대학 과제 및 리포트2011. 12. 8. 23:50
핵에너지 계속 사용하여야 하는가? 라는 시험문제가 제출되었음. 아.. 이건 내 발표내용이구나 하면서 신나게 적었음
하지만... 치대로 진로가 결정되버려서 공부를 하나도 안해가지고... 단답형문제는 거의다 틀리고.. 본인생각적는거만 주우욱 신나게 적었는데 교수님께 죄송했음..;;;; 그렇다고 공부안해서 죄송하다고 답지에 적기는 또 뭣하고 해서 그냥나왔는데

호오옥시나 교수님께서 이 글을 보신다면, 전 매우매우 부끄럽고 죄송할 따름입니다. 진로가 벌써 결정나서.... 그것도 전혀 관계가없는 분야다보니 공부할 맛이 안났어요 ㅠㅠ

일본 마지막.pptx

 

소개,

 

환경에 관련된 데이터들은 환경성과 관련 보고서 2, 에너지에 관련된 자료는

아오모리 상공회의소, 후생노동성, OECD 그리고 일본의 미래에너지대책의 선택에 관한

전력공급원에 관한 여섯 가지 시나리오 라는 학술보고서 내용을 참조하였습니다.

 

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발표는 일본의 환경과 에너지 그리고 그 대책들, 그리고 마지막으로 현재의 대책들과 상황으로 2021년을 예상해 보는 것으로 발표를 진행하도록 하겠습니다.

 


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먼저 일본의 환경 대책의 역사에 대해 발표하겠습니다. 일본에서의 환경 문제는

 에도시대(1603~1868)때부터 공해의 개념으로 존재했고, 지자체 단위로 대책을 시행하고 있었습니다.

하지만 공식적, 국가적 환경대책의 역사는 56년의 미나마타병의 발견을 시작으로 64

공해대책추진연락회의 설치부터라고 할 수 있습니다. 일본은 1950년대, 1960년대에

심각한 공해문제를 겪은 후, 환경정책을 강화해왔고, 71년 환경성이 발족되고 수질오염방지법이나 대기오염방지법에 의거해 수질, 대기의 규제가 강화되어 1970년대부터 1980년대에 걸쳐서는

 오염이 감소해 왔습니다.
1990
년대에는 지구온난화가 매우 중요한 환경문제가 되어, 일본은 재생가능에너지나 에너지절약기술의 보급 등 온실가스를 줄이기 위해 구내대책과 교-토 의정서에 대한 합의 회의 주최 등 기후변화에 관한 국제 합의를 형성하는 노력을 하는 등, 활발하게 활동해 왔습니다.

이 외에도 일본의 환경 정책은 많은 분야에 걸쳐있는데요. 예를 들어, 자연 공원의 관리,

생물 다양성, 화학 물질 관리, 토양 오염, 환경 평가, 폐기물 관리 및 재활용이 환경성(環境省) 책임 하에 있습니다.

 

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일본의 수질오염은 긴 역사가 있습니다. 19세기 와타라세강 하류의 주민들은 상류의 구리광산에 의한 오염을 겪었었고, 1956년에는 메틸 수은 중독의 결과로 발생한 미나마타병의 첫 번째 사례가 보고되었습니다. 이 미나마타병은 화학 공장에서 촉매제로 사용된 수은의 부산물인 메틸수은을 폐수로 흘려보내 미나마타 만에 메틸수은이 배출되었고, 배출된 메틸 수은을 박테리아가 섭취하고 이 박테리아를 물고기가 섭취하여 biological concentration 되어 물고기를 많이 먹은 사람들이 결과적으로 피해를 받은 사례입니다..

56년의 미나마타병 발병 이후로도 1960 년대에는 수질 오염 환경 문제는 더욱 악화되었습니다.  진즈강의 카드뮴 오염은 뼈를 약하게 하여 이따이이따이병을 일으켰습니다. 또한 많은 강과 바다와 호수에서 증가한 유기물이 산소를 줄였고, 지역 주민들은 악취, 물고기의 감소, 수중 유독부유생물이나 세균의 증식을 겪었습니다. 따라서 앞서 설명했듯이 수질 오염 방지법이 1970년 입법되었고, 세토 나이 해 환경 보전 임시 조치법이 1973 년 입법되었습니다.

 

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그렇게 수질오염의 심각성을 깨닳은 일본은

 

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국가와 지방 자치 단체수준에서 수질 오염 방지법, 세토나이 해 환경 보전 특별 조치법, 호수 수질 보전 특별 조치법에 따라 수질 보전에 관련된 규제들과 생활 배수 대책을 세우게 됩니다.

세토나이해 환경보전 임시 조치법은 세토나이 해의 주요 섬인 혼슈와 시코쿠, 규슈 사이의 수역에서 오염 물질의 총량을 규제 하는 법인데, 이 임시 조치법은 1978년 영구 법과 되게 됩니다. 그 외에도 오오사카에서는 주민 등 많은 사람들의 수원인 비나 호수의 오염을 줄이기 위해 1984 년 호수 수질 보전 특별 조치법이 입법됩니다.

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그러한 규제들에 따른 일본의 배수 기준은 2 가지로 구분되어 있습니다. 하나는 사람의 건강에 관한 기준으로 수은이나 카드뮴 같은 질병의 원인이 될 수 있는 오염 물질의 기준이 있고, 다른 하나는 생활 환경에 관한 기준으로, 유기물에 의한 오염을 나타내는 수질의 지표인 생물 화학적 산소 요구량 (BOD)와 화학적 산소 요구량 (COD)가 생활 환경에 관한 기준입니다. (유기물에 의한 높은 수준의 오염은 수중의 산소 부족을 일으킬 수 있다. )

 

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요리, 세탁, 목욕 등 생활 폐수는 공공 수역의 오염의 중요한 요소였습니다. 1996년 일본 전국 하수 보급율은 56%였는데, 가정에서 폐수를 처리하기 위해 일본 정부는 하수설비시설 건설을 추진했고, 하수 보급률은 2007년도에는 71.75%가 되었습니다. 나머지 하수가 없는 지역은 주로 산악 지역 또는 인구밀도가 낮은 지역입니다. 하수설비시설이외에도 농업 집락 배수시설이나 가정용 폐수 처리 설비인 정화조가 폐수처리를 위해 개발되었고, 시설 건설 시에는 보조금이 나와 오수 처리 인구 보급률은 1996 62%였던 것이 2007년도에는 83.7%가 되었습니다.

 

또 가정에서 폐수를 줄이기 위해 수질에 대한 정보를 넓혀 국민의 의식을 높이는 노력을 하고 있습니다.
환경성과 지자체는 다양한 출판물과 홈페이지를 만들어 환경 친화적인 물 사용을 호소 해왔고, 국민의 의식 향상과 함께, 세제의 제조 업체는 환경에 악영향이 적은 제품으로 바꿔왔습니다. 예를 들어, 1970 년대에 무인(
無燐) 세제가 개발되어 현재 일본의 대부분의 세제는 무인세제입니다.

 

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그리고 이 규정들에 따라 배수 공장 등의 사업장은 배수의 오염 수준을 측정하고 결과를 저장해야 합니다그리고 환경 장관, 주지사, 시장은 필요한 경우 공장 기타 사업장에서 폐수에 관한 보고를 요구, 출입 검사를 할 수 있고만약 배수가 기준에 위반하는 경우 처벌을 집행할 수 있습니다또한 시설의 구조 및 폐수 처리 방법을 변경하는 명령을 내릴 수 도 있게 됩니다.

 

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그림에서 볼 수 있듯 이전 슬라이드에서 설명한 대책들이 효과를 보아 대부분의 강과 바다에서 수질이 개선되었는데, 일부 호수는 수질 개선이 미흡했습니다. 따라서 환경성의 호수 연구회는 2004년에 추가적인 대책의 필요성에 합의하여 2005년 호수 수질 보전 특별 조치법을 개정하여, 농업 등의 방면에서 근본적 대책이 추가되어, 법으로 지정된 지역은 질소와 인산이 호수에 유입되는 것을 줄이기 위해 비료 개선이 권장됩니다.

1997년에는 하천법이 개정되어 환경 개선과 보전을 위한 하천 관리 업무를 늘였고하천 국의 "환경에 초점을 맞춘 하천 관리"에 따르면, 수질 개선과 자연 환경 보전을 위해 몇 가지 프로젝트가 실시 되어 일부 댐에서는 에어레이션을 통한 수질 개선을 시행중 이라고 합니다.

 

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사람의 건강 관련 항목 즉 납이나 카드뮴 등 중금속 오염에 관한 그래프인데, 앞선 대책들로 인해 70년대의 중금속 오염률이 줄어든 것을 보실 수 있습니다, 그래프에선 2008년도가 나와있지 않지만 환경성에 따르면 2008 년도 환경 기준 달성율은 99.0%라고 합니다. 나머지 기준을 초과하는 1%에 해당하는 지점의 대부분은 인근의 암석 또는 토양의 비소 함량이 높은 등 자연에 기인한 것이라고 합니다.

 

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이어서 대기오염입니다.

1960년경 대규모 석유 화학 공장 부근의 특정 지역에서 천식 환자가 증가했습니다. 이는 주변의 대기가 유황 산화물 오염되어 있었기 때문이었습니다.

 

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이 같은 대기 오염 문제를 해결하기 위해 대기 오염 방지법이 1968 년에 입법되었습니다. 이 법은 공장에서 매연과 먼지의 배출을 관리하고 자동차 배기 가스 제한을 설정하는 것 등에 의해 대기의 질을 보전하기 위한 규정입니다.

그 규정에 따라

매연 발생 시설을 만들려고 하는 자는 시설 계획 등의 정보를 제출 하여야 하고예상되는 매연 발생이 환경 기준을 초과한다고 판단되면 계획의 변경을 명할 수 있습니다. 그리고 매연 발생 시설의 관리자는 환경부가 설정한 기술적인 기준에 따라 발생한 매연의 양과 농도를 측정하고 기록을 보존 하여야 합니다만약 오염 발생이 지속적으로 기준을 초과할 가능성이 높다면 관리의 개선을 명하게 됩니다.

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그리고 공장에 배기 가스 탈황 장치를 설치하여 대기중 아황산가스 오염을 방지하게 됩니다.

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또한 자동차에서 배출되는 질소 산화물 및 입자상 물질의 특정 지역의 총량의 삭감 등에 관한 특별 조치법 시행하게 됩니다.

 

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이 특별 조치법은 도로에 인접한 곳에서의 이동원에 의한 대기 오염을 줄이고 대기의 질을 보호하기 위해 법과 되었습니다이 법의 내용으로는 환경 장관은 자동차 배기 에 대한 허용 한도를 표1 과 같이 설정하고환경 장관은 또한, 건설 기계 등 도로 관계 이외의 특정 특수 자동차의 배기 가스에 대한 허용 한도를 설정합니다..

환경 장관은 자동차의 배기 가스에 의한 대기 오염을 방지하기 위해, 필요가 있는 경우, 자동차 연료 품질에 대한 허용 한도를 설정합니다

예를 들면, 경유에 포함된 유황 규제의 추이는 표 2와 같이 강화되어왔습니다.

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이러한 대책들이 효과를 거두어 그래프에서 보듯이 1970년대부터 1980년대 초에 걸쳐 대기 중의 이산화황의 연평균 값이 감소되는 것을 보실 수 있습니다. 이 구간은 일본의 공장 배기 가스 탈황 장치의 설치를 급격하게 증가시킨 시기입니다. 1970년도 일본의 배기 가스 탈황 장치의 총수는 102대였지만, 1980년도에는 1329, 1990년도에는 1914대로 증가했습니다. 환경 규제뿐만 아니라, 특히 1970년대부터 1980년대에 걸쳐 환경 투자에 자금 수요가 높은 시기에는 정부계 금융 기관에 의한 특별 회계가 공장 탈황 장치 등의 설치를 촉구했습니다.

 

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이러한 조치가 취해진 후 2002 , 1에서 볼 수 있듯이, 일본의 황 산화물과 질소 산화물의 배출원단위는 스위스 다음으로 낮았습니다.
2001
"자동차에서 배출되는 질소 산화물 및 입자상 물질의 특정 지역의 총량의 삭감 등에 관한 특별 조치법"시행 이후 오염은 더욱 감소했다. 2는 특정 지역의 2001 년부터 2008 년까지의 이산화질소 감소를 나타내고 있습니다

 

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환경부분의 마지막으로 지구온난화 대책입니다.

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1997 년 일본은 유엔 기후 변화 협약의 제 3 회 체약국 회의를 개최했고, 교토 의정서가 합의되었습니다. 교토 의정서는 선진국의 온실 가스 배출을 2008-2012년 사이에 1990년 수준보다 평균 5.2%를 감축하여야 하는 국제협약인데, 일본은 온실 효과 가스를 1990년 대비 6 %를 감축하는 것이 목표입니다.

 

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그리고 환경성은 지구온난화에 관해서 공중의 인식을 높이는 캠페인을 하고 행동을 호소해 왔습니다. 예를 들어 2005년에는 co2를 감소시키는 라이프스타일을 진흥하는 [팀 마이너스 6%] 라 불리는 캠페인이 시작되었습니다. 이는 에어컨의 사용을 줄이고, 에코 드라이브를 권장하고, 섭씨28도에서도 편안하게 일할 수 있는 비즈니스 스타일인 [쿨비즈]를 격려했습니다.

2009년판 환경 순환형 사회생물다양성백서에서도 기후 변화 대책에 강한 강조를 하고 있습니다.

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 2008 7 월에 각의 결정된 "저 탄소 사회 만들기 행동 계획"의 정책을 보면 2008년 기준으로 태양광발전을 2020년까지 기존의 10배를 설치하고, 30년에는 기존의 40배를 설치하고, 차세대 자동차 판매를 2020년까지 신차판매의 50%를 차지하는 것을 목표로 하고, 30년까지 항속거리를 500키로를 달성, 에너지 절약 램프를 12년을 목표로 백열전구를 형광등으로 교체하는 정책이 있습니다.

 

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1초 후 클릭

 

인구증가는 필연적으로 에너지 소비를 증가시킵니다. 하지만 일본의 최근 10년간의 인구변화를 보면 07년 이후로 연간 출생 수가 연간 사망 수를 밑도는 상태가 계속되고 있으며 연간 자연 증가 수는 계속 감소하고 있습니다.
일본은 이미 고령화 사회로 볼 수 있으며 점차 인구수가 감소되는 추세이므로 에너지요구량은 더 이상 증가되진 않을 것으로 예상할 수 있겠습니다

 

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일본은 GDP 1 단위당 다른 주요 국가 / 지역보다 적은 에너지를 사용하고 있습니다. 에너지 절약은 온실 가스 감축에 도움이 될 뿐만 아니라 높은 에너지 가격에서 경제와 사람들을 보호하는데 공헌하게 됩니다.

 

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그리고 이번엔 에너지를 공급하는 수단입니다.

미국은 세계 1위 전력소비국. 석탄, 석유, 천연 가스를 포함한 풍부한 자원 부국이고,

독일은 풍부한 석탄 자원을 배경으로 에너지 자급율이 40%에 달합니다.

프랑스는 화석 연료가 부족한 자원 소국이라 원자력 개발을 주력으로 하고 있어, 일본과 비슷한 모델입니다.

영국은 화석연료가 풍부하고, 60~70 년대 북해생산 천연가스, 원자력 등으로 균형 잡힌 발전을 보이고 있습니다

스웨덴은 풍부한 수력자원개발과 원자력으로 전체 전력 공급을 커버합니다. 화력발전이 거의 없어 co2배출량이 제로에 가깝습니다

중국은 발전전력량의 80%가 석탄, 석탄을 연간 13억톤을 생산하는 세계 제일의 생산국입니다.

그리고 주제국인 일본으로 돌아와 보면 일본의 에너지 생산량은 총1362kWh이고 균형 잡힌 전원을 구성하고 있는데요, 이는 석유위기를 계기로 전력원의 다양화를 추진한 결과로, 원자력, 천연 가스, 석탄, 석유, 수력으로 균형 잡힌 전력원을 구성하고 있습니다

일본은 세계 4위의 에너지 소비국으로 에너지의 대부분을 수입에 의존하고 있어 자급률은 원자력발전을 포함해 20%입니다. 석유 위기를 계기로 탈 석유를 도모하여 원자력을 개발하였으나 지난 3월 원전사고로 인해 원자력 발전은 점점 줄여나가는 추세입니다. 따라서 원전발전에 의한 자급률이 줄어들 것이므로 전력수입량이 더 늘어날 것으로 보입니다. 따라서 차세대 에너지 개발이 시급한 상황이라 할 수 있습니다.

 

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지난 3월 동일본대지진에 의한 도쿄 전력, 후쿠시마 원자력 발전소 사고는 국내외에 큰 충격을 주었습니다. 사고는 주민의 피난 생활, 비산하는 방사성 물자에 의한 피폭이나 오염 위험으로 국민 생활에 심각한 어려움을 낳고 있습니다. 따라서 다시 국내외에서 에너지의 선택을 둘러싼 논의가 활발하게 이루어 지고 있는데, 일본 학술 회의는 특히 전력 공급원의 선택을 둘러싼 논의를 하고, 학술적인 근거에 근거한 종합적인 판단을 위해 동일본 대지진 대책위원회 아래에 에너지 정책 선택 분과회를 설치하고 데이터를 수집하고 조사 검토를 진행하여 슬라이드 내용과 같은 후쿠시마 원전 사고 이후의 전력공급원에 대한 6가지 시나리오를 제시 했습니다.

시나리오들을 보시면 원전발전을 즉시 정지하고 화력발전으로 대체하며 순차적으로 재생가능 에너지발전을 도모하는 A를 시작으로 점차 원전을 줄이고 개발을 통해 안전한 원전개발 시나리오들 그리고 원전 중단 없이 원전을 지속적으로 사용하며 원자력발전의 기술개발을 통한 안전성 확보를 목표로 하는 F까지를 보실 수 있습니다. 이로 보아 일본에 있어서 원전이 후쿠시마 사고에도 불구하고 포기하기 힘든 에너지원이라는 것을 알 수 있겠습니다.

 

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이번엔 일본이 사용중인 그리고 개발중인 재생에너지기술들인데요, 신 재생 에너지 및 원자력을 포함한 비 화석 에너지는 CO 2 배출 삭감에 공헌합니다. 정부는 신 재생 에너지의 생산과 이용을 장려하고, 2009 11 월 태양광 발전의 새로운 매입 제도를 통해 태양광 발전의 잉여 전력을 일정한 가격으로 매입하는 것을 전기 사업자에게 의무화하였습니다. 예를 들어, 주택 용은 48 / kWh, 비 주택용 24 / kWh에 매입하게 됩니다.

하지만 보시면 재생에너지들은 공통적으로 설치 비용이 비싸고, 에너지 밀도가 희박하고 발전효율이 낮은 치명적인 단점을 가지고 있습니다.

원전 사고 이후에도 원전을 포기하기 힘든 이유가 여기에 있는 것입니다

 

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이 그림은100 kW 정도의 표준 원전을 재생 가능 에너지로 대체하는 데 필요한 면적을 그린 것입니다. 태양광이나 풍력 같은 재생 가능 에너지 발전설비설치에는 압도적으로 많은 토지를 필요로 합니다. 이것은 태양광이나 풍력은 대기에 떠도는 매우 낮은 밀도의 에너지를 이용해야 한다는 물리적인 한계가 있기 때문입니다.
또한 태양광이나 풍력은 날씨에 따라 발전되는 방법이라 기상 조건에 좌우됩니다.

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발전은 최대수요에 맞춰 공급하는 식으로 가야 합니다. 하지만 그렇게 큰 전력을 저장할 수 있는 배터리는 현재 현실적인 비용으로는 만들 수 없기 때문에 재생 가능 에너지와 같은 불안정한 전력은 단독으로 사용할 수는 없습니다. 도쿄전력에 따르면 태양광 발전 비용의 x배 라던지, 풍력발전설비를 얼마 정도 만들면 모든 원전을 대체 가능하다고 설명을 하지만 기후에 따라 전력 공급 정도가 다른 재생에너지는 필연적으로 화력이나 원자력 발전과 결합해야 할 것입니다. 따라서 재생 가능 에너지와 화력이나 원자력에 대한 비용 비교 및 설비비교는 마치 비용만 들이면 재생 가능 에너지만으로 전원을 조달할 수 있다는 환상을 환기시켜버립니다. 전력 수요의 최대치 보다 발전 용량의 최소값이 더 커야한다 는 점에서 재생 가능 에너지의 단독 이용은 매우 어렵습니다.

그렇지만 원자력발전이 장점만 있는 것은 아닙니다 원자력 발전의 경우 핵폐기물을 처리 하는 데에 필요한 비용을 장기적으로 생각해보면 태양광발전에 필요한 비용보다 적은 문제가 있습니다.

 

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그래서 제가 생각하는, 그리고 요즘 일본및 전세계적으로 다시 화제가 되는 차세대 대체에너지인 토륨을 사용한 원전을 소개하겠습니다.

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먼저 토륨은 납보다 흔한 금속입니다. 매장량은 우라늄의 4배에 달합니다.

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그리고 토륨 1톤은 우라늄 200, 석탄 350만톤에서 생산하는 전력과 같아 고효율 에너지원입니다. 이미 알려진 토륨원소 비축량은 최소 1만 년 동안 지구에 에너지를 제공할 수 있을 정도라고 합니다. 또한 기존원전에 비하여 설치비용도 저렴합니다.

(미국이 전세계 토륨 매장량의 거의 80%를 차지하고 있다. )

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토륨이 우라늄 233으로 변하고 방사선을 내뿜는것은 똑같지만 폐기물이 기존 우라늄 방식에 비해 1%이하로 발생하고 폐기물은 200년정도만 관리하면 되니 앞서 설명한 폐기물관리에 드는 비용문제는 훨씬 덜합니다. 게다가 멜트다운 할 위험도 없으며 더구나 플루토늄이 생성되지 않아 핵무기의 위험도 없어집니다. 사실 지금껏 토륨원전에 관심이 없었던 것은 플루토늄이 생산되지 않는 점이 컸다고 합니다.

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또 토륨은 우라늄과 달리 자체적으로 핵분열을 일으키지 않아 연쇄반응이 나오지 않기 때문에, 원자로 스위치를 끌 경우 토륨은 핵분열을 자동으로 멈춥니다. 따라서, 후쿠시마 원전 사고와 같이 냉각장치 고장으로 인한 사고가 발생하지 않게 됩니다.

인도는 2012년 최초의 토륨원전을 착공하여, 이 원전을 해외에 수출할 계획도 가지고 있다고 합니다

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그리고 소형화가 용이하여 현재 자동차의 동력원으로 사용하는 것을 연구, 검토도 하고 있습니다

상용화 되게 되면 자동차를 기준으로 100년간 충전 없이 달릴 수 있을 정도라고 하네요.

물론 각 자동차마다 핵발전을 하는 셈이니 자동차 사고가 일어날 경우를 생각하면 먼 훗날의 이야기가 될 지도 모르지만, 기존 원전을 대체 할 수 있는 에너지라는 점에선 연구할 가치가 있는 에너지원이라 생각됩니다.

 

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마지막으로 2021년을 예상해 보면 에너지 부분에서는 원전사태 이후 점진적 원전가동중지에 따른 대체, 재생 에너지 개발을 추진해야 할 것 입니다. 하지만 이는 저효율 고비용이므로 에너지 절약이 필수적이게 될 것 입니다.

환경부분에서는 여러 규제들과 대중화되어 있는 환경보호 의식으로, 환경 오염상태는 지금과 동일하거나 더 나아질 것으로 예상됩니다.

그러나 원전사고에 의한 태평양 방사능 오염에 따른 수산자원의 피폭과 후쿠시마 인근의 벼, 축산물이 피폭되어있으므로 장기간에 걸쳐 영향이 있을 것으로 예상됩니다.

 

 

Posted by 찬재

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