하이난성 창장리자치현에 원자력발전소가 있다. 이 원전에는 지속적으로 전기를 공급하는 것 외에도 부산물인 진주도 있습니다. 원자력발전소는 왜 진주를 생산하는가? 원자력 발전소에서 생산되는 진주에는 방사선이 포함되어 있습니까? 오늘은 원전에서 생산되는 진주에 대해 이야기해보겠습니다.
원자력 흰나비 굴 진주 완성품, 사진: Liu Xuan
Pinctada maxima - "오스트레일리아 화이트" 진주 생산업체
물론 엄밀히 말하면 진주를 생산하는 곳은 원전이 아니라, 원전 주변 바다에서 양식되는 진주조개(흰나비굴이라고도 알려진 Pinctada maxima)입니다.
Pinctada maxima, 이미지 출처: Wikipedia
이 굴의 이름을 들어보지 못했을 수도 있지만, 이 굴에서 생산되는 진주는 진주 세계의 보물 중 하나인 Australian White입니다. "오스트레일리아 화이트"라고 불리는 이유는 이런 종류의 진주의 주요 산지가 호주였기 때문입니다.
물론 이러한 진주는 필리핀, 인도네시아 등지에서도 생산될 수 있어 '남해진주'라고도 불린다. Pinctada maxima는 우리나라에도 분포하며 주로 레이저우 반도, 하이난, 대만 및 광동성 최남단의 기타 지역과 같이 비교적 따뜻한 바다에 집중되어 있습니다.
인도네시아산 '남해진주' 사진출처:위키피디아
1960년대부터 Pinctada maxima 굴이 많이 잡혔습니다. 현재 국가 2급 보호동물로 지정되어 있습니다.
이 조개류는 수질과 환경에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 대규모로 양식하여 고품질 진주를 생산하는 것은 매우 어렵습니다. 이것이 바로 "호주 화이트 진주"가 그토록 귀중한 이유입니다.
그러나 우리 모두는 진실을 알고 있습니다. 왜 Pinctada maxima가 원자력 발전소 주변에서 재배될 수 있습니까? 이것은 실제로 원자력과 Pinctada maxima의 "상호 성과"입니다. 이를 이해하려면 먼저 원자력 발전소의 냉각수와 온수 배수수부터 시작해야 합니다.
냉각수 및 따뜻한 배수장치
현재 원자력 발전소의 주류 발전 원리는 원자로 노심에서 발생하는 열을 사용하여 물을 끓이는 것입니다. 끓는 물에 의해 생성된 수증기는 터빈 블레이드를 밀어 운동 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.
수증기가 터빈 구동 작업을 완료한 후에는 직접 배출되지 않습니다. 대신 액체 물로 다시 냉각되어야 하며 그런 다음 주기가 반복됩니다. 수증기를 다시 액체 물로 냉각시키는 과정에는 많은 양의 냉각수가 필요합니다.
해안 원자력 발전소의 경우 냉각수는 물론 주변 바다에서 펌핑됩니다. 냉각수는 냉각 및 냉각 작업을 완료한 후 바다로 다시 배출해야 합니다. 바다로 다시 배출되는 물의 온도가 주변 해수보다 높은 경우가 많아 '온배수'라고도 불린다.
환경으로 유입되는 이러한 온수 배출은 주변 해역의 생태계에 일정한 영향을 미칠 수 있으므로 원자력 발전소를 건설하기 전에 특별한 평가가 필요합니다.
창장 원자력 발전소가 건설될 때, 따뜻한 물 방류가 주변 생태계에 피해를 주지 않는다는 것을 보장하기 위해 그러한 평가를 확실히 거쳤습니다. 그러나 창장원전은 한 단계 더 나아갔다. 그들은 또한 따뜻한 물의 열을 재사용했는데, 이것이 진정한 "폐열의 사용"입니다.
조개류 유기체가 생산하는 진주의 개략도. 출처: 상하이 자연사 박물관
원전과 진주조개 "상호이득"
앞서 언급했듯이 Pinctada maxima와 같은 조개류는 따뜻한 물을 선호하며, 원전에서 나오는 따뜻한 배수수는 원전 주변의 작은 지역의 수온을 따뜻한 수준으로 유지할 수 있습니다.
이는 Pinctada maxima의 대규모 재배를 위한 조건을 제공합니다.
동시에 원자력 발전소 부지를 선택할 때 상대적으로 안정적인 수문학적 조건을 갖춘 인구 밀도가 낮은 지역도 선택할 것입니다. 이곳의 해수 품질은 일반적으로 매우 좋으며 이는 Pinctada maxima의 성장에 필요한 또 다른 조건입니다.
여기에 원전과 진주조개를 '상호 성공'하게 만드는 또 다른 중요한 요소가 있다.
따뜻한 배수로 인한 수온 상승으로 인해 원전 주변 해역에 식물성 플랑크톤이 증식할 수 있기 때문에, 식물성 플랑크톤의 번식이 너무 활발할 경우 적조(간단히 해조류 범람으로 이해하면 됨) 등 해양 재해를 일으킬 수 있다.
일부 조류 대발생은 원자력 발전소의 냉각수 입구를 막아 원자력 발전소의 안전을 위협할 수 있습니다. 원자력 발전소 엔지니어들은 원래 그러한 재난의 발생을 줄이는 방법을 찾고 싶었습니다.
Pinctada maxima와 같은 여과섭식 조개류의 중요한 먹이원 중 하나는 식물성 플랑크톤입니다. 따라서 원전 주변에 Pinctada maxima를 재배하면 식물성 플랑크톤의 대량 증식 문제를 어느 정도 완화할 수 있다.
자개굴이 배를 채우면 건강하게 자랄 수 있고 진주를 생산할 수 있습니다. 인간은 원전 주변 해역의 잠재적인 적조 위기를 해소했기 때문에 핀타다 맥시마와 원전은 '상호 성과'라고 한다.
Pinctada maxima에서 생산된 진주는 방사성입니까?
다음 질문은 원전 주변 바다에서 양식되는 진주가 방사선에 오염될 것인가이다. 실제로 원자력 발전소에서 나오는 따뜻한 물은 방사선 오염을 일으키지 않습니다.
한편, 원자력 발전소의 따뜻한 물은 원자로 노심과 직접 접촉하지 않으며, 2차 접촉으로도 간주되지 않습니다.
창장원자력발전소의 원자로형은 가압수형 원자로이다. 코어와 가열된 물 사이에는 직접적인 접촉이 없으며 냉각수는 가열된 수증기를 냉각하는 데 사용됩니다.
냉각하는 동안 냉각수와 수증기는 직접 접촉하지 않으므로 "방사선 소스"에서 매우 멀리 떨어져 있습니다. 이런 물은 이전에 논란을 불러일으켰던 원전폐수와는 전혀 다른 물이다.
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냉각수는 빨간색 상자로 표시된 부분에만 있으며 코어와 직접 접촉하지 않습니다. 이미지 출처: 위키피디아
한편, 문제가 없는지 확인하기 위해 냉각수 역시 바다로 배출되기 전에 방사능 테스트를 거쳐야 하며, 기준을 충족하는 경우에만 배출될 수 있습니다. 그러므로 Pinctada maxima가 생산하는 진주의 방사능에 대해서는 걱정할 필요가 없습니다.
게다가, 진주조개 자체는 매우 "섬세한" 껍질입니다. 이렇게 섬세한 조개껍질이 이곳에서 자라고 고품질의 진주를 생산할 수 있다는 사실은 이 수역의 품질에 대한 최고의 증거입니다.
장장원전과 거대진주조개 양식은 산업협력의 모델이라 할 수 있다. 한때 원전의 골칫거리였던 따뜻한 물이 이제는 '폐열'을 이용해 거대 진주조개들이 더 잘 자랄 수 있게 됐다.
그 대가로 거대 진주조개는 번식된 식물성 플랑크톤을 대량으로 섭취하여 잠재적인 적조 위험을 제거하는 동시에 귀중한 진주를 번식시킵니다. '일석이조'라고 할 수 있다.
참고자료
[1] 하이난 창장 원자력 발전소 3, 4호기 환경 영향 보고서(운영 단계) https://www.mee.gov.cn/ywdt/gsgg/gongshi/wqgs_1/202411/W020241125352282968236.pdf
[2] 광저우 해양대학교, "Pincada maxima" https://bwg.gdou.edu.cn/info/1021/1024.htm
[3] 남부 주말, 『바다 남쪽, 핵조수: 진주를 생산할 수 있는 원자력 발전소는 어떤 모습일까요?』 》https://www.infzm.com/contents/280201?source=131
기획 및 제작
이 글은 중국과학대중화·창작육성사업의 지원을 받아 작성된 작품입니다.
중국과학기술협회 과학보급부 제작
생산자丨중국과학기술출판유한회사, 북경중과은하문화미디어유한회사
저자丨과학스크랩, 대중과학 창작자
감사丨Dai Li, 중국원자력공업공사, 저온원 안전 수석 엔지니어
기획丨장린린
편집자丨장 이누오