문서의 임의 삭제는 제재 대상으로, 문서를 삭제하려면 삭제 토론을 진행해야 합니다. 문서 보기문서 삭제토론 핵융합 발전 (문단 편집) === 고준위 방폐물 없음 === "방폐물이 나오므로 핵융합 발전과 핵분열 발전은 다를 바 없다"는 [[탈원전]] 단체들의 주장은 옳지 않다. 핵분열 발전은 고준위 [[방사성 폐기물]]을 발생시켜서 뒷처리가 크게 문제시 되고 이후로도 주요 구조물들과 부품은 영구 폐기, 격리해야 하는 것과 달리, 핵융합 발전은 고준위 방사성 폐기물 발생이 없고, 나머지 중저준위 방폐물의 발생량도 많지 않다. 핵융합 발전의 경우, 수치상의 방사선 자체는 핵분열 발전보다 더 많이 나온다(약 10,274Sv/h). 그러나 핵분열 후 생기는 생성물 자체가 방사능 물질인 핵분열 발전과는 달리, 핵융합 발전소의 반응생성물은 방사능을 띠지 않는 [[헬륨]]이며, 인류 문명에 이롭기까지 하다. 핵융합 발전소에서 나온 헬륨은 [[풍선]]으로 만들어 팔아도 문제가 되지 않을 만큼 안전하며,[* 단, 상업적인 용도로 팔기에는 발생량이 너무 적다. 핵융합에 필요한 수소의 양이 g~kg 단위로 적은 만큼, 1년에 수십 kg밖에 생산하지 못하기 때문이다.] 초극저온 연구에 필수적인 [[액체 헬륨]]으로 만들어 과학 발전에 유용하게 사용할 수도 있다. D-D 반응 및 삼중수소의 붕괴 생성물로 헬륨-3도 소량 발생하는데, 이 헬륨-3는 현재로서는 '없어서 못 구하는' 귀한 물질이며, 나오기만 한다면 다시 반응로에 넣고 연료로 재사용할 수도 있어서 많이 배출되면 오히려 더욱 좋은 물질이다. 핵융합 발전에서 거의 유일하게 문제가 되는 것은 중성자선인데, 중성자선은 고속 중성자의 흐름이다. 고속 중성자는 반응로를 방사화(Neutron activation)시키는데, 대량의 사용후핵연료까지 다 신경 써서 최대 수십만 년동안 환경으로부터 격리해야 하는 핵분열 발전과 달리 핵융합 발전은 손상된 플라즈마 대면재료 및 진공용기와 같은 중저준위의 폐기물만이 소량 발생되므로, 결국 환경에 유해한 폐기물의 양은 핵분열 발전에 비해 어마어마하게 적게 배출된다. 그리고 중성자 방사화 문제는 원자로에도 해당하는 문제이므로 저 방사화 소재에 대한 연구들이 많이 진행되고 있다. 이에 더해 방사화를 더욱 줄일 방법으로 액체금속[* 주로 액체 리튬-6을 쓰는데, 중성자를 흡수해서 헬륨과 삼중수소로의 핵분열이 일어나기 때문이다. 과정을 핵방정식으로 서술하면 [math(^{6}_{3}\text{Li}+^{1}_{0}\text{n}\to ^{4}_{2}\text{He}+^{3}_{1}\text{T})](발열반응)이 된다. 헬륨은 비핵화 원소이므로 안전하며, 같이 방출된 삼중수소는 핵융합 발전의 연료로서 회수할 수 있는데다가, 발열반응인지라 이쪽에서도 에너지 추출이 가능해서 효율도 나쁘지 않은 편. 다만, 리튬-6은 자연계의 리튬의 8%에도 미치지 못하기 때문에 가장 많은 리튬-7을 이용한 방식도 연구중이라고 한다. 단, 이쪽은 중성자를 촉매 삼아 알파선과 삼중수소로 분리되기는 하지만, 흡열반응인지라 핵융합 발전에 쓰기에는 효율이 나쁘다. 실제 증식재에는 여러 현실적, 물리적 사유로 동위원소비를 적절하게 조정(약 30~60% 정도)하기 위해 [[https://en.wikipedia.org/wiki/COLEX_process|COLEX Process]] 등을 이용한 6Li Enrichment가 필요하며, 여기에 삼중수소 증식률(Tritium Breeding Ratio)을 더욱 높여주기 위해 중성자 증배를 해 줄 수 있는 납이나 베릴륨과 같은 Neutron multiplier도 첨가된다. 대표적인 액체금속 증식재로는 PbLi eutectic mixture, [[https://en.wikipedia.org/wiki/FLiBe|FLiBe]]가 있으며 SnLi나 FLiNaBe 같은 물질들은 낮은 증식률 등을 사유로 제한적으로 연구되고 있다. 물론 고체상태의 증식재도 연구되고 있으며, 자갈(Pebble) 형태로 만든 Li,,2,,TiO,,3,,와 같은 물질들을 중성자 증배재와 함께 사용하는 방안이 잘 알려져 있다.] 블랭킷(Blanket)[* 블랭킷에는 삼중수소 증식을 위해 필요한 증식재, 증배재, 중성자 반사재 및 발전에 사용할 열 수송에 필요한 냉각계통 등이 들어가게 된다.] 및 디버터(Divertor)[* 디버터는 헬륨과 같이 핵융합 반응에 불필요한 원소들을 배출하는 역할을 한다.]에 대한 연구도 진행중이다. 물론 이러한 과제는 상당한 난제임에 틀림없으며, 실제로도 초고온의 환경에서 내방사선, 저방사화 특성을 유지하는 실용적 소재를 개발하는 연구의 진척은 매우 더딘 편이다. 게다가 고속 중성자만이 문제인 것이 아니라, Runaway electrons 현상이나 헬륨 및 수소원자핵에 의한 Embrittlement와 같은 현상들 또한 플라즈마 대면재료([[https://en.wikipedia.org/wiki/Plasma-facing_material|Plasma facing materials]])에 지속적으로 손상을 입힌다. 또한 [[ITER]]에서 사용하는 [[베릴륨]] 기반 블랭킷은 그 원석 생산과정에서 [[우라늄]] 오염이 발생한다. 일상적인 환경에서 베릴륨은 평범한(?) [[발암물질]]에 불구하지만, 핵융합로에서 발생한 중성자가 블랭킷 내부에 포함된 소량의 우라늄과 반응하여 방사성을 띄게 만드는게 문제가 된다. 결국 훗날 블랭킷을 교체할때 방사성 폐기물을 처리해야 할 것이다. [[https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2016.02.073|#]] 따라서 많은 핵융합을 연구하는 과학자들은 실용 핵융합로의 경우 수 년을 주기로 로봇을 투입해 손상된 플라즈마 대면재를 교체하거나, 일체형 구조의 진공용기를 수 년마다 통째로 교환하는 형태가 될 것으로 예상한다. 이것이 바로 핵융합 발전에서 필연적으로 발생하게 되는 중저준위의 방사성 폐기물이다. 물론 소재 기술이 크게 발전하거나, [[삼중수소]] 대량생산에 성공하여 블랭킷을 통한 증식과정이 필요없어지거나, 앞서 언급한 aneutronic fusion이 성공한다면 이 주기를 더 증가시킬(이론상 FPY(Full Power Year) 약 10년 이상) 수 있을 뿐더러, 방사화가 거의 발생하지 않아 방폐물을 0에 가깝게 줄일 수 있는 여지는 있다. 또한 삼중수소 대신 헬륨-3을 연료로 사용할 경우 중성자 대신 양성자가 방출되므로 중성자선을 줄일 수 있다. 물론 이 경우에도 헬륨-3과 같이 투입되는 중수소 사이에서도 융합이 일어날 수 있어서 중성자선 발생이 완전히 없어지지는 않는다.저장 버튼을 클릭하면 당신이 기여한 내용을 CC-BY-NC-SA 2.0 KR으로 배포하고,기여한 문서에 대한 하이퍼링크나 URL을 이용하여 저작자 표시를 하는 것으로 충분하다는 데 동의하는 것입니다.이 동의는 철회할 수 없습니다.캡챠저장미리보기