방사성폐기물을 유리화(琉璃化)한다는 것은 고온의 용융유리를 이용해 가연성 방사성폐기물 속에 포함되어 있는 비방사성 유기물질은 기체화해 날려보내고 세슘이나 코발트 등과 같은 방사성 무기 원소는 유리(琉璃)구조 내에 가두어 안정한 형태로 고정시키는 것을 말한다.
다시 말하면 어떤 용융로에 유리원료물질을 넣고 여기에 열을 가면 유리가 녹은 상태를 유지하게 한다음 유리 표면위로 또는 녹은 유리 속으로 폐기물을 투입해 처리하는 기술을 유리화라고 한다.
또한, 비가연성 폐기물 또는 가연성과 비가연성 폐기물의 혼합물을 플라즈마 토치와 같은 고온 발생장치로 녹여서 휘발성 물질은 날려보내고 남은 무기물에 적절한 첨가제(flux)를 넣어 유리와 비슷한 물질로 전환시키는 것도 유리화에 속한다.
상업적으로 유리화 기술은 현재까지 고준위 방사성폐기물 처리에만 적용되어왔고 중·저 준위 방사성폐기물에는 적용되지 않고 있다.
그 이유는 과거에는 중·저 준위 방사성폐기물을 용기에 담아 그저 처분장에 매립하는 것이 일반적인 추세였으므로 중·저 준위 방사성폐기물 유리화 기술의 중요성을 크게 인식하지 못하였기 때문이다.
그러나 지금은 전 세계적으로 NIMBY현상이 두드러져 방사성폐기물의 처분 부지를 확보하기 어렵고 또 기존 부지도 점점 고갈되는 형편이어서 방사성폐기물의 부피를 크게 줄이고 처분된 방사성 물질이 완전히 없어질 때까지 환경으로 유출되지 않도록 방사성폐기물을 안정화시킬 수 있는 기술개발이 절실히 필요하게 되었다.
이러한 요구에 가장 적합한 처리 기술로서 유리화 기술이 대두되었다.
한국수력원자력주식회사(한수원(주))는 지난 94년부터 중·저 준위 방사성폐기물의 유리화에 대한 타당성 연구를 시작으로 유리화 기술개발 연구를 수행해 왔다. 타당성 연구를 통해 가연성폐기물은 유도가열식 저온로로 처리하고 비가연성 폐기물은 플라즈마 토치 용융로로 처리하는 독자적인 복합공정을 도출하였고 96년에는 이에 대한 실증설비 개발에 착수했다.
실증설비는 현대 모비스 및 프랑스 SGN사와 국제공동연구를 통해 개발했으며 99년 7월 대덕연구단지 내에 유리화 실증설비를 완공했다.
그 후 2000년 5월까지 가연성 폐기물과 비가연성 폐기물을 대상으로 유리화 실증시험을 완료함으로써 유리화 기술개발에 성공했다.
2000년 7월부터는 상용설비 설계자료 생산을 위해 방사성폐기물 종류별 공정 최적화시험과 안전성 평가시험을 수행중이며, 2004년 말까지 1기의 유리화 상용설비를 세계 최초로 국내에 건설할 예정이다.
가연성 및 비가연성 폐기물의 유리화과정에서 만들어지는 유리 고화체(固化 )는 백만 년 이상 안정된 상태를 유지한다.
따라서 방사성폐기물을 유리화해 처분장에 묻어 둔다면 방사성폐기물 처분장의 안전성이 확실하게 보장된다.
즉, 처분장내에 지하수가 침투되어 유리고화체와 접촉한다 하더라도 유리 속에 갇힌 방사성 핵종이 지하수로 녹아 나올 가능성이 거의 없다. 유리화 기술의 또 다른 장점은 원자력발전소나 방사성 물질 이용시설에서 발생되는 방사성폐기물을 원래 부피의 1/20~1/30이하로 줄일 수 있다는 것이다.
따라서 소규모 처분장으로도 모든 폐기물을 충분히 저장할 수 있어 국토의 이용효율을 대폭 증가시킬 수 있다.
따라서 한수원(주)가 개발하고 있는 독자적인 유리화 기술을 이용하면 방사성폐기물을 더욱 더 안전하고 효율적으로 처리, 처분할 수 있어 원자력발전의 안정적 추진에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.
유리화 기술 개발은 이미 성공했다. 앞으로 남은 일은 좀 더 경제적이고 운전 및 유지보수가 손쉬운 상용설비를 설계하고 건설하는 일이다. 한수원(주)는 프랑스 SGN사와 협력하에 유리화 기술의 수출을 추진중인데, 이미 이태리, 일본, 캐나다 등이 관심을 보이고 있다.
앞으로 국내에 유리화 상용설비가 건설되어 운전을 개시하게 되면 해외 수출의 길이 활짝 열리게 될 것으로 기대된다.
