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셀라필드

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1. 개요

셀라필드는 영국 컴브리아주에 위치한 대규모 원자력 시설로, 제2차 세계 대전 당시 군수품 공장 부지에 건설되었다. 핵무기 생산을 위한 플루토늄 생산을 시작으로, 세계 최초의 상업용 원자력 발전소인 콜더 홀 원자력 발전소, 핵연료 재처리 시설 등을 운영했다. 1957년 윈드스케일 원자로 화재 사고와 같은 사고와 환경 오염, 건강 피해 논란으로 비판을 받았다. 현재는 오래된 핵 시설 해체 작업이 진행 중이며, 막대한 비용과 시간이 소요될 것으로 예상된다.

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셀라필드
개요
2005년도 시설 전경
2005년도 시설 전경
공식 명칭셀라필드 부지. 1956-1971년에는 윈드스케일 & 칼더 공장, 1947-1956년에는 윈드스케일 공장으로 알려짐.
위치잉글랜드, 컴브리아주, 시스케일
소유주원자력 해체 기관
운영자셀라필드 유한회사
직원 수10,000명 이상
면적265 헥타르
원자로 정보
원자로 종류마그녹스 (칼더 홀), AGR 프로토타입 (윈드스케일)
가동 시작윈드스케일 파일 (비발전): 1950년, 칼더 홀: 1956년, 윈드스케일 AGR: 1962년
폐쇄된 시설칼더 홀: 4 x 60 MWe (총), 윈드스케일 AGR: 1 x 36 MWe. 완전한 부지 폐로는 2120년 예정.
가동 중인 시설2003년부터 원자력 발전은 중단됨. 현재 진행 중인 공정: 사용후 핵연료 저장, 폐기물 처리 및 저장, 설비 해체.

2. 역사

셀라필드 부지는 원래 제2차 세계 대전 중 군수품 공장이 있던 곳이었다. 전쟁이 끝난 후, 영국은 핵무기 개발을 위해 이 부지를 인수하여 윈드스케일이라는 이름으로 플루토늄 생산 시설을 건설했다. 1947년 9월에 핵 시설 건설이 시작되었고, 5,000명의 노동력이 투입된 거대한 건설 프로젝트였다. 1950년대 초, 윈드스케일 파일 1, 2호기가 가동을 시작하여 플루토늄을 생산했고, 1세대 재처리 공장이 가동되었다.

엘리자베스 2세 여왕이 1956년 10월 17일 칼더 홀 원자력 발전소 개소식에 참석한 모습


1954년 영국 원자력청(UKAEA)이 설립되면서 윈드스케일 공장의 소유권이 이전되었다. 1956년에는 세계 최초의 상업용 원자력 발전소인 콜더 홀 원자력 발전소가 윈드스케일 부지에서 가동을 시작했다.

1971년, 영국 원자력청(UKAEA)이 연구 부문과 생산 부문(영국 핵연료공사, BNFL)으로 분리되면서, 셀라필드 부지의 상당 부분이 BNFL 소유가 되었다. 1981년, BNFL은 윈드스케일 및 콜더 공장의 이름을 셀라필드로 변경했다.

2005년, 영국 핵시설 폐로 공사(NDA)가 설립되면서 셀라필드 부지의 소유권이 NDA로 이전되었다.

셀라필드에는 다음과 같은 세 개의 연료 재처리 시설이 있었다.

시설명가동 기간기능처리 용량
제1세대 (윈드스케일)1951년–1973년무기용 플루토늄 생산연간 750톤
마그녹스1964년–2022년마그녹스 원자로 연료 재처리연간 2,300톤
열 산화물 재처리 플랜트(THORP)1994년–2018년영국 AGR 원자력 발전소 산화물 연료 재처리연간 2,300톤



마그녹스 재처리 공장은 2022년 7월 17일에 58년간의 운영을 마치고 마지막 배치 연료를 처리하여 재처리 작업이 종료되었다.[13] 재처리 종료 후에도 셀라필드는 여전히 영국 가스 냉각 원자로 발전소에서 사용된 연료를 수령하고 저장하는 중심지이다.[14][15]

핵 시설 해체는 핵 시설을 방사선 방호 조치가 더 이상 필요하지 않을 때까지 해체하는 과정을 말한다.[17] 셀라필드의 가장 우선적인 핵 시설 해체 과제는 주로 초기 핵 연구 및 핵무기 프로그램의 유산과 관련된 것이다.[18]

2. 1. 윈드스케일 원자로 화재 사고 (1957년)

1957년 10월 10일, 윈드스케일 원자로 중 파일 1호기에서 화재가 발생하여 노심이 손상되고 750 테라 베크렐(2만 퀴리)의 아이오딘-131을 비롯한 다량의 방사성 물질이 주변 환경으로 누출되었다.[203] 이 사고는 국제 원자력 사고 등급에서 7단계 중 5단계로 평가되었으며, 체르노빌, 후쿠시마 사고 이전까지 서방 세계 최악의 원자력 사고였다.[6][43]

1956년의 부지. 전경에는 콜더 홀 냉각탑과 2개의 매그녹스 원자로가 있다. 배경 좌에서 우로: 1세대 재처리 공장, 윈드스케일 파일 굴뚝


사고 여파로 방사성 동위원소를 포함한 우유와 기타 작물들이 폐기 처분되었다.[203] 파일 1호기가 화재 피해를 입자, 예방 차원에서 파일 2호기도 운전이 중단되었다.[203]

당시 해럴드 맥밀런 총리가 이끄는 보수당 정권은 이 사건이 영미 간의 핵 관계에 해를 끼칠 것을 우려하여 사고를 은폐하려 했으나,[7] 30년 후 관련 사실이 공개되었다. 이 사고로 인해 주변 지역이 오염되고 주민들의 건강 피해가 발생했다.

1988년 영국 정부는 윈드스케일 화재로 인한 방사성 낙진에 노출된 결과 "추정" 100명이 사망했다고 추산했다.[130][131] 2007년, 화재 50주년을 맞아 새로운 학술 연구에서 방출된 방사성 낙진의 양이 기존 추정치의 두 배이며, 생각보다 더 동쪽으로 확산되었다는 결론을 내렸다.[7][6][5] 이 연구는 주변 지역에서 240명이 에 걸렸으며, 이 중 100명에서 240명이 사망했다고 결론 내렸다.[5][6][7]

3. 주요 시설

셀라필드 부지는 원래 2차 세계대전 당시 TNT를 생산하던 영국의 군수품 공장(ROF)이 있던 자리였다.[198] 전쟁이 끝난 후, 영국 군수성은 이 장소를 핵물질 생산 장소로 선정하고 1947년에 착공하였다. 이 장소는 프레스턴 근처의 스프링필드 우라늄 처리 공장과 이름이 유사하여 윈드스케일로 개명되었다. 1954년 영국 에너지 공사가 설립되면서 윈드스케일의 소유권이 이전되었고, 1956년에는 윈드스케일 원자로 근처에 4기의 마그녹스 원자로가 있는 칼더 홀(Calder Hall)이 가동되었다. 1971년 영국 원자력청(UKAEA)이 연구 부문과 생산 부문인 영국 핵연료공사(BNFL)로 분리되면서 BNFL이 소유권을 갖게 되었다. 1981년 주요 구조조정의 일환으로 이 둘을 합한 장소를 셀라필드로 개명하였다.[199]

셀라필드에는 재처리 공장이 들어서면서 사용후 연료에서 우라늄, 플루토늄, 핵분열 생성물을 분리해왔다.[200] 분리된 우라늄은 새로운 연료에 사용되거나 재산으로 이용되었고, 플루토늄은 MOX 연료를 만드는 데 쓰이거나 고속 증식로의 연료로 사용되었다. 현재 셀라필드는 영국 핵시설 폐로 공사의 소유이며, 셀라필드 Ltd가 운영을 맡고 있다.

바다를 배경으로 한 셀라필드의 전경


셀라필드 부지에는 다음과 같은 주요 시설들이 있다.

  • '''원자력 발전소''': 콜더 홀 원자력 발전소와 윈드스케일 개량 가스냉각로(WAGR)가 있다.
  • '''핵연료 재처리 시설''': 1세대 재처리 공장(윈드스케일), 마그녹스 재처리 공장, 열 산화물 재처리 공장(THORP)이 있다.
  • '''방사성 폐기물 관리 시설''': 고준위 방사성 폐기물을 유리화하는 유리화 플랜트(WVP), MOX 연료 공장(SMP), 저준위 방사성 폐기물 해상 배출 전 액체 폐기물에서 방사능을 제거하는 향상된 악티니드 제거 공장(EARP) 등이 있다.
  • '''기타 시설''': 셀라필드 단지에 증기와 전력을 공급하는 CHP 가스 발전소인 Fellside 발전소, 국립 원자력 연구소(NNL) 본부인 중앙 연구소 등이 있다.

3. 1. 원자력 발전소

'''콜더 홀 원자력 발전소'''(Calder Hall영어)는 세계 최초로 상업적인 전력을 생산한 원자력 발전소이다.[197] 1953년에 착공되었으며,[204] 1956년 8월 27일 처음으로 전력망에 연결되었고, 엘리자베스 2세 여왕이 1956년 10월 17일에 공식적으로 준공하였다.[206]

콜더 홀에는 4기의 마그녹스 원자로가 있었으며, 각각의 원자로는 초기에는 50MWe의 전력을 생산하였다.[205] 원자로는 영국 원자력 공사에서 제작하였고, 터빈은 C.A. Parsons & Company에서 제작하였다.[205]

초기에 콜더 홀 원자력 발전소는 무기급 플루토늄 생산을 주 목적으로 하였으며, 매년 2번씩 연료 교환을 하였다.[208] 1964년부터는 일반적인 핵연료 주기를 따르면서 전력 생산에 집중하였지만, 1995년 영국 정부가 핵무기용 플루토늄 생산 중단을 발표할 때까지 플루토늄 생산은 계속되었다.

콜더 홀 원자력 발전소는 2003년 3월 31일 폐쇄되었으며, 1번 원자로는 거의 47년 동안 사용되었다.[207] 4개의 냉각탑은 2007년 11월 29일에 폭발로 제거되었다.[209]

'''윈드스케일 개량 가스냉각로 (WAGR)'''[210]마그녹스 원자로의 후속 모델인 개량 가스냉각로의 프로토타입이다. 1962년에 준공되었으며,[211] 1981년 가동이 중단되었다. 현재는 원자로를 안전하게 폐로시키는 해체 기술에 대한 예비 프로젝트의 일부분으로 남아 있다.

3. 2. 핵연료 재처리 시설

셀라필드는 처음부터 사용후 핵연료의 재처리 시설을 많이 보유하고 있었다. 재처리를 통해, 일본의 고속증식로 몬주 등에 이용되는 MOX 연료 제조에 플루토늄을 사용할 수 있었다. 또한 감마선 조사를 위한 선원으로서 세슘 137의 추출을 하는 등, 핵분열 생성물을 재이용하기 위한 노력도 이루어져 왔다.

셀라필드 부지에는 세 개의 서로 다른 연료 재처리 시설이 있었다.

시설명가동 기간설명
제1세대 (윈드스케일)1951년–1973년핵무기용 플루토늄 생산. 연간 750톤 연료 처리[48]
마그녹스 재처리 공장1964년–2022년마그녹스 원자력 발전소 연료 재처리[52]
열 산화물 재처리 공장(THORP)1994년–2018년영국 AGR 원자력 발전소 산화물 연료 재처리[84]


  • 1세대 재처리 공장 (윈드스케일): 초기 핵무기 개발을 위한 플루토늄 생산을 위해 건설되었다.[48] Butex 공정(더 효율적인 퓨렉스 공정의 전신)이 사용되었으며,[49] 1951년부터 1964년까지 가동되었다. 연간 처리 용량은 300톤의 사용후 핵연료 또는 750톤의 저연소도 핵연료였다. 처음에는 윈드스케일 파일의 연료를 재처리하는 데 사용되었지만, 나중에는 영국의 마그녹스 원자로의 연료를 처리하도록 용도가 변경되었다. 전용 마그녹스 재처리 공장이 가동된 후, 산화물 연료를 마그녹스 재처리 공장에서 재처리할 수 있도록 하는 전처리 공장이 되었다. 1973년, 공장 내부에서 격렬한 반응이 일어나 공장 전체와 34명의 작업자가 루테늄-106에 오염된 후 폐쇄되었다.[50][51]
  • '''마그녹스 재처리 공장''': 1964년에 가동되어, 영국 원자력 발전소에서 사용된 마그녹스 원자로 연료를 재처리했다.[52] 이 공장은 사용후 핵연료 재처리를 위해 "플루토늄-우라늄 추출"(퓨렉스 공정) 방식을 사용했으며, 추출제로 무취 등유와 질산에 트리부틸 포스페이트를 사용했다. 퓨렉스 공정은 우라늄, 플루토늄, 핵분열 생성물을 분리된 화학적 배출 스트림으로 생산한다.[53] 마그녹스 연료는 수중 보관 시 피복재가 부식되기 때문에 적시에 재처리해야 하며, 건식 보관 방법은 아직 입증되지 않았으므로, 모든 마그녹스 연료 재고를 처리하기 위해 공장을 계속 가동할 필요가 있었다.[54] 마그녹스 연료 재처리는 2022년 7월 17일에 중단되었으며, 58년의 가동 기간 동안 마지막 연료 배치를 완료했다. 그 기간 동안 총 55,000톤의 연료가 처리되었다.[13]
  • '''열 산화물 재처리 공장(THORP):''' 1977년과 1978년 사이에 로저 파커 경이 의장을 맡은 조사에서 영국 및 외국 원자로에서 사용된 산화물 핵연료를 재처리하기 위한 새로운 공장 건설에 대한 개략적인 계획 허가를 신청한 것에 대한 조사가 진행되었다. 그 결과, 1978년에 승인되었지만 1994년까지 가동되지 않았다. 2003년에는 2010년에 폐쇄될 것이라고 발표되었지만, 합의된 계약을 완료하기 위해 나중에 2018년으로 연장되었다. 원래 5억 파운드의 이익을 낼 것으로 예측되었지만, 2003년까지 10억 파운드 이상의 손실을 기록했다.[82] THORP는 9개월 동안 누출이 감지되지 않아 2005년부터 거의 2년 동안 폐쇄되었다. 2008년 초에 공장에서 생산이 재개되었지만, 재처리를 위해 연료를 운반하는 수중 리프트가 수리되어야 했기 때문에 거의 즉시 다시 중단되었다.[83] 2018년 11월 14일, THORP의 운영이 종료되었다고 발표되었다. 이 시설은 2070년대까지 사용후 핵연료를 보관하는 데 사용될 것이다.[84]


재처리가 종료되었음에도 불구하고, 셀라필드는 여전히 영국 가스 냉각 원자로 발전소에서 사용된 연료를 수령하고 저장하는 중심지이다.[14][15] 또한 이 부지에서는 계약에 따라 여러 국가의 해외 사용후 연료를 처리했다. 셀라필드가 원치 않는 국제 핵 물질의 저장소가 될 것이라는 우려가 있었다. 그러나 1976년 이후 해외 고객과 체결된 계약에 따르면 모든 고준위 방사성 폐기물은 원산지로 반환해야 했다. 영국은 해당 재처리로 인해 발생하는 저준위 및 중준위 폐기물을 보유하고, 그 대신 방사선학적으로 동등한 양의 자체 고준위 폐기물을 반출했다. 이 정책은 선적 속도를 높이고 부피를 줄여 환경적으로 중립적인 상태를 유지하도록 설계되었다.[16]

3. 3. 방사성 폐기물 관리 시설

Highly Active Liquor Evaporation and Storage, HALES영어는 셀라필드 원자력 단지의 공장 중 하나로, 마그녹스와 열 산화물 재처리 플랜트(THORP) 시설에서 나오는 방사성 폐기물을 윈드스케일의 유리화 공장으로 보내기 전에 처리한다.[85]

1990년에는 고준위 방사성 폐기물을 유리로 밀봉하는 폐기물 유리화 플랜트(WVP)가 가동되었다. 이 플랜트에서는 액체 폐기물을 유리와 혼합하여 용광로에서 녹여 냉각시키면 고체 유리 덩어리가 된다.[85] 이 플랜트는 세 개의 공정 라인을 갖추고 있으며 프랑스 AVM 방식을 기반으로 한다. 1989년에 두 개의 라인으로 건설되어 가동되었으며, 2002년에 세 번째 라인이 추가되었다.[85] 주요 설비는 유도 가열 용광로로, 소성된 폐기물을 유리 플릿(깨진 유리의 조각)과 혼합한다. 용융물은 용접하여 밀봉하고, 히터에서 천천히 냉각시켜 일체형 제품(장기적인 안정성을 위해 균열이나 작은 결정이 최소화된 단일 대형 유리 블록)을 만들고, WVP에서 외부를 제염한 다음, 연결된 건물 잔류물 수출 시설(REF)에서 다시 제염한 후 공랭식 유리화 제품 저장소에 보관한다.[86] 이 저장소는 각 10개의 용기를 보관할 수 있는 800개의 수직 저장 튜브로 구성되어 있다. 총 저장 용량은 8,000개의 용기이며, 2016년까지 6,000개의 용기가 보관되었다.[86] 유리화는 궁극적으로 심층 처분 시설에 배치하는 것을 목표로 하며, 중장기적으로 영국 내 폐기물의 안전한 보관을 보장해야 한다. 2007년 현재 내구성과 용출율에 대한 연구가 진행 중이었다.[86][87]

셀라필드 MOX 연료 공장(SMP)은 1997년에 건설이 완료되었으며, 2001년 10월에 가동을 시작했다.[88] 연간 120톤의 생산 능력을 갖도록 설계되었지만, 가동 초기 5년 동안 총 5톤의 생산량만 달성했다.[88] 그 결과, 2008년에는 공장 주문을 프랑스 COGEMA에서 처리해야 했고,[89] 언론에서는 이 공장을 "실패"라고 보도했으며,[90][91] 2009년까지 총 건설 및 운영 비용은 12억 파운드였다.[92] 2010년 5월 12일, 기존 일본 고객과 향후 MOX 공급에 대한 합의가 이루어졌다.[93] 2010년 7월, Areva는 신뢰성과 생산 속도를 향상시키기 위해 새로운 로드 라인을 설계하고 공급하는 계약을 체결했다. 그러나 2011년 8월 3일, 원자력 해체 당국은 후쿠시마 제1 원자력 발전소 사고로 인해 일본 주문이 중단되어 MOX 공장을 폐쇄할 것이라고 발표했다. NDA는 이 공장이 "수년간 실망스러운 성과를 겪었다"고 밝혔으며, 지금까지 총 비용이 14억 파운드에 달한 것으로 알려졌다.[94][95] 2013년 4월 17일 일본의 MOX 연료 주문이 재개되었지만, COGEMA에서 프랑스로부터 공급받았다.[96]

셀라필드는 초창기부터 저준위 방사성 폐기물을 바다로 배출해 왔으며, 배출 전에 액체 폐기물에서 방사능을 제거하기 위해 응집 과정을 사용했다. 산성 폐기물에 녹아있는 금속은 수산화 암모늄을 첨가한 후 금속 수산화물 응집 침전을 생성하도록 만들어졌다. 그런 다음 현탁액을 침전조로 옮겨 침전물이 가라앉고, 남은 정화된 액체 또는 상등액을 아일랜드 해로 배출했다. 이 공정을 개선하기 위해 1994년에 향상된 악티니드 제거 공장(EARP, Enhanced Actinide Removal Plant영어)이 가동되었다. EARP에서는 잔류하는 용해성 방사성 종을 제거하기 위해 시약을 첨가하여 공정의 효과를 향상시켰다. EARP는 2004년에 환경으로 배출되는 테크네튬-99의 양을 더욱 줄이기 위해 추가로 개선되었다.

셀라필드에는 여러 개의 방사성 폐기물 저장소가 있으며, 대부분 심층 처분 계획이 개발 및 실행되는 동안 임시로 운영된다. 저장소는 다음과 같다.[98]

  • 레거시 폰드 및 사일로 - 과거 폐기물 저장
  • 슬러지 포장 공장 - 레거시 폰드의 슬러지 처리 및 임시 저장
  • 셀라필드 제품 및 잔류물 저장소 - 플루토늄 및 플루토늄 잔류물 보관소 (플루토늄 비축량은 2013년 11월 현재 100톤으로 추정[99])
  • 엔지니어링 드럼 저장소 - 플루토늄 오염 물질 보관소
  • 캡슐화된 제품 저장소 - 그라우팅된 폐기물 보관소
  • 유리화 제품 저장소 - 유리화된 고준위 폐기물

3. 4. 기타 시설

'''Fellside 발전소'''

Fellside 발전소는 셀라필드 단지에 증기와 전력을 공급하는 CHP 가스 발전소이다. 168MWe의 출력을 가지며, Fellside Heat and Power Ltd가 운영한다. 이 회사는 셀라필드 유한회사(Sellafield Ltd)가 소유하고 있으며, [http://www.pxlimited.com PX Ltd]와 두산 밥콕이 운영하고 있다. 1993년에 콜더 홀 발전소가 폐쇄됨에 따라 이를 대체하기 위해 건설되었다.[221]

원래 영국 핵연료 공사(BNFL)와 스코티시 하이드로 일렉트릭(Scottish Hydro Electric)(1998년 스코티시 앤 사우던 에너지(Scottish and Southern Energy)로 변경)의 공동 소유였으나, 2002년 1월에 영국 핵연료 공사가 SSE의 지분 50%를 인수하였다.[221]

제너럴 일렉트릭(General Electric) Frame 6001B 가스터빈 3기를 사용하며, 132kV 변압기를 통해 영국 국가 전력망(National Grid (UK))으로 전력을 공급한다. 천연 가스를 주로 사용하지만, 증류 연료(디젤)로도 가동할 수 있다.

2023년 5월, 셀라필드 유한회사는 더 이상 사용되지 않는 Fellside 발전소의 대형 강철 탱크 세트를 철거했다.

'''국립 원자력 연구소 (NNL) 본부'''

셀라필드의 중앙 연구소는 국립 원자력 연구소(NNL)의 본부이다.[103] NNL은 신규 원자로 건설, 원자로 운영, 연료 처리 공장 운영, 해체 및 정리를 지원한다. 광범위한 방사성 및 비방사성 실험 프로그램을 수행할 수 있다.

정부, 영국 핵시설 해체 기구(NDA), 부지 면허 회사, 유틸리티, 핵 전문가 및 대학 등 다양한 고객을 대상으로 광범위한 분석 서비스를 수행한다. 소규모 실험은 셀라필드에서 수행되며, 대규모 실험 및 장치는 방사성 환경에서 활성 테스트 전에 비방사성 구역에서 부지 외부에서 조립된다.

4. 소유 및 운영 주체

셀라필드는 초기에는 영국 군수성이 소유하고 운영했다. 제2차 세계 대전 이후 영국 군수성은 이 장소를 핵물질 생산 장소로 정하고 1947년 착공했다. 1954년 영국 원자력청(UKAEA)이 설립되면서 소유권이 이전되었다.[199] 1971년에는 UKAEA가 연구 부문과 생산 부문으로 분리되면서 영국 핵연료공사(BNFL)가 설립되었고, BNFL이 셀라필드의 운영을 맡게 되었다.[199] 1981년, 윈드스케일에서 셀라필드로 명칭이 변경되었다.[199]

2005년 4월 1일, 영국 핵시설 폐로 공사(NDA)가 설립되면서 셀라필드의 소유권이 NDA로 이전되었고,[197] 현재는 Sellafield Ltd.가 운영하고 있다.[200] 2008년부터 2016년까지는 Nuclear Management Partners (NMP) 컨소시엄이 Sellafield Ltd.의 모회사 역할을 수행했다.[24] 이 컨소시엄은 미국의 URS, 영국의 AMEC, 프랑스의 아레바로 구성되어 있었다.[24] 그러나 2015년 1월 13일, NDA는 NMP와의 관리 계약을 해지한다고 발표했고,[26] 2016년 4월 1일부터 Sellafield Ltd.는 NDA의 자회사가 되었다.[26]

셀라필드의 해체 및 정비 비용은 지속적으로 증가해왔다. NDA의 해체 예산 대부분을 셀라필드가 차지하고 있으며, 2007년 219억파운드 (65%)에서 2019년 970억파운드 (82%)로 크게 증가했다.[30]

NDA의 해체 및 정비 비용의 "잔여" 추정치 증가[27][36]
추정
연도
셀라필드*기타 NDA 부지총계
(영국 파운드, 할인)
2006–07219억파운드117억파운드336억파운드[29]
2007–08248억파운드159억파운드407억파운드[29]
2009–10252억파운드199억파운드451억파운드
2010–11327억파운드165억파운드492억파운드
2011–12372억파운드156억파운드529억파운드
2012–13420억파운드169억파운드589억파운드
2013–14479억파운드170억파운드649억파운드
2014–15532억파운드125억파운드657억파운드[28]
2015–161174억파운드433억파운드1607억파운드
2018–19970억파운드213억파운드1183억파운드[30]
* 셀라필드는 캘더 홀 및 윈드스케일을 포함,
그리고 에너지 거래를 포함한다



2005년부터 2120년까지 셀라필드와 기타 부지의 해체 비용 증가 추정치 차트(할인되지 않음), 2019년까지 수정

5. 비판 및 논란

셀라필드 원자력 단지는 방사능 물질을 다루는 곳이며, 여러 가지 이유로 인해 비판받는다. 1970년대 초반 미국과 유럽에서 환경운동이 발생하면서 원자력 산업에 대한 회의적인 시각이 생겨났고, 원자력 산업 초창기에는 핵무기 프로그램과 연관되어 있다는 인식도 있었다.

1950년과 2000년대 사이에 셀라필드에서는 방사성 물질 누출로 인한 21개의 중요한 사건사고가 발생했다. 국제원자력사상평가척도(INES)에 따르면, 윈드스케일 원자로 화재사고는 5등급(시설 바깥으로 위험을 수반하는 사고), 5건은 4등급(시설 바깥으로 위험을 수반하지 않는 사고), 15건은 3등급(중대 이상사고)으로 분류된다.[226] 1950년대와 1960년대에는 플루토늄과 방사성 우라늄 산화물 입자를 의도적으로 대기 중에 방출하기도 했다.[226] THORP 재처리 공장 누출 사건 등 여러 사건으로 인해 셀라필드 원자력 단지의 관리 체계 및 안전 교육에 대한 의구심이 제기되기도 했다.

셀라필드는 '''영국 핵무기''' 개발을 서두르던 1940년대와 50년대에 희석한 방사능 폐기물을 아일랜드해에 무단 방류하여, 전 세계에서 가장 오염된 바다 중 하나로 만들었다는 주장이 제기되기도 한다.[227] 동북 대서양 환경보호에 대한 오슬로-파리 조약 위원회는 약 200kg의 플루토늄이 아일랜드 해 밑에 앙금으로 남아있다고 보고했다.[228] 이 지역 소와 물고기는 플루토늄-239와 세슘-137로 오염되어 체르노빌 사고 이후와 비슷한 오염도를 보인다. 대부분의 반감기가 긴 방사성 테크네튬은 셀라필드 재처리 공장에서 나온 것으로 추산된다.[229]

방사성 물질인 테크네튬-99는 핵연료 재처리 과정뿐만 아니라 의료 시설에서도 부산물로 발생한다.[230] 테크네튬-99는 바다에 버려지는 물질을 추적하는 데 유용하기 때문에 동북 대서양 환경보호에 대한 오슬로-파리 조약의 주요 요소가 된다.

테크네튬이 바다에 존재하는 것에 대한 특별한 방사능적 위험은 없으며,[231] 최근 연구에서는 셀라필드 근방에서 해산물을 섭취한 사람들은 셀라필드에서 나온 테크네슘-99와 악티늄 핵종(<100 µSv)보다 Whitehaven 비료 공장에서 나오는 폴로늄 210에서 더 많은 양을 섭취하며, 이는 자연적인 폴로늄 210 수치보다 낮다는 결과가 나왔다.[232] 셀라필드 Ltd는 오슬로-파리 조약을 준수하기 위해 테크네슘을 회수하여 유리화시키는 공정을 신설했다.[233]

셀라필드는 현재 고준위 폐기물 보관 장소가 부족하여 원치 않는 핵물질을 투기하는 장소가 되었지만, 여전히 전 세계 핵연료를 재처리하고 있다. 그러나 1976년부터 영국 핵연료 공사와 해외 고객들은 발생하는 고준위 폐기물을 재처리 국가로 반환하기로 계약을 맺었다. 영국은 현재 재처리 과정에서 발생하는 저준위 및 중준위 폐기물을 처리할 수 있는 능력을 갖추고 있으며, 이에 상응하는 양의 고준위 폐기물을 외국으로 보내고 있다. 이러한 교환 정책은 환경적으로 모호하며, 고준위 폐기물은 외국에서도 처리하기 어렵기 때문에 선적량이 제한적이다.[234]

다음은 셀라필드에서 발생한 주요 사건 및 사고의 예시이다.


  • 1970년 8월 24일, 플루토늄 회수 공장에서 임계 사고가 발생했다.[132] 플루토늄이 용기에 축적되어 임계점에 근접했고, 유기 용매 첨가로 인해 임계 상태가 유발되었다.[133] 이 사고로 두 명의 작업자가 방사선에 노출되었다.[134]
  • 조류 발생과 방사성 슬러지 축적으로 인해 FGMSP(First Generation Magnox Storage Pond, 1세대 마그녹스 저장 연못)에 저장된 방사성 폐기물의 정확한 양을 파악하기 어려웠다. 영국 당국은 유라톰(Euratom) 검사관에게 정확한 데이터를 제공하지 못했고, 유럽 위원회는 2004년 유럽 사법 재판소에서 영국을 상대로 소송을 제기했다.[135][136] 그린피스는 1300kg의 플루토늄이 예상되며, 그 중 400kg은 진흙 퇴적물에 있다고 주장했다.[137]
  • FGMSP 주변 방사선 수치가 높아 사람이 2분 이상 머무를 수 없어 해체가 어려웠다.[138] 수영장은 방수가 되지 않았고, 콘크리트 균열로 오염된 물이 누출되었다.[139] 2014년에는 저장 연못 사진이 언론에 유출되어 열악한 상태가 드러났다.[140]
  • 1999년, 셀라필드 MOX 데모 시설 직원들이 1996년부터 품질 보증 데이터를 위조해 왔다는 사실이 밝혀졌다.[142] 원자력 시설 검사국(NII) 조사 결과, 통제 및 감독 수준이 미흡했고, 연료 안전 성능에는 영향이 없었지만 관리 체계에 문제가 있었다는 결론이 나왔다.[143] 이 사건으로 BNFL(영국 핵연료 회사)은 일본 고객인 간사이 전력에게 배상하고 결함 있는 MOX 연료를 회수해야 했으며, 최고 경영자는 사임했다.[144][145][146][147]
  • 2005년 2월 17일, 영국 원자력청은 셀라필드 핵연료 재처리 공장 회계 기록에서 29.6kg의 플루토늄 불일치를 보고했다. 운영 회사는 서류상 불일치라고 주장했으며, 국제 원자력 기구(IAEA) 규정은 최대 1% 불일치를 허용한다. 관련 규제 기관인 유라톰(Euratom)은 해당 재고를 만족스러운 것으로 받아들였다.[148][149]
  • 2000년, 유리화된 유리 블록을 이동시키는 로봇 팔의 전선이 의도적으로 절단되어 유리화 공장이 3일 동안 가동 중단되었다.[150]
  • 2005년 4월 19일, THORP(Thermal Oxide Reprocessing Plant, 열산화물 재처리 공장) 재처리 공장에서 약 83000L의 뜨거운 질산이 누출되었다. 운영 직원은 누출 사실을 발견하지 못했고, 19ton의 우라늄과 160kg의 플루토늄이 질산에 용해되어 섬프 용기에서 보관 탱크로 펌핑되었다.[151] 이 사고는 국제 핵 사건 등급 3등급으로 분류되었고, 셀라필드 리미티드는 벌금을 부과받았다. 2007년 1월, THORP 재가동 허가를 받았다.[151]
  • 2007년, 셀라필드 근무자를 포함한 사망한 핵 시설 노동자들의 조직 적출 사건에 대한 조사가 시작되었다.[152] 유족 허가 없이 조직을 적출했다는 의혹이 제기되었고,[153] 옵서버는 1960년대 셀라필드 자원 봉사자들이 냉전 실험에 참여했다는 문서를 공개했다.[154] 조사 보고서는 1961년에서 1992년 사이에 시신 일부가 적출되었고, 셀라필드 직원은 법적 의무를 위반하지 않았으며, 병원 병리학자들이 1961년 인체 조직법을 위반했다고 밝혔다.[155][156]
  • 2023년 12월, 셀라필드가 러시아 및 중국 관련 단체의 사이버 해킹 피해를 입었다는 사실이 가디언을 통해 보도되었다.[157] 공격 범위와 영향은 아직 불분명하다. ''가디언''은 셀라필드 부지에서 방사성 폐기물 사일로 누출이 악화되고 있으며, 2050년까지 지속될 가능성이 있다고 보도했다.[158]

5. 1. 환경 오염

셀라필드는 1950년대부터 방사성 폐기물을 아일랜드해에 무단 방류하여 해양 오염을 유발했다.[114] 그린피스와 같은 환경 단체들은 아일랜드해가 세계에서 가장 오염된 바다 중 하나라고 비판한다.[115] 북동 대서양 해양 환경 보호 협약(OSPAR 협약)은 약 200kg의 플루토늄이 아일랜드해 해양 퇴적물에 축적된 것으로 보고했다.[117] 이 지역의 장수명 방사성 테크네튬 대부분은 셀라필드 시설의 사용 후 핵연료 재처리 과정에서 발생했다.[118]

1950년부터 2000년 사이에 셀라필드에서는 방사성 물질 누출 사고가 잦았으며, 국제 원자력 사고 척도에 따른 여러 건의 사고가 발생했다.[113] 1983년에는 루테늄로듐-106을 포함한 방사성 물질이 바다로 방출되어 에스크밀스 인근 해안에서 수영 금지 경고가 내려지기도 했다.[124][125]

5. 2. 건강 피해

1957년 윈드스케일 화재는 셀라필드 부지 역사상 가장 심각한 사건으로 기록되어 있으며, 국제 원자력 사고 등급에서 7단계 중 5단계로 평가되었다. 이 사고로 인해 상당량의 방사성 낙진이 환경으로 유출되었고, 특히 요오드-131의 대량 방출은 갑상선암 위험을 증가시키는 것으로 알려져 있다.[128] 주변 농업 지역과 낙농장이 방사성 오염의 피해를 입었다. 영국 정부는 이 사건을 축소했으며, 최초 보고서는 해럴드 맥밀런 총리가 영미 간 핵 관계에 해를 끼칠 것을 우려하여 검열을 받았다.[7] 이후, 매우 위험한 방사성 동위원소 폴로늄-210이 소량이지만 상당량 방출되었다는 사실이 밝혀졌지만, 1983년까지 정부 보고서에서는 이 사실이 제외되었다.[129] 1988년 영국 정부는 윈드스케일 화재로 인한 방사성 낙진 노출로 "추정" 100명이 사망했다고 추산했다.[130][131] 2007년, 화재 50주년을 맞아 새로운 학술 연구에서 방출된 방사성 낙진의 양이 기존 추정치의 두 배이며, 생각보다 더 동쪽으로 확산되었다는 결론을 내렸다.[7][6][5] 이 연구는 주변 지역에서 240명이 에 걸렸으며, 이 중 100명에서 240명이 사망했다는 결론을 내렸다.[5][6][7]

1990년대 초, 영국에서는 핵 시설 근처에서 백혈병 발병이 증가하는 현상에 대한 우려가 제기되었다.[160] 2003년 방사선 환경 의학적 영향 위원회(COMARE)가 실시한 연구에 따르면, 핵 발전소 주변에서 어린이 암 발병률이 전반적으로 증가한다는 증거는 없었지만, 셀라필드를 포함한 두 곳의 다른 핵 시설 주변에서 백혈병 및 비호지킨 림프종 발병이 증가한 것으로 보고되었다. COMARE는 "셀라필드와 던레이 주변의 증가는 우연의 일치일 가능성은 낮지만, 현재로서는 이에 대한 설득력 있는 설명은 없다"고 결론 내렸다.[162] 이전 보고서에서 COMARE는 "감염과 관련된 메커니즘이 중요한 요인일 수 있다"고 제안했었다.[163] 이러한 집단 발병은 1990년대 초에 사라졌다.[160]

브리티시 암 저널에 게재된 연구에서 백혈병 외 다른 암의 증가는 발견되지 않았으며, 저자들은 시스케일 백혈병 집단 발병에 인구 혼합이 미치는 영향을 정량화하려 시도했다. 시스케일을 제외한 컴브리아에서 소아 백혈병/NHL 분석 결과, 부모 모두 컴브리아 지역 밖에서 태어난 경우(타지에서 온 사람들) 자녀의 백혈병/NHL 발병률이 유의미하게 더 높았다.

5. 3. 국제적 문제

아일랜드, 노르웨이, 맨 섬 등 주변국들은 셀라필드의 방사능 오염에 대해 우려를 표명하고 시설 폐쇄를 요구해 왔다. 특히 아일랜드는 셀라필드의 안전 문제에 대해 영국 정부와 갈등을 빚어왔다.[169]

아일랜드 정부는 이 시설에 대해 공식적인 항의를 제기했으며, 2006년 영국 정부와 이 문제에 대해 합의했다. 이 합의의 일환으로 아일랜드 방사선 방호 연구소와 가르다 시오차나 (아일랜드 경찰)가 현재 이 부지에 접근할 수 있게 되었다.[169] 9.11 테러 이후 아일랜드의 모든 가정에 요오드산 칼륨 정제가 배포되었으나, 2007년 아일랜드 전문가의 검토 결과 이는 정당화되지 않은 것으로 밝혀졌다.[167][168]

맨 섬 정부는 맨 섬과 인접해 있어 방사성 오염으로 인한 위험 때문에 항의를 제기하며 해당 시설의 폐쇄를 요구했다.[170] 아일랜드와 맨 섬 정부는 이 문제에 대해 협력하여 영국-아일랜드 위원회의 관심을 촉구했다.[171]

1997년부터 노르웨이 정부는 아일랜드 정부와 유사한 반대 입장을 표명해 왔다. 노르웨이 방사선 방호청이 실시한 감시 결과에 따르면, 셀라필드에서 바다로 유출된 방사성 물질이 주된 해류를 따라 노르웨이 해안 전체로 운반되며, 수질 표본에서 테크네튬-99와 같은 물질이 최대 10배까지 증가한 것으로 나타났다.[172] 노르웨이 정부는 또한 해당 시설의 폐쇄를 요구하고 있다.[173]

5. 4. 불투명한 운영

셀라필드는 과거 핵무기 개발과 관련된 비밀스러운 운영으로 인해 정보 공개가 제대로 이루어지지 않았다. 사고 발생 시 은폐 의혹이 제기되기도 했다. 특히 1999년 MOX 연료 품질 데이터 조작 사건은 국제적인 신뢰를 훼손했다.

1999년, 셀라필드 MOX 데모 시설의 직원들이 1996년부터 품질 보증 데이터를 위조해 왔다는 사실이 밝혀졌다.[142] 원자력 시설 검사국(NII) 조사 결과, 5개 작업 교대조 중 4개 조가 데이터 위조에 연루되었으며, 단 한 명의 작업자만이 데이터 위조를 인정했다. NII는 "통제 및 감독 수준이 사실상 존재하지 않았다"고 결론 내렸다.[143] NII는 연료의 안전 성능에는 영향이 없었으며 연료에 대한 1차 자동 점검도 있었다고 밝혔지만, "적절한 안전 문화를 갖춘 공장에서는 이 보고서에 설명된 사건이 발생할 수 없었을 것"이며, 관리상의 체계적인 실패가 있었다고 지적했다.[143]

이 사건으로 인해 BNFL(영국 핵연료 회사)은 일본 고객인 간사이 전력에게 배상을 지불하고, 일본에서 결함이 있는 MOX 연료 선적을 회수해야 했다.[144] NII의 혹독한 보고서가 발표된 후, BNFL의 최고 경영자 존 테일러는 사임했다.[145][146][147]

6. 해체

셀라필드 부지의 오래된 핵 시설들은 해체 작업이 진행 중이다. 초기 핵무기 개발 관련 시설, 낡은 원자로, 재처리 시설 등이 해체 대상이다.[18] 해체 작업에는 막대한 예산과 시간이 소요될 것으로 예상된다. 영국 핵시설 폐로 공사(NDA)는 셀라필드 해체 비용을 지속적으로 상향 조정하고 있다.

2018-2021년 셀라필드 해체에 대한 NDA 사업 계획은 오래된 유산 고위험 시설에 초점을 맞추고 있으며, 유산 연못 및 사일로 분야에서 다음과 같은 주요 활동을 포함한다:[19]


  • 팰 연료 저장 연못(PFSP): 슬러지 배출 지속 및 탈수 준비
  • 팰 연료 피복재 사일로(PFCS): 사일로 내용물을 수용하기 위한 상자 캡슐화 공장 시운전 완료 및 회수 시작.
  • 1세대 마그녹스 저장 연못(FGMSP): 연료 및 슬러지 회수 지속.
  • 마그녹스 찌꺼기 저장 사일로(MSSS): 사일로에서 회수 시작.


또한 팰 No.1 굴뚝 철거가 지속되고 있다.[19]

캘더 홀의 대부분의 건물에서 연료 제거 및 철거는 2032년까지 예상되며, 2033년부터 2104년까지 관리 및 유지 단계가 이어진다. 원자로 건물 철거 및 최종 부지 정리는 2105년부터 2114년까지 계획되어 있다.[20]

2021년 3월 현재, NDA는 다음과 같은 내용을 보고했다:[21]

  • PFSP에서 상당량의 벌크 연료와 300ton 이상의 고체 중간 폐기물(ILW) 제거
  • FGMSP에서 100m3 이상의 슬러지 제거
  • MSSS에 400톤 사일로 비우기 공장 4개 중 첫 번째 설치. 회수는 2022년 6월에 시작되었으며;[22] 이 단계는 20 년 동안 계속될 것으로 추정된다.
  • PFCS에서 폐기물 회수를 위해 새로운 접근 방식 및 장비 설치


2023년 8월, PFCS에서 폐기물 회수 작업이 시작되었다. 이 시설은 1950년대에 사용된 윈드스케일 팰 핵 연료의 피복재를 보관하기 위해 만들어졌으며, 이는 "셀라필드 해체 이야기의 중대한 이정표"로 불린다. 부지에서 가장 오래된 폐기물 저장소에서 첫 번째 폐기물 배치가 성공적으로 회수되었으며 "세계에서 가장 복잡하고 어려운 해체 과제 중 하나"로 묘사되었다.[23]

NDA의 해체 및 정비 비용의 "잔여" 추정치 증가[27][36]
추정
연도
셀라필드*기타 NDA 부지총계
(영국 파운드, 할인)
2006–07219억파운드117억파운드336억파운드[29]
2007–08248억파운드159억파운드407억파운드[29]
2009–10252억파운드199억파운드451억파운드
2010–11327억파운드165억파운드492억파운드
2011–12372억파운드156억파운드529억파운드
2012–13420억파운드169억파운드589억파운드
2013–14479억파운드170억파운드649억파운드
2014–15532억파운드125억파운드657억파운드[28]
2015–161174억파운드433억파운드1607억파운드
2018–19970억파운드213억파운드1183억파운드[30]
* 셀라필드는 캘더 홀 및 윈드스케일을 포함,
그리고 에너지 거래를 포함한다



셀라필드는 NDA의 해체 예산의 대부분을 차지하며, 미래 비용 추정치의 증가의 주요 원인이다. 그 비중(할인된 금액, 캘더 홀과 윈드스케일 포함, 케이픈허스트 제외)은 2007년 219억파운드(65%)에서 2019년 970억파운드(82%)로 증가했다.[30]

2013년, 영국 정부의 공공 계정 위원회는 NMP가 비용과 지연을 줄이는 데 실패했다는 비판적인 보고서를 발표했다. 2005년과 2013년 사이에, 셀라필드 운영의 연간 비용은 9억파운드에서 약 16억파운드로 증가했다. 셀라필드 부지 처리의 추정 수명 할인되지 않은 비용은 675억파운드로 증가했다.[31][32][33] NMP 경영진은 2013년 말에 예상 정비 비용이 700억파운드를 넘어서면서 사과해야 했다.[34] 2014년, 셀라필드에 대한 최종 할인되지 않은 해체 비용 예측치는 791억파운드로 증가했고,[35] 2015년에는 1174억파운드로 증가했다.[36] 연간 운영 비용은 2016년에 20억파운드로 예상되었다.[37] 2018년에는 2120년까지 비용이 1210억파운드가 될 수 있다는 사실이 밝혀졌다.[38]

7. 한국과의 관계

셀라필드는 사용후 핵연료 재처리 공장을 많이 보유하고 있어, 재처리를 통해 일본의 고속증식로 몬주 등에서 사용되는 MOX 연료 제조에 필요한 플루토늄을 생산해왔다.[193] 또한, 감마선 조사에 사용되는 세슘 137을 추출하는 등 핵분열 생성물 재이용을 위한 노력도 이루어졌다.[193]

20세기 후반부터 셀라필드에서 재처리되는 사용후 핵연료의 약 4분의 1이 일본의 원자력 발전소에서 발생한 것으로 예상될 정도로 일본과 관련이 깊었다.[193] 2010년부터는 주부전력과 독점 계약 상태였으며,[194] 주부전력이 관리하는 하마오카 원자력 발전소가 2011년 이후 운전을 중단하면서 존속 위기가 제기되기도 했다.[195]

참조

[1] 문서 NDA draft strategy 2020-08
[2] 간행물 Sellafield Ltd, annual report 2017-2018 2017-2018
[3] 간행물 Sellafield context plan assets.publishing.service.gov.uk 2017-05
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[6] 뉴스 The unacceptable toll of Britain's nuclear disaster https://www.irishtim[...] 2020-06-15
[7] 뉴스 Windscale fire: 'We were too busy to panic' https://www.telegrap[...] 2020-06-15
[8] 문서 Ritchie, p. 102
[9] 문서 2015-08-21
[10] 문서 2015-08-21
[11] 문서 Sellafield: The contaminated legacy Friends of the Earth
[12] 문서 Britain's nuclear waste: Siting and safety Bellhaven Press
[13] 웹사이트 Sellafield plant safely completes its mission https://www.gov.uk/g[...] 2022-07-20
[14] 웹사이트 Sellafield Ltd https://www.gov.uk/g[...] 2023-06-23
[15] 웹사이트 Processing of Used Nuclear Fuel - World Nuclear Association https://world-nuclea[...]
[16] 웹사이트 INTERMEDIATE LEVEL RADIOACTIVE WASTE SUBSTITUTION http://www.dti.gov.u[...] 2006-08-23
[17] 논문 Developing policies for the end-of-life of energy infrastructure: Coming to terms with the challenges of decommissioning 2020-09-01
[18] 뉴스 Sellafield: the most hazardous place in Europe https://www.theguard[...] 2020-06-09
[19] 간행물 NDA Business Plan 2018–2021 2018-2021
[20] 웹사이트 The 2010 UK Radioactive Waste Inventory: Main Report http://www.nda.gov.u[...] Nuclear Decommissioning Agency/Department of Energy & Climate Change 2012-05-22
[21] 웹사이트 Ponds and Silos at Sellafield https://www.gov.uk/g[...] 2023-01-24
[22] 뉴스 Waste removal starts at Sellafield facility https://www.world-nu[...] 2023-01-09
[23] 뉴스 Sellafield begins waste removal from 70-year-old silo https://www.neimagaz[...] Nuclear Engineering International 2023-08-24
[24] 웹사이트 NMP Company Profile http://www.nuclearma[...] Nuclear Management Partners 2010-06-19
[25] 뉴스 MP's anger as state bears cost of any Sellafield disaster https://www.theguard[...] The Guardian 2008-10-27
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[32] 뉴스 Sellafield management sharply criticised by Commons committee https://www.theguard[...] 2013-02-19
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