불붙은 사용후핵연료 공론화 제2의 ‘부안 사태’ 피할수 있나

• 고준위 사용후핵연료 처리 임박…우리의 선택은?
• 20여 년간 20억 달러 쓰고 ‘원위치’한 미국
• 중간저장시설 맨 먼저 착공한 일본은 선택지 많아
• 고속증식로 개발이 답이 될 순 있지만…
• 푹풍 못 피한다면 정면돌파로 탈출하라

핵연료 사진(위), 군수 테러와 방화를 불러온 2003년 부안 사태. 한국은 사용후핵연료 처리문제에서는 이 같은 사태를 피해야 한다.

2011년 일어난 일본 후쿠시마 원전 사고의 후폭풍이 거센 가운데 한국 원자력계가 원전 부품 공급을 둘러싼 비리로 몸살을 앓고 있다. 이러한 원자력계 앞에 지금껏 만난 것보다 훨씬 강력한 폭풍이 기다리고 있다.

폭풍의 눈은 사용후핵연료 처리 문제다. 2003년 한국은 방폐장 유치 갈등으로 김종규 당시 부안 군수 테러와 방화를 낳은 ‘부안 사태’를 겪었다. 때문에 정부는 2005년 고준위인 사용후핵연료를 뺀 상태에서, 중저준위 폐기물 처분장을 유치를 추진했다. 상당한 지원을 약속했기에 경쟁이 붙어 경주가 방폐장을 유치하게 됐다. 팥소를 넣지 않고 찐빵을 만들 듯, 심각한 고준위를 빼고 중저준위 폐기물만 처리하는 처분장을 짓게 된 것이다.

원자력 정책을 결정하는 원자력위원회는 2004년, 사용후핵연료 처리 문제는 ‘국민적 공감대가 형성되도록 충분한 논의를 거쳐 결정하라’고 했다. 올해 공론화위원회를 만들어 논의에 들어가라고도 했다. 박근혜 정부 초기인 데다 안보문제 등 현안이 많아 계속 미루고 있지만, 정부는 올 하반기엔 사용후핵연료 처리를 다룰 공론화위원회를 출범시켜야 한다. 제2의 부안 사태를 초래할 수도 있는 ‘거대한 전쟁터’로 나가야만 하는 것이다.

이 싸움의 주체는 정부만이 아니다. 원전을 이용하는 것도, 원전에서 나온 폐기물을 처리하는 것도 국민인 만큼, 싸우는 주체도 대상도 국민일 수밖에 없다. 이 험난한 파고를 어떻게 헤쳐갈 것인가.

양수겸장의 ‘Atoms for Peace’



해답을 찾기 어려울 때는 우리보다 먼저 유사한 일을 겪은 나라의 사례를 살펴보는 것이 한 방법이다. 미국이 그런 경우다. 미국은 핵무기 확산을 필사적으로 막고 있다. 그러면서도 사용후핵연료 처리 문제에 가장 먼저 직면했다. 미국 내 반(反)원전 분위기도 만만치 않은데 미국 정부는 어떻게 대처하고 있는가.

창의력을 중시하는 미국에도 답답한 관료주의가 있다. 변화에 신속히 대처하지 못하는 관습의 두께도 상당하다. 판단 착오로 기회비용과 시간을 날리기도 한다. 미국이 직면했던 원자력 문제를 일별하면서, 우리가 맞게 될 폭풍의 크기를 가늠해보기로 한다.

원자력에 관한 한 미국은 분명 세계 1위였다. 1942년 시카고대 엔리코 페르미 교수가 CP-1이라는 세계 최초의 원자로(연구용)를 만들어 원자력 시대를 열었다. 제2차 세계대전 막바지인 1945년엔 오펜하이머 박사가 이끄는 맨해튼 프로젝트 팀이 세계 최초로‘리틀보이(꼬마)’라는 우라늄 원자폭탄과 ‘팻맨(뚱보)’이라는 플루토늄 원자폭탄을 만들어 일본에 투하했다.

1952년 미국은 세계 최초로 수소폭탄 실험을 했다. 1954년에는 세계 최초의 핵추진 잠수함인 노틸러스, 1961년엔 세계 최초의 핵추진 항공모함인 엔터프라이즈를 진수했다. 1957년에는 지금까지 가장 안전하다고 평가받는 상업용 경수로를 세계 최초로 준공했다. 이 경수로 덕분에 미국은 세계 원전시장을 석권할 수 있었다.

미국은 교묘한 ‘원자력 정치학’을 구사했다. 1953년 아이젠하워 대통령이 유엔 연설에서 평화 목적으로 원자력 기술을 이전하겠다며 ‘평화를 위한 원자력(Atoms for Peace)’을 주창한 것이 시작이었다. 원자력 기술을 갖고 싶어 하는 나라에 평화 목적으로 제공함으로써 우방국을 확보해 냉전의 경쟁자인 소련보다 우위에 서겠다는 전략이었다.

원자력 기술을 받은 나라가 늘어나면 미국이 원자력을 수출할 수 있는 시장도 확대된다. 우방국을 늘리고 돈도 버는 꿩 먹고 알 먹는 양수겸장(兩手兼掌) 전략으로 미국은 ‘평화를 위한 원자력’을 선포한 것이다. 그러면서도 확실한 안전고리를 걸었다.

우라늄에는 우라늄 235와 우라늄 238이 있다. 핵분열은 우라늄 235가 일으킨다. 자연 상태의 우라늄광에는 우라늄 235가 0.7%쯤 존재한다. 이러한 235의 농도를 높이는 것이 ‘농축’이다. 원자폭탄은 우라늄 235를 90%대로 (고)농축한 것이다. 상업용 원자로의 핵연료는 3~5%, 연구용 원자로의 핵연료는 10~30%대로 (저)농축한다. 우라늄 235의 농도를 높이면 우라늄 238의 농도는 반대로 낮아진다.

이러한 핵연료를 원자로에 넣어 태우면(핵분열) 우라늄 235는 줄어들고, 핵분열을 하지 않는 우라늄 238 가운데 일부가 플루토늄으로 변환된다. 원자로에서 타고 나온 사용후핵연료를 쪼개 플루토늄을 긁어내는 것이 바로 ‘재처리’다.

우라늄탄은 우라늄 235를 90%대로 농축한 것인데, 이렇게 농축하는 데는 많은 시간과 자원이 소요된다. 그러나 재처리는 간단하기에 플루토늄탄을 만드는 것은 상대적으로 수월하다.

미국의 자승자박

일본이 진주만을 기습한 지 꼭 12년째 되는 1953년 12월 8일 유엔에서 ‘평화를 위한 원자력’을 주제로 연설하는 아이젠하워 미국 대통령.

이런 사정 때문에 재처리는 핵무기를 만드는 제1의 길이 됐다. 원자력 기술을 전파하더라도 핵무기의 확산은 막아야 했기에 미국은, ‘핵연료 제작을 위한 (저)농축 우라늄은 우리가 준다. 원전에서 타고 나온 사용후핵연료는 재처리해서는 안된다’는 조건으로 원자력 기술을 제공했다.

소련도 똑같은 길을 걸을 수밖에 없었다. 양국은 핵무기 확산을 원치 않았기에 원자력 기술을 제공하면서 반드시 평화 목적으로 원자력을 다뤄야 한다는 조건을 내걸었다. 그리하여 1957년 평화 목적으로 원자력 기술 이전을 관리할 국제원자력기구(IAEA)를 만들었다. 1969년에는 유엔에서 이를 보다 강화한 핵확산금지조약(NPT)을 제정하게 했다. 미·소는 서로가 필요해서 ‘적과의 동침’을 한 것이다.

그러나 1974년 인도를 시작으로 이스라엘, 남아공, 파키스탄 그리고 북한이 IAEA와 NPT에 가입하지 않거나 탈퇴한 상황에서 핵무기를 만들었다. 이들은 대부분 재처리 방법으로 핵무장을 했다. 미국은 다른 나라의 재처리를 차단하기 위해 1977년 앞장서서 원전에서 나온 사용후핵연료를 재처리하지 않는다는 결정을 내렸다. 사용후핵연료를 고준위 방사성폐기물로 간주한 것이다.

미국은 특수 목적으로 만든 연구용 원자로에서 타고 나온 사용후핵연료를 재처리해 핵무기용 플루토늄을 얻을 수 있었다. 그래서 상업용 원전에서 나온 사용후핵연료는 재처리하지 않는다고 결정한 것이다. 그리고 이를 분명히 하기 위해 1982년, 상업용 원전에서 나온 사용후핵연료를 폐기물로 규정한 ‘방사성폐기물 정책법’을 제정했다.

미국의 눈치를 봐야 하는 나라들이 그 뒤를 따랐다. 2011년 한국은 사용후핵연료는 방사성 폐기물에 포함된다고 규정한 ‘원자력안전법’을 제정했다. 미국은 ‘나도 하지 않을 테니 너도 하지 말라’는 방법으로 다른 나라의 재처리 가능성을 단단히 틀어막은 것이다.

이러한 결정을 내리기 얼마 전인 1979년 미국은 스리마일 섬 원전 2호기에서 원자로가 녹는 사고를 당했다. 일본 후쿠시마 원전 사태보다 더 심각한 사고였다.그러나 1m 두께의 격납건물이 수소폭발을 견뎌줘, 방사능이 외부로 누출되지는 않았다. 반면 후쿠시마 원전은 격납건물의 두께가 16cm에 불과해 수소폭발로 격납건물이 깨지고 방사능이 유출됐다.

스리마일 섬 사고가 미국에 끼친 영향은 매우 컸다. 사고 후 미국은 원전 건설 국가 중 가장 먼저 신규 원전을 짓지 않는다는 결정을 내렸다. 이 결정이 1990년대 후반부터 난처한 상황을 불러왔다. 1990년대가 되자 초기에 지은 원전들이 줄줄이 설계수명을 다하게 된 것이다. 원전이 대거 멈춰 서면 전력 부족에 직면한다.

그래서 미 당국은 정밀검사를 거쳐 안전성에 문제가 없다고 판단되면 계속운전을 하게 했지만 한계가 있었다. 안전성에서 문제가 발견됐거나 계속운전을 마친 원전은 가동을 멈추고 폐로(廢爐) 처리를 해야 했기 때문이다. 폐로하면 발전과 송전에 관련된 사람들은 떠나고 소수의 관리자만 남게 된다.

폐로는 해체와 다르다. 가동을 끝낸 원전의 원자로와 증기발생기 등을 들어내 방폐장으로 보내는 식으로 원전을 완전히 없애는 해체는, 폐로하고 한참 뒤에 추진된다. 해체하기 전에 해당 원전의 사용후핵연료를 처리해야 하기 때문이다.

화덕에서 금방 꺼낸 연탄재는 뜨겁다. 마찬가지로 원자로에서 타고 나온 사용후핵연료도 매우 뜨겁다. 그래서 물을 가득 담은 수조(水槽)에 넣어두는데, 사용후핵연료의 열은 그 물을 펄펄 끓일 수 있을 정도로 높다. 따라서 물의 온도를 떨어뜨려 일정한 수온을 유지시키는 관리자를 둔다. 후쿠시마 원전 4호기는 이를 소홀히 해 사고를 당한 것이 다.

대지진과 지진해일(쓰나미)이 일었을 때 후쿠시마 4호기는 정비를 위해 원자로 안에 있던 핵연료를 모두 꺼내놓은 상태였다. 전기가 나갔을 때 후쿠시마 원전 직원들은 핵연료가 없다는 것만 믿고, 4호기에는 신경도 쓰지 않았다. 전기가 끊어지면 수조의 물을 순환시켜 냉각시키는 모터도 돌아가지 않는다는 점을 간과한 것이다. 시간이 흐르자 사용후핵연료가 담긴 수조의 물이 펄펄 끓어 증발했다.

물 밖으로 나은 사용후핵연료는 제 열을 견디지 못해 녹아내리는데, 그때 화학작용으로 많은 수소가 발생한다. 그리하여 수소 농도가 높아지면 강력한 수소폭발이 일어난다. 수소폭발로 4호기의 수조 건물이 무너지자 1, 2, 3호기 원자로 건물의 수소폭발에만 대응하고 있던 후쿠시마 직원들은 ‘아차’ 했다. 이들은 우선 자동차 엔진을 돌려서 얻은 힘으로 수조 안에 새 물을 집어넣고 이어 비상전원을 복구해 모터를 돌렸다.

방사선 10만 년 지속

사용후핵연료에서 나온 열로 수조의 물이 증발해 수소폭발이 일어난 후쿠시마 4호기의 사용후핵연료 수조 건물.

사용후핵연료에선 수십 년 동안 물을 펄펄 끓일 수 있는 열이 나오므로 그 기간에는 수조에 넣어놓고 관리해야 한다. 어느 정도 식었다 싶을 때 꺼내 방사선을 차단하는 통에 넣어 보관하거나 영구처분한다. 2011년 현재 미국은 103기의 원전을 가동하고 있다. 이들 원전에서 나온 사용후핵연료의 총 누적량은 6만5200여t이다(2011년).

사용후핵연료에서는 강한 방사선이 나오는데, 이는 10만여 년이 지나야 자연방사선 정도로 세기가 떨어진다. 인류가 문자로 기록을 해온 역사시대는 2000~ 3000년에 불과하다. 10만여 년은 인류가 기록을 남겨보지 못한 긴 시간인데, 그 사이 지각변동 등 어떤 재해가 일어날지 예측할 수가 없다. 재해가 일어나면 영구처분한 사용후핵연료가 튀어나와 인류를 위태롭게 할 수도 있는 것이다. 생물에게 피해를 주고 먹이사슬에 의해 인류에게 간접 피해를 주는 사태도 벌어질 수 있다.

미국은 이런 사정을 고려해 모든 생물이 접근할 수 없고, 지각변동을 포함한 어떤 재해가 일어나도 변화가 없다고 판단되는 두꺼운 암반 수백m를 파고 들어가, 쌓여가는 사용후핵연료를 매립하기로 했다. 그리고 매립 입지로 네바다 주의 유카(Yuca) 산 등 세 곳을 선정했다. 세 곳을 정밀 조사해 가장 조건이 좋은 곳에 영구처분장을 짓기로 한 것이다.

그런데 암반 수백m를 파고 들어간 곳에 사용후핵연료를 처분하고 주변 환경이 어떤 영향을 받는지, 지각변동을 일으키지 않는지 등을 조사하는 비용이 ‘숨이 턱 막힐’만큼 엄청날 것으로 예상됐다. ‘궁하면 통한다’고 미국은 바로 지혜를 짜냈다. 가장 안전한 곳으로 보이는 유카 산에만 실험시설을 갖춰 계측해보고, 문제가 없으면 그곳을 영구처분장으로 하자고 결정한 것. 방폐물 정책법도 그에 맞춰 개정했다(1987년).

날아간 20년, 20억 달러

그러자 네바다 주 주민들이 “왜 우리가 사는 지역을 방폐장 부지로 선정했느냐”며 강력히 반대하고 나섰다. 미국은 법치를 중시하기에 국익상 필요하면, 그리고 법에 근거한 것이면 일부에서 강력하게 저항해도 밀어붙인다.

미국 에너지부는 유카 산의 깊은 암반 속에 사용후핵연료를 처분했을 경우 주변 환경이 받게 될 영향을 계측 실험했다. 이 실험은 20년이 지난 2007년에 마무리됐는데, 별문제가 없다는 결론이 나왔다. 이듬해 조지 W 부시 정부는 예정대로 유카 산에 사용후핵연료 영구처분장을 짓는다는 결정을 내리고 필요한 인허가 절차를 밟았다. 그러자 네바다 주 주민과 환경단체들이 강력히 반대했다.

바로 그해(2008년) 미국에선 대통령선거가 치러져, 유카 산 영구처분장 건설에 반대한 민주당의 버락 오바마 후보가 당선됐다. 그런 오바마 대통령과 의기투합한 이가 2005년부터 상원에서 민주당 원내총무를 맡아온 네바다 주 출신의 해리 리드 의원이다. 리드 의원은 1987년 네바다 주 주의원으로, 유카 산만을 대상으로 영구처분장 실험시설을 짓는다는 정부 정책에 강력히 반대했다.

리드 의원 등의 지원을 받은 오바마 대통령은 취임 첫해인 2009년 초 유카 산 처분장 계획을 백지화했다. 그리고 사용후핵연료 처리 문제를 원점에서부터 재검토할 ‘블루리본 위원회’를 만들었다(2010년). 2년 후 이 위원회는 다음과 같은 내용의 보고서를 제출했다.

‘사용후핵연료는 재처리하지 말고 애초 계획대로 영구처분하는 것이 좋다. 그런데 폐로 원전 등 여러 원전에 분산 수용된 사용후핵연료 관리에 어려움이 있으니, 한곳에 모아 집중관리하는 중간관리시설을 짓는다. 중간저장시설은 에너지부가 아닌 별도 기관이 담당한다. 이 시설은 유카 산이 아닌 다른 곳을 선정해 짓는데, 반드시 지역 주민의 동의를 받아야 한다.’

유카 산에 영구처분장을 만들기 위해 벌여온 모든 작업이 공중으로 날아가버린 것이다. 위원회는 미국 정부가 20여 년간 20억 달러 이상을 투입했는데도 다시 새로운 곳을 선정해 유사한 실험을 하고 처분장이 아닌 중간저장시설을 지으라고 했다. 문제를 원점으로 되돌린 것이다. 에너지부는 2021년까지 실험용 중간저장시설을 지어 안전성 여부를 살펴보고, 문제가 없으면 2025년 중간저장시설을 완성한다는 결정을 내렸다.

日, 기민하게 중간저장시설 건설

지역 발전을 위해 사용후핵연료 중간저장시설을 유치한 스기야마 무쓰 시장.

일본에서는 후쿠시마 사고를 당한 도쿄전력 등 9개 발전회사가 원자력발전을 하고 있다. 미국이 유카 산에 실험시설을 설치해 각종 계측을 하고 있던 2000년 일본 본토 최북단 아오모리(靑森)현의 무쓰(陸奧)시가 사용후핵연료 중간저장시설을 유치한다는 결정을 내렸다. 무쓰시의 결정을 이끌어낸 것은 도쿄전력과 J-파워 2개 발전회사였다.

무쓰시는 두 회사에서 나오는 사용후핵연료만 중간저장하기로 하고 2006년 공사를 시작해 올해 8월 말 완공을 앞두고 있다. 무쓰시는 재처리공장이 있는 롯카쇼무라 북쪽에 있는 한촌(寒村)이다. 이렇다 할 경제활동이 없어 적자가 적지 않은 지역이라, 중간저장시설을 유치해 이를 해소하려고 한 것.

중간저장시설인 만큼 지하암반을 뚫어 매립하지 않는다. 지반이 안정된 지상에 건물을 짓고 사용후핵연료를 캐스크(cask)라는 통에 넣어 이 건물 안에 보관한다. 이 통은 한국의 두산중공업에서도 제작한다.

운영기간은 50년. 50년 뒤에는 일본 정부 차원에서 영구처분장을 지을 것이니 그때 그곳에 보관해온 사용후핵연료를 영구처분장으로 옮긴다.

그러나 영구처분장 건설이 지지부진하고 주민들의 동의가 있으면 기한을 연장할 수도 있다. 반대로 안전성에 문제가 있으면 주민 결정으로 폐기할 수도 있다.일본은 ‘법대로’ 밀고 나가다 ‘정서 민주주의’에 좌절한 미국과는 반대로 주민 정서에 호소했다. 도쿄전력 등은 ‘지역을 발전시키려면 혐오시설이지만 안전한 시설을 유치하는 것이 유리하다’고 주민을 설득해 사용후핵연료 중간저장시설 확보에 성공한 것이다. ‘아 다르고 어 다르다’는 것을 보여준 사례라 하겠다.

무쓰 중간저장시설은 두 회사만의 것이기에 일본은 이것과 별도로 사용후핵연료 처리를 결정할 ‘원자력발전환경정비기구’라는 이름의 공론화위원회를 만들었다. 일본도 국가 차원에서 사용후핵연료의 처리 방향을 결정하게 된 것이다.

그러나 이 위원회가 결정을 내리기 전 일본은 무쓰에 중간저장시설을 완공하고 롯카쇼무라의 재처리 공장도 가동에 들어간다. 일본 국민은 사용후핵연료를 여러 방향으로 처리 처분하는 것을 볼 수 있게 된 것이다. 이는 사용후핵연료 처리 문제를 중간저장시설 건설로 해결하게 하는 데 일조할 수 있다.

한국은 외길을 걸을 수밖에 없다. 한미원자력협정이 평화 목적의 재처리를 허용하지 않고 있기 때문이다.

2년 후 한미원자력협정이 한국의 평화적인 재처리를 허용하는 쪽으로 개정되지 않는다면 한국 원자력계는 일본을 계속 부러워할 수밖에 없다. ‘한반도는 일본보다 지진과 지진해일(쓰나미) 발생 위험이 작다’고만 자위하면서.

공론화위원회는 어디로?

사용후핵연료 처리를 놓고 기울인 20여 년간의 노력이 주민 동의라는 산을 넘지 못한 것이다. 미국은 ‘법대로 민주주의’를 강조하는 대표적 국가지만, 가끔은 주민의 정서를 따르는 ‘정서 민주주의’로 흐르기도 한다. 이 때문에 미국 뒤를 따르는 나라들도 노선을 수정할 수밖에 없었다. 그들은 20년 세월과 20억 달러의 돈을 날리지 않았다는 것을 그나마 위안으로 삼고, 앞서거니 뒤서거니 블루리본 위원회를 본떠 공론화위원회를 만들었다.

2012년 현재 23기의 원전을 가동하는 한국은 1만2707t의 사용후핵연료를 쌓아놓고 있다. 34기 이상이 가동되는 2083년쯤에는 5만t 정도가 쌓일 것으로 보고 있다. 이 때문에 사용후핵연료 처리를 결정하기 위해 올해 공론화위원회를 구성한다. 그런데 정부 마음대로 구성하면 반발을 부를 수 있기에, 신중하게 추진하기로 했다.

정부(산업통상자원부)는 15명으로 공론화위원회를 구성하는데, 그 가운데 6명은 무조건 반(反)원전 측에 배정한다는 원칙을 세웠다. 6명 중 4명은 사회단체(NGO)들의 추천을 받아 임명하는데, 환경단체 그룹에서 2명, 경제단체 그룹과 시민단체 그룹에서 각 1명씩 추천하게 할 예정이다. 누구를, 어떠한 방식으로 추천할지는 그들이 결정하도록 했다.

한국엔 4개 원전단지가 있는데 그중 고리원전(신고리 포함)단지는 부산광역시 기장군과 울산광역시 울주군에 걸쳐 있다. 이에 원전이 있는 5개 지역에서 2명씩 위원을 추천해 10명으로 ‘원전 소재지역 특별위원회’를 만들게 한다. 이 특별위는 지역 의견을 정리해 공론화위원회에 전달 한다. 그리고 자체 기준으로, 10명의 위원 중 2명을 선발해 공론화위원을 맡게 하기로 했다.

이 6명을 뺀 나머지 9명은 정부가 임명하는데, 정부가 직접 선발하지 않고, 따로 공론화위원 추천위원회(추천위)를 만들어 선발하도록 했다. 지난 7월 산업통상자원부는 김영주 전 산업자원부 장관, 박군철 서울대 명예교수(원자력), 최현철 고려대 교수(미디어), 김재옥 국제소비자기구 부회장 등 7명의 민간인으로 추천위를 구성했다고 발표했다.

폭풍 속으로

경주에 짓고 있는 중저준위 방폐장. 한국은 사용후핵연료 중간저장시설을 짓는 문제를 결정해야 한다.

그리고 원자력 관련기관과 지역기관, 학회 등 165개 기관에 공론화위원 후보를 추천해달라고 의뢰했다. 165개 기관이 추천한 사람 중에는 중복된 이가 많아 대략 50여 명이 추천된 것으로 알려졌다. 추천위는 이 가운데 9명의 공론화위원을 선정한다. 이렇게 구성된 공론화위원회가 올 하반기 출범해 2014년까지 가동하며 사용후핵연료에 대한 보고서를 작성한다.

여러 분야의 대표가 참여했다는 점에서 공론화위는, 노사 갈등이 첨예하던 1998년 ‘경제사회발전노사정위원회법’을 근거로 만든 노사정위원회와 비슷하다고 할 수 있다.

그러나 블루리본 위원회에서 보듯이 공론화위원회는 중간저장시설과 영구처분장 후보지를 직접 결정하지 않는다. 후보지 결정은 추후에 한다. 공론화위가 중간저장시설과 영구처분장을 짓는 것으로 결정한다면 한국은 경주에 중저준위 방사성폐기물 처분장을 유치한 것 같은 과정을 다시 겪어야 한다. 안면도 사태, 굴업도 사태, 부안 사태 같은 거대한 폭풍 속으로 들어가야 할지도 모르는 것이다.

2005년 중저준위 방폐장 유치를 결정하게 된 가장 큰 힘은 안전성이 아니라 유치 지역에 각종 지원을 해준다는 ‘당근’에서 나왔다. 그때 중저준위 방폐장을 유치한 경주에 3000억 원이 제공됐으니, 고준위인 사용후핵연료 중간저장시설을 유치하는 곳에는 그보다 많은 지원금이 제공돼야 할 것이다. 이 돈은 국민 세금에서 나간다. 여러 호주머니에서 빼내 한 지갑에 넣어주는 것인데, 빼내는 금액과 넣어주는 돈을 결정하는 것은 그리 쉬운 일이 아니다.

산 너머 산. 이 거대한 폭풍을 어떻게 헤쳐나갈 것인가. 미국이 20년간 회돌이를 해준 덕분에 후발국인 한국은 원자력 강대국 미국과 같은 스타트라인에 설 수 있게 됐다. 당면한 과제를 잘 극복한다면 미국을 앞설 수 있는 천재일우의 기회를 잡게 된 것이다. 그러나 그 싸움이 만만찮아 보인다.

전쟁과 폭풍은 도망갈수록 더 오래, 더 강하게 따라온다고 한다. 그래서 유능한 파일럿은 폭풍 속으로 들어간다. 격렬하긴 해도 그것이 가장 빠르게 폭풍을 빠져나오는 길임 을 잘 알기 때문이다. 한국은 어떤 선택을 할 것인가.

재처리 불필요한 고속증식로, 중저준위 방폐장 재활용…

일본이 건설한 몬쥬 고속증식로.

미국이 네바다 주 유카 산을 사용후핵연료 영구처분장으로 만들기 위한 실험을 하고 있을 때 프랑스는 새로운 기술을 발전시켰다. 사용후핵연료를 재처리해 긁어낸 플루토늄을 우라늄 238과 섞어 다시 핵연료로 만든 것이다. 이렇게 만든 핵연료를 ‘MOX 연료’라고 한다.

일본은 이 기술을 도입해 롯카쇼무라에 재처리공장과 MOX 연료 제조공장을 지었다. 그런데 MOX 연료는 기존 핵연료보다 값이 싸지 않고 성능이 좋지도 않아, 더 이상 시장을 넓히지 못하고 있다.

그리고 주목받은 것이 고속증식로다. 앞에서 설명했듯 핵분열하는 핵연료에선 우라늄 238이 플루토늄으로 변환된다. 지금까지의 기술은 이 플루토늄을 긁어내 MOX 연료를 만드는 것이었다. 고속증식로는 생성된 플루토늄을 긁어내지 않고 바로 핵분열시킨다. 재처리 과정을 건너뛰게 한 것이다.

고속증식로용 핵연료에서는 핵분열로 소진되는 우라늄 235보다 새로 생기는 플루토늄의 양이 더 많기에 ‘증식(增殖)’이라는 말을 덧붙이게 됐다. 기존 원자로보다 핵분열을 일으키는 중성자가 빨리 움직이기에 ‘고속(高速)’이라는 단어를 붙였다. 고속증식로 개발에는 프랑스와 일본이 먼저 도전했다.

대부분의 금속은 높은 온도에서는 녹지만, 개중에는 아주 낮은 온도에서도 녹는 것이 있다. 수은은 영하 39℃에서 녹아버린다. 납은 200℃ 정도에서 녹기에 땜질용으로 많이 사용된다. 나트륨(소듐이라고도 한다)은 100℃ 정도에서 액체가 된다.

액체가 된 나트륨은 공기와 접촉하면 폭발하는 성질이 있어 납처럼 땜질용 소재가 되지 못했다. 그러나 온도를 전달하는 성질은 뛰어나다. 액채 나트륨은 물보다 열을 더 잘 전달한다.

대부분의 원자로는, 핵연료에서 나온 열을 받아 외부로 전달하는 물질로 물을 사용한다. 이 물은 공기와 접촉하지 않는 완전 밀폐 관을 흐른다. 핵분열한 핵연료에서 100℃ 이상의 열을 내는 것은 일도 아니다. 따라서 공기와 접촉하지 않는 완전 밀폐 관을 만들고, 그 안에 나트륨을 넣는다면 원자로의 효율은 훨씬 더 좋아진다.

이 때문에 고속증식로는 나트륨을 사용하는데, 아직 안전성이 검증되지 않았다. 프랑스와 일본은 연구 도중 사고를 당해 잠시 개발을 중단한 상태다. 이렇게 ‘두 마리 토끼’가 쉬고 있을 때 느리지만 꾸역꾸역 앞으로 나아간 나라가 한국이다. 한국에서는 KAIST의 김용희 교수 등이 ‘두 토끼’의 사고를 참고해 보다 안전한 고속증식로 개발에 도전하고 있다.

고속증식로가 제대로 개발되면 사용후핵연료는 획기적으로 줄어든다. 플루토늄은 원자로 안에서 거의 타버리니 재처리를 염려하지 않아도 된다. 플루토늄이 탈 때, 독한 방사능을 쏘는 물질도 함께 타버리니, 사용후핵연료의 방사선은 현저히 떨어진다. 앞으로 짓게 될 사용후핵연료 영구처분장은 규모를 크게 줄여도 되는 것이다.

각국이 공론화위원회를 만들어 사용후핵연료 중간저장 쪽으로 돌아서는 숨은 이유가 여기에 있다. 고속증식로처럼 보다 나은 원전이 나올 때까지 기다려보자는 것이다.

과학의 발전은 많은 난제를 해결해준다. 중저준위 폐기물 쪽에서는 이미 문제를 풀기 시작했다. 우리나라는 방사성폐기물을 ‘고준위’와 ‘중저준위’로만 분류한다. 그리고 중저준위 폐기물을 동굴을 판 지하 등에 영구히 매립하는 처분 방식을 택했다.

중저준위 방폐물 중에는 방사능이 매우 약한 것이 많다. 이들의 방사선은 20~30년만 지나면 자연방사선 수준으로 떨어진다. 그래서 IAEA는 중준위, 저준위, 극저준위 식으로 재분류해, 극저준위는 일반 폐기물로 처분하도록 권고한다. 저준위도 방사선이 약해지면 처분장에서 꺼내 일반 폐기물처럼 처분하도록 했다. 중저준위 방폐장을 한 번 쓰고 버리지 말고, 위험한 방사선이 나오는 동안만 보관하는 임시 저장센터로 활용하라는 얘기다.

원전 쓰레기를 매립(영구처분)하느라 좁은 국토 이곳저곳을 파고 들어가는 것은 심각한 훼손이고 낭비다. 발전하는 과학기술은 방폐장을 재활용하는 쪽으로 길을 열어가고 있다.