매체 : 지구와에너지 게제일 : 2023-01-08 저자 : 이종호 위원

사용후핵연료 처분장 3대원칙 : 투명·소통·책임

산업혁명 이후 지속되온 지구 온도의 상승은 화석연료 사용증가가 지구 온난화의 원인이라는 것을 이제 더 이상 부정하기 어렵게 하고 있다. 결국 지구 온실가스 배출을 줄여 지구온도 상승을 억제하기 위해 2015년 12월 프랑스 파리에서 개최된 제21차 유엔기후변화협약 당사국총회(COP21)에서 197개 국가는 세기 내 지구 온도상승을 2℃로 제한하는 ‘파리 협정(Ac-cord de Paris)’을 채택했다. 우리나라도 2020년 10월, ‘2050년까지 탄소 중립’을 선언하고 2030년까지 2018년 대비 40%를 감축하는 국가온실가스 감축목표(NDC)를 2021년 11월 기후변화협약 당사국 총회(COP26)에서 국제사회에 제시하였다. 이에 문재인 정부는 원자력이 태양광, 풍력과 더불어 무탄소전원임에도 불구하고 탈원전을 전제로 전체 발전량 중 재생에너 지 비중을 60~70%로 하는 비현실적이고 비경제적인 2050년 탄소중립 방안을 제시했다. 다행히 새 정부에서는 원전을 확대하고 원자력과 재생에너지의 실현가능한 에너지 포트폴리오 구성을 통해 탄소중립을 달성하기로 하는 에너지정책을 추진하게 되었다.

에너지 문제는 어느 특정 정권의 문제가 아닌 국가 미래를 좌우하는 중 대한 문제다. 최근 러시아의 우크라이나 침공의 여파로 유럽국가들이 에너 지 위기를 겪게 되면서 에너지 안보와 에너지 자립에 대한 관심이 높아졌 고 이에 따라 원전의 중요성을 부각되었다. 재생에너지 자원이 상대적으로 빈약한 우리나라에서 원자력은 중요한 에너지원이다. 특히 세계 최고의 원 전 경쟁력을 갖춘 국가로서 일정 비율 이상의 원전을 유지하는 것은 지극히 당연한 일이다.



사용후핵연료 안전한 관리는 시대적 책임

우리나라는 1978년 고리1호기를 처음 가동한 이후 현재 25기의 원전을 운영하고 있다. 원전은 지난 40여 년간 국가 전력 소비의 30% 정도를 공급 해왔다. 앞으로도 에너지 안보와 탄소중립을 고려할 때 원전은 중추적 에너지원으로서 역할을 지속할 것이다. 원자력에너지는 우라늄이 핵 분열할 때 나오는 막대한 에너지로 전력을 생산한다. 원전에는 화석연료에 비해 아주 적은 양의 연료가 사용된다. 우라늄 1g이 핵 분열할 때 생산되는 에너지는 3톤의 석탄을 태울 때 나오는 에너지와 상당한다. 또한 원전은 석탄화력의 1/100 정도의 온실가스를 배출한다. 발전에 필요한 부지도 태양광이나 풍력에 비해 수십 혹은 수백 분의 일에 불과하다. 그러나 사용후핵연료가 문제다. 원전에서 우리늄을 핵분열시켜 전력을 생산하고 남은 것을 사용후핵 연료라 한다. 우라늄의 일부가 핵분열 과정 중에서 방사선을 내는 여러 종류의 핵종으로 변하게 된 것이다.


그림.1 전력생산 전후 핵연료의 구성성분 변화


그림.1에서와 같이 전력을 생산하기 전의 핵연료는 핵분열이 가능한 U235와 보통 우라늄이 U238 등 100% 우라늄으로 구성되어 있으나 3주기 (4.5년) 정도 원자로에서 핵분열 과정을 거쳐 전력을 생산하고 나면 95.6% 는 우라늄으로 그대로 남아있고 3.0%가 관리 기간이 300년 이하인 단반감기 핵종, 0.5%가 장반감기 및 고방열 핵종 등 핵분열생성물(Fission Prod-uct)로 변한다. 그리고 1.1%는 반감기1)가 수만 년에 이르고 독성이 높은 플루토늄과 아메리슘 등 트랜스 우라늄(TRU)으로 변하게 된다. 따라서 에너지를 생산하고 난 후의 사용후핵연료는 방사선을 방출하기 때문에 격리와 차단을 통해 인간의 인간과 인간이 사는 자연환경에 영향을 주지 않아야 한다. 즉 사용후핵연료를 안전하게 처리하고 관리하는 것은 원전의 편리함을 누리는데 들어가는 피할 수 없는 비용이라고 할 수 있다. 또한 이것은 원전을 이용하는 세대가 미래세대를 위해 짊어져야만 하는 부담이자 해결해야 할 과제다.

1) 반감기 : 방사성원소의 수가 반으로 줄어드는 시간. 즉 방사선방출량이 반으로 줄어드는 시간과 일치함.


방사성폐기물의 종류와 관리 방식

방사성폐기물은 열과 방사선 세기에 따라 고준위, 중준위, 저준위 및 극저준위로 분류한다. 중저준위방사성폐기물은 원전에서 사용한 작업복, 덧신, 필터 및 의료용으로 사용한 주사기, 시약 등으로 방사선의 강도를 고려 하여 심층처분, 동굴처분 및 천층처분 등의 방식으로 관리된다. 우리나라는 우여곡절 끝에 2005년 경주의 한 지역이 중저준위 방사선폐기물 처분장 부지로 선정되어 2015년 동굴처분장을 건설하여 운영 중이다. 그리고 표층 처분장도 현재 건설 중에 있다. 중저준위 방사선폐기물은 방사선 준위가 높지 않아 수백 년이 지나면 별도로 관리하지 않아도 인간과 환경에 전혀 피해를 주지 않을 정도의 폐기물이 된다.




그림.2-1 중.저순위 방사성폐기물의 예



그림.2-2 고준위 방사성폐기물의 예


그러나 고준위방사성폐기물은 거의 사용후핵연료의 형태로 발생하며 수 만 년이 넘는 반감기를 가진 고독성 핵종을 포함하고 있다. 따라서 폐기물을 저장용기에 모아 처분장으로 운반해 영구처분하는 중저준위 방사성폐 기물과 달리, 거의 100년동안 임시저장, 중간저장 등을 통해 폐기물에서 발생하는 열과 방사선 준위를 낮춘 후 영구처분을 하게 된다. 이렇게 긴 저장 과정과 높은 방사선 강도 때문에 고준위방사성폐기물의 안전한 관리는 더욱 과학적이고 정밀한 방법으로 이루어져야 한다. 일차적으로 사용후핵연료의 열을 낮추기 위해 습식저장조에 보관하여 냉각하게 되고 공기로 냉각 될 정도까지 열이 낮아지면 외부로 운반해 영구처리장에서 심지층 처분을 하게 된다.

방사성폐기물은 물론, 일정 준위 이상의 방사성폐기물은 차단과 격리를 통해 인간과 환경에 영향을 주지 않도록 하는 것이 방사성폐기물 안전관리의 원칙이다. 그림2는 현재 월성원자력발전소 부지내 사용후핵연료 건식저장 시설을 보여주고 있다.

건식저장은 물로 냉각을 하는 습식저장방식과 달리 공기의 자연대류로 사용후핵연료를 냉각하는 방식을 말하는데 사용후핵연료는 5년 정도가 지나면 건식저장이 가능하다. 참고로 사용후핵연료 건식저장 시설 주변의 방사선 준위는 월성원전 부지의 방사선 준위와 같은 0.09~0.1μSv 정도로 이 지역의 자연방사선 준위와 똑같다. 같은 시간대의 서울 방사선 준위는 0.12~0.16μSv로 사용후핵연료가 생태계에 영향을 주지 않도록 안전하게 관리되고 있음을 보여주는 하나의 비교사례라고 할 수 있다.


그림.3 월성원전 건식저장시설


고준위방사성폐기물은 반감기가 길고 독성도 강하기 때문에 부지내 임시저장, 중간저장을 거쳐 결국 인간과 완전한 격리된 500m 정도의 지하에 심지층 처분하게된다. 재처리나 파이로프로세싱을 통해 사용후핵연료에 포함된 95%의 우라늄을 다시 활용하는 처리방안도 있지만 결국 남은 고준위방 사성폐기물은 지진이나 지하수의 영향을 받지 않는 심지층에 영구 처분하여 인간과 환경으로부터 완벽하게 분리시킨다.


그림.4 고준위 방사성폐기물 심지층처분 개념도


우리나라 사용후핵연료 관리현황

2022년 6월 기준으로 우리나라에서 발생한 총 사용후핵연료는 약 1만 8,000톤(약 51만 2500다발)으로 부지내 저장시설에 보관되어있다. 경수로의 경우는 아직 습식저장조에 보관되어있고 중수로의 경우는 상대적으로 발생량이 많아 부지내 임시저장 시설을 건설하여 보관 중이다. 9차 전력수급기본계획 기준으로 원전 본부별 소내 저장시설의 포화시점은 고리본부와 한빛본부가 2031년으로 예상된다. 따라서 추가 저장시설의 건설이 시급하다. 더욱이 새 정부의 원전확대정책에 따라 계속운전을 추진하게 되면 고리본부와 한빛본부의 포화 시점은 앞당겨져 2028년이면 저장시설에 여유가 없게 되고 더 이상 발전이 불가능하게 될 수도 있다.




방사성폐기물 처분장 확보를 위한 노력

우리나라도 방사성폐기물의 안전한 관리를 위해 방사성폐기물 처분 부지를 확보하기 위해 노력을 지속해왔다. 1990년대 안면도 및 굴업도 부지확보 실패 등 십수년의 진통 끝에 2004년 참여정부는 주민투표법 제정하고 고준위와 중저준위 관리시설을 분리하는 방침을 정해 투명한 절차와 후보지 간의 유치경쟁을 통해 경주의 한 지역을 중저준위 방사성폐기물 처분장 건설부지로 선정했다. 이후 국가적 지원과 지역주민의 협조 덕분에 2015년에 처분장을 준공하고 현재 순조롭게 운영 중에 있다.


방사성폐기물 임시저장시설


반면 2005년 고준위와 중저준위 관리시설 분리방침이 결정된 이후 사용후핵연료처리장에 건설하기 위해 2009년 이명박 정부는 방사성폐기물 관리법을 제정해 공론화의 법적 근거를 마련했다. 그리고 2011.11월부터약 10개월간 사용후핵연료 정책포럼을 열었다. 박근혜 정부는 사용후핵연료 공론화위원회를 출범시키고 그 권고안을 바탕으로 1차 고준위방사성폐 기물 관리 기본계획을 2016년7월 원자력진흥위원회 의결을 거쳐 조속히 추진할 계획이었다. 그러나, 문재인 정부에서 다시 사용후핵연료 재검토 위원회를 구성했다. 이 위원회가 사용후핵연료 관리기본계획을 재검토해 2021.4월에 권고안을 제출했고 그 안을 바탕으로 2021년12월 제2차 고준위방사성 폐기물 관리 기본계획을 원자력진흥위원회에서 의결했다. 이 런 식으로 부지확보는 계속 지연되어왔다. 결국 고준위방사성폐기물 처분장을 적기에 확보하지 못해 원전 부지내 임시저장시설 추가적으로 건설해야 하는 상황을 맞게 되었다.




사용후핵연료 처분장 확보를 위한 3대 원칙 ; 투명, 소통, 책임

① 특별법 제정이 투명한 처분장 확보의 첫걸음

현재 고준위방사성폐기물 관리 기본계획을 바탕으로 관련한 특별법안 3건이나 발의되어 있다. 법안별로 약간의 차이는 있으나 고준위 방사성폐기 물의 안전한 관리를 위한 국가 및 지방자치단체의 책무, 중간저장시설 준공 후 부지내 저장시설의 사용후 핵연료에 대한 지체 없는 이전, 부지선정 절차 및 유치지역에 대한 지원 등 고준위방사성폐기물 처분장 확보를 위한 제반 내용을 담고 있다. 위 표에서 나타난 바와 같이 투명한 절차가 중저준위 처분장 성공의 열쇠가 된 것처럼 고준위방사성폐기물의 경우도 관련 특별법을 제정하여 투명한 절차와 유치지역에 대한 지원방안 등이 처분장 확보의 첫걸음이 될 것이다. 또한 특별법 제정이 현재 시급한 부지내 사용후핵연료 임시저장 시설 건설에 대한 지역주민의 신뢰를 얻는 방안이기도하다. 따라서 현재 국회에 발의돼있는 고준위 방사성폐기물 관리에 관련한 특별법안의 조속한 입법이 처분장 확보를 위해 가장 시급한 일이다.

② 지역주민과의 선제적 소통이 최우선

고준위방사성폐기물 처분장이 아무리 안전하게 건설된다고 하더라도 지역주민이 동의하지 않으면 성공할 수 없다. 위 표에서 초기 처분장 확보 실패는 대부분 정부의 일방적 추진과 주민들에 대한 부실한 사전정보 제공에 기인한다. 사전에 정확한 정보가 지역주민에 제공되었다면 부안사태나 안면도 사태와 같이 지역주민과의 격렬한 충돌은 없었을 것이다. 이제는 과 거보다 원전에 대한 국민들의 시각이 우호적으로 변했고 특히 원전 주변 지역주민의 원전 안전에 대한 신뢰가 많이 높아진졌다. 따라서 유치 예상지역 주민들에게 선제적으로 고준위방사성폐기물 처분장이 안전하고 환경에 영향을 주지 않는다는 것을 외국의 사례 등을 들어 잘 설명하고 설득한다면 처분장이 의외로 쉽게 정해질 수도 있다. 경주에 중저준위방사성폐기물처 분장을 건설하기로 결정한 이후 지금까지 주로 공론화를 통해 고준위방사 성폐기물 처분장 확보 방안을 논의해 왔다면 이제는 지역주민에 동의를 구 하기 위한 설명과 설득이 뒤따라야 할 것이다. 참고로 핀란드, 스웨던, 프랑스 등 고준위 처분장을성공적으로 선정한 국가는 모두 해당 지역 주민들의 동의를 얻었다. 우리나라도 이미 고준위폐기물 처분장 유치를 선거공약으로 제시한 후보가 지난 6월 기초지방자치단체장 선거에서 40% 이상의 표를 얻었다는 것도 참고할만 하다.




③ 시대적 책임감으로 임해야

우리나라의 고준위방사성폐기물 처분장 확보를 위한 노력은 1988년 220차 원자력위원회에서 최초로 사용후핵연료 관리정책이 논의된 이후 30여년 동안 지속되고 있다. 지금 당장 계획이 확정되고 처분장 확보 절차를 진행한다 해도 처분장 건설까지는 37년이 소요될 것으로 예상된다. 실로 장기간에 걸친 국가사업이다. 이렇게 오랜 시간이 소요되는 사업에는 정부, 방사성폐기물 발생사업자, 방사성폐기물관리자 등 관련 주체의 책임감이 매우 중요하다. 지난 30여 년을 되돌아보면 정치적으로 이용되거나 특정 집단의 목소리에 의해 합의과정이 늘어지는 경우가 많았다. 아울러 실질적 주체인 정부나 사업자 그리고 관리자도 최선을 다했나 스스로 반문할 필요가 있다. 세계 여러 나라에서 사용후핵연료 처분장을 건설하거나 부지를 확보 하고 있다. 탈원전론자들이 원전반대의 내세우는 중요한 이유들 가운데 하나가 사용후핵연료를 처리할 수 있는 방법이 없다는 것이다. 책임 있는 주체들이 국민들을 설득하려는 노력이 아직 부족하다는 것을 보여주는 사례다.

국민들에게 안정적이고 경제적인 에너지를 공급하는 것은 국가의 중요한 책무 가운데 하나다. 사용후핵연료 처분장 부지확보는 한 정권의 문제가 아니라 국가의 백년대계라고 할 수 있다. 정부가 특별법을 제정해 절차의 투명성을 갖추고 적극적으로 국민을 설득할 때 사용후핵연료 처분장 확보라 는 시대적 소임을 완수할 수 있을 것이다.



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