 수준의 방사능을 축적한 것들이죠.

이것들은 적절하게 처리하여 안전하게 땅에 묻든지

녹여서 유리나 콘크리트와 섞은 후

지하 깊은 곳에 보관합니다.

 

그러니 핵폐기물의 97%는

다른 산업에서 나오는 유의 폐기물과 비슷합니다.

별로 좋지도 않지만 끔찍할 정도는 아니라

우리가 처리할 수 있습니다.

 

남은 3%가 문제입니다.

고준위 핵폐기물은 사용 후 고심해서 꺼낸 고농축 연료입니다.

원래 우라늄인 이것은 이제 여러 종류의 위험한 고방사능 원소로 이루어진

물질이 되었습니다.

게다가 엄청나게 뜨거우니 다루기도 정말 어렵죠.

 

바로 이 폐기물을 우주로 보내면 어떨까요?

대체로 약 440개의 활성원자로가

매년 약 11000톤의 고준위 핵폐기물을 만듭니다.

 

인류는 1954년부터 40만 톤의 위험한 방사성 폐기물을 축적했습니다.

대부분의 국가가 같은 방식으로 이 문제를 해결합니다.

미래 세대가 처리하게 미루는 거죠.

 

좋습니다.

그럼, 우주로 발사해 보죠

과학자들에 따르면

우주는 넓고 아무도 살지 않기 때문에

이 폐기물을 버리기에 완벽한 곳입니다.

하지만 몇 가지 작은 문제가 있습니다.

 

문제1) 너무 비싸네

우주 비행에 필요한 비용이 점점 저렴해지고는 있지만

아직까지는 매우 비쌉니다.

저궤도에 올리는 데만 킬로그램당 평균 약 4,000달러가 듭니다.

생각해 보면 1kg 핵연료를 분리하고 제조하는데

약 1600달러가 드니

폐기물을 우주로 발사하면

원자로용 핵연료 사용 비용이 훨씬 비싸집니다.

원자력 발전으로 생산되는 전기 가격도 훨씬 비싸지겠죠

 

원자로 한 개의 핵폐기물을 발사하려면

연간 최소 1억달러의 비용이 소요될 겁니다.

가동 중인 440개 원전에서 나오는 모든 고준위 핵폐기물을 처리하려면

로켓 발사 비용으로

연간 약 440억달러의 비용이 소요됩니다.

그러니까 포장, 수송, 보안 비용을 제외하고요.

 

상관하지 않는다고 해봅시다.

그래도 모든 핵폐기물을 우주로 발사할 수는 없습니다.

로켓이 모자라거든요

2021년 인류는 135회로 우주발사 횟수 기록을 세웠습니다.

만약 그 로켓을 다 개조해 모두 핵폐기물로 채운다면

지구 저궤도, 즉 대기 가장 가까운 궤도로 올릴 수 있는 양은

약 800톤입니다.

 

지금 있는 핵폐기물만 처리하는데만 해도

최소한 14배 더 많은 로켓이 필요합니다.

임시 저장고에 있는 수십만 톤까지 없애려면

훨씬 더 필요하겠죠

 

이 유독성 폐기물을 실어 나를 대형 우주 트럭을 충분히 생산하려면

완전히 새로운 우주 산업을 창출해 내야 할 겁니다.

게다가 상황은 더 심각합니다.

 

 

문제2) 우주는 어려워

 

우리는 계산할 때

대부분의 로켓과 위성이 보내지는 저궤도만 고려했습니다.

수천 개에 사용된 핵연료통을 지구 주변 공간에 버리면

우주쓰레기 관리와 위성 충돌 방지 측면에서

악몽 같은 일이 일어날 겁니다.

 

더 끔찍한 사실은

이 고도에는 여전히 약간의 대기가 있다는 겁니다.

그 말은 폐기물의 속도가 약간씩 줄다가

단 몇 년 안에 비처럼 쏟아져 내릴 수도 있다는 겁니다.

전문가들이 싫어하겠네요.

당연히 이 폐기물을 더 멀리 내다 버려야겠죠.

 

만약에 달로 쏘아 보내려면

더 많은 로켓이 필요하거나 엄청나게 큰 걸 만들어야 합니다.

돈이 더 많이 들겠죠.

 

아폴로 프로그램에 사용된 로켓인

세턴 달로켓 1대가

지금 돈으로 15억 달러쯤 되는데

지구에서 달까지 43.5톤 정도를 보낼 수 있습니다.

세턴 달로켓을 매년 약 260번 쏘아야 하는 셈입니다.

물론 이렇게 달을 핵폐기물 로켓의 연습 표적으로 쓰면 엉망이 되겠죠.

 

 

그러면 그냥 아무 데나 쏘죠 뭐.

우주는 어차피 빈공간인데 목표가 필요한가요?

 

눈치 채셨겠지만

아무 방향으로나 폐기물을 쏘는 것도 좋은 생각은 아닙니다.

궤도는 고리 모양이니

모든 것은 출발 지점으로 돌아옵니다.

아무렇게나 계속 쏘다 보면

결국 지구로 돌아오는 게 생길 겁니다.

 

그러니 깊은 우주로 쏘는 게 좋습니다.

그 말은 더 큰 로켓이 필요하다는 말이고

비용이 더 늘어난다는 뜻입니다.

 

이 방법이 아주 안전한 것도 아닙니다.

먼 미래의 지구가

행성 사이를 돌고 있는 이 폐기물과 만나게 될 수도 있습니다.

그러면 방사성 먼지로 만들어진 아름다운 유성우가 내리게 되겠죠.

 

그럼 태양에 쏘는 건 어떨까요?

아이러니하게도 태양은 맞추기가 어렵습니다.

태양은 매우 강한 중력을 가지고 있지만

로켓을 포함하여 지구상의 모든 것은 태양을 중심으로 움직입니다.

 

즉 로켓이 공전 궤도에서 빠져나와 태양에 충돌하려면

그 힘을 모두 이겨내야 합니다.

그래서 태양을 맞추는 것보다

태양계 밖으로 쏘는 것이 더 쉽습니다.

 

어느 쪽이 됐든 더 큰 로켓이 필요합니다.

역사상 가장 큰 로켓이 될 겁니다.

 

아, 되는 게 없네요.

근데 아직도 끝이 아닙니다.

 

 

문제3) 로켓이 버버버

 

로켓 공학은 아폴로 시대 이후 큰 진전을 이루었습니다.

비교적 안전해졌습니다.

수십 년 동안 썼던 정신 나간 폭발성 발암 연료를

액체 산소와 수소 또는 등유를 혼합한

훨씬 정상적인 연료로 바꿨습니다.

 

최신식 로켓은

스스로 다시 착륙까지 하니 재사용도 가능합니다.

그런데도 2021년 146번의 발사 중

11번은 실패했습니다.

고준위 방사성 폐기물을 실은 로켓 중, 꽤 여러 대가 발사대에서 폭발할 것이고

최악의 경우 높은 고도에서 분해되거나

초음속으로 추락할 겁니다.

 

각각의 실패는 최소한 미니 체르노빌급 사건이 될 겁니다.

콘크리트에 갇히지 않고

대기 중에 훨훨 날리는 체르노빌이죠.

 

방사성 입자는 바람을 타고 먼 곳으로 이동할 수 있습니다.

대부분은 바다에 떨어지지만

일부는 사람이 있는 곳에 떨어져 내립니다.

 

농경지를 덮고 식량에 축적되거나 식수원으로도 들어갈 겁니다.

두 말할 것도 없이 최악의 결과로군요.

 

정기적으로 대규모 핵재난이 발생한다고 상상해 보세요.

사람들이 좋아할까요?

 

 

--결론 및 의견)

핵 폐기물은 무섭습니다.

하지만 그 공포와 그걸 우주에 버리겠다는 끔찍한 생각을 보면

우리가 이 위험을 얼마나 잘못 이해하고 있는지 보입니다.

 

우라늄이나 라돈과 같은 방사성 원소의 가장 많은 양은

석탄에서 방출됩니다.

매년 수백만 톤의 석탄을 태우면

재가 폐기물로 남습니다.

 

여기에는 약 3만 6천 톤의 방사성 물질이 포함되어 있습니다.

고준위 핵폐기물보다 방사능은 낮지만

대신 양이 많고 훨씬 조심성 없이 처리됩니다.

 

일부는 필터에 걸러지지만

대부분은 광산으로 다시 들어가고

바람에 노출된 곳에 쌓이거나 웅덩이로 흘러가

지속적으로 강과 호수로 유출됩니다.

 

화산재 더미에서 1.6킬로미터 이내 반경에 거주하면

암 발생률이 허용 한도보다 최대 2천 배 증가합니다.

여기에 중금속과 같은 다른 독성 화학물질도 있고

물론 엄청난 CO₂ 배출량도 빼놓을 수 없죠.

 

아무리 원자력 에너지에는 결함이 있고

기술 발전이 더 이루어질 수 있다지만

석탄 발전보다 인기가 없다는 게 놀랍습니다.

 

핵폐기물과 그 처리 의지 부족이 진짜 문제입니다.

그래도 극복할 수 없는 것은 아닙니다.

 

지하 깊은 곳에 묻거나 일부를 새로운 연료로 재처리하는 등

좋은 처리 방법이 있습니다.

 

결국 이 문제를 어떻게 해결하든

한 가지는 명확합니다.

 

핵폐기물을 우주로 발사하는 것은

최악의 아이디어입니다.