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韓·日·佛 원자력 삼국지

한국, 3세대 원자로 개발로 원자력 르네상스 연다

  • 이정훈 동아일보 신동아 편집위원 hoon@donga.com

韓·日·佛 원자력 삼국지

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미국이 뒤처진 이유

韓·日·佛 원자력 삼국지

안전성이 획기적으로 강화된 한국형 3세대 원자로 APR-1400 2기가 건설되는 신고리 원전 3·4호기 그래픽.

자타가 인정하는 원자력 분야의 세계 1위는 미국이다. 미국은 러시아나 영국 프랑스 중국이 따라갈 수 없는 최첨단 핵무기를 개발해 보유하고 있다. 또 미국은 세계에서 가장 많은 103기의 원자로를 가동하는 원자력 발전 1위국이다(한국은 20기로 세계 6위, 프랑스는 59기로 2위, 일본은 54기로 3위다). 이러한 미국이 최첨단 경수로 개발에서 프랑스와 한국에 뒤처진 이유는 무엇일까.

원자력은 정치 입김이 세게 작용하는 분야다. 핵무기는 국가 안보와 직결되기에 정부 의지가 있으면 추진될 수 있지만, 원자력 발전은 내치(內治)의 대상이라 국민의 선택에 따라 요동친다. 일반인에게 핵은 두려움의 대상이 될 수밖에 없다. 이러한 두려움에서 가공할 ‘국민 저항’이 만들어진다. 이 저항을 어떻게 처리하느냐에 따라 세계 원자력 기술 순위가 바뀐다.

프랑스와 한국 일본이 3세대 경수로 개발 경쟁에서 미국을 앞서게 된 원인은 간단하다. 핵무기 개발에 있어 세계 1위인 미국은 내치인 원자력발전에서는 국민 저항을 극복하지 못한 것이다. 국가 덩치가 워낙 큰 탓에 미국은 원자력발전소 수에서 세계 1위이지만, 원자력발전 기술 분야에서는 4위권으로 밀려났다.

프랑스와 한국 일본이 미국을 추월하게 된 것은 ‘헛똑똑이’ 토끼와 미련하지만 한 방향으로 꾸준히 걸어간 ‘거북’의 시합을 연상시킨다. 프랑스와 한국 일본은 모두 미국에서 배워 ‘근소한 차이’이긴 하지만 미국을 앞질렀다. 반면 원천기술 보유국인 미국은 ‘너무 오래’ 낮잠을 자다 그만 세 나라로부터 기술을 도입해야 하는 처지가 되었다.



상업 발전을 하는 원자로에는 크게 경수로와 비등수로, 중수로 세 종류가 있는데, 세계 시장에서 비중이 가장 큰 것은 경수로다. 2005년 말 현재 가동 중인 세계 원자로는 439기인데, 이 중 경수로가 절반이 넘는 60.6%인 266기이고, 비등수로는 21.2%인 93기, 중수로는 9.3%인 41기다. 또 2005년 말 기준으로 계획 중인 원전은 39기인데 이 중 79.5%인 31기가 경수로이니, 경수로는 세계를 제패했다고 해도 과언이 아니다.

비등수로는 영국과 미국에서 개발되었다. 그러나 영국이 개발한 비등수로는 경쟁력이 약해 사라져 현재 남아 있는 비등수로는 미국 제너럴일렉트릭(GE) 사가 개발한 것뿐이다. 비등수로는 경수로에 비해 방사성 물질이 외부로 나가기 쉬운 구조로 설계됐다. 따라서 경수로보다 먼저 개발됐지만 세계 1위를 경수로에 내주었다.

[표1] 한국형 2세대 원자로와 3세대 원자로 비교
2세대 3세대
원자로 PR-1000 APR-1400
용량 100만kW 140만kW
설계수명 40년 60년
내진(耐震) 기준치 진도 6.4 진도 7.3
노심(爐心) 용융 확률연간 10만분의

1회
연간 1000만분의

1회


중수로는 캐나다 원자력공사(AECL)가 개발했다. 중수로는 경수로만큼 안전하지만 사용후핵연료로 ‘핵무기를 만들기 쉽다’는 정치적인 약점이 있다. 원자로에서 타고 나온 핵연료를 재처리해 얻은 플루토늄을 이용하는 것이다. 중수로는 경수로에 비해 사용후핵연료를 빼돌리기가 쉽다.

경수로와 비등수로는 1년여 만에 한 번씩 핵연료를 교체한다. 이때 상당히 많은 양을 교체하는데, 이때가 되면 국제원자력기구(IAEA)는 사찰관을 보내, 원자로에서 꺼낸 사용후핵연료 유출 여부를 면밀히 감시한다. 핵연료 교체가 끝나면 사찰관을 철수시키고 건드리면 금방 파손되는 봉인(封印)을 단 감시카메라를 원자로 입구에 설치해 24시간 무인 감시를 한다.

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이정훈 동아일보 신동아 편집위원 hoon@donga.com
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