방사성 폐기물이란 폐기되는 사용된 방사성 물질이나 방사성 물질로 오염된 것이다. 일반적으로 방사성 폐기물 취급이나 처리에는 주의가 요구된다. 이런 방사성 폐기물을 우주에 투기하면 어떻게 될까.
방사성 폐기물 전체 중 90%는 핵시설에서 사용된 도구나 장갑 등 저레벨 방사성 폐기물로 7%는 원자로 노심에 장기간 놓여 있는 중수준 방사성 폐기물이다. 이런 방사성 폐기물은 적절한 처리를 통해 안전하게 폐기할 수 있다.
한편 나머지 3%인 사용 후 핵연료는 고레벨 방사성 폐기물로 방사선량이 높기 때문에 취급이 용이하지 않고 위험하다. 그렇다면 이런 고레벨 방사성 폐기물을 우주에 투기하면 어떨까.
현대에는 전 세계에서 가동 중인 원자로 440기로부터 매년 11,000톤 고레벨 방사성 폐기물이 배출되고 있다. 1954년부터 지금까지 전 세계에서 40만 톤에 달하는 고레벨 방사성 폐기물이 축적됐다. 하지만 많은 국가는 미래에 후회할 만한 대처를 하고 있다. 따라서 이런 고레벨 방사성 폐기물을 우주에 투기하려는 생각을 할 수 있다. 하지만 다양한 문제도 생길 수 있다.
첫 번째는 값비싼 발사 비용. 지구 저궤도에 투입하는 것만으로도 킬로그램당 4,000달러 비용이 발생한다. 또 원자로 1기에 상당하는 고레벨 방사성 폐기물을 발사하려면 연간 1억 달러 비용이 필요해 발전 비용이 증대한다.
지난 2021년에는 로켓 135대가 발사됐다. 이들을 재사용해 방사성 폐기물을 지구 저궤도에 투입해도 800톤 밖에 투기할 수 없다. 모든 고레벨 방사성 폐기물을 발사하려면 적어도 14배에 달하는 로켓이 필요하다.
2번째는 기술적 어려움. 지구 저궤도에 고레벨 방사성 폐기물을 투기하면 인공위성과의 충돌이나 방사성 폐기물이 지구로 낙하할 가능성이 있어 문제다. 이 때문에 달이나 그 이상으로 멀리까지 방사성 폐기물을 운반하려면 더 많은 로켓이나 거대한 로켓을 개발할 필요가 있다.
또 랜덤한 방향으로 방사성 폐기물을 투기하는 것도 나쁜 생각으로 여겨지며 비록 먼 곳이라도 주회 궤도를 그려 지구에 낙하할 위험성이 있다고 한다. 태양을 향해 방사성 폐기물을 투기하는 건 기술적으로 어렵고 태양계 밖에 로켓을 발사하는 게 간단하다. 하지만 이렇게 하려면 지금까지 제조된 모든 로켓보다 거대한 로켓 개발이 필요하다.
3번째는 로켓 자체의 위험이다. 로켓 공학은 아폴로 계획 이후 크게 발전하고 있다. 예를 들어 발암성 연료를 액체산호와 수소, 등유 혼합물로 대체하고 있다. 또 최신 기술은 로켓을 재사용하기 위해 착륙시킬 수 있다. 그래도 2021년 146회 발사 중 11회는 실패가 있었다고 한다.
이런 상황에서 고레벨 방사성 폐기물을 탑재한 로켓을 발사하면 폭발이나 공중 분해 또는 추락 위험성이 있다. 발사에 실패하면 광범위하게 흩어진 방사성 물질에 의해 방사능 오염이 확대된다. 고레벨 방사성 폐기물 처리는 현실적 문제지만 지하 깊숙하게 채우거나 일부를 재처리해 새로운 연료로 만들면 해결된다. 따라서 방사성 폐기물을 우주에 버리겠다는 건 사상 최악의 아이디어 중 하나라는 지적이다.