"과학이 파이팅만으로 될까요?"

2017년 11월 7일 서울 여의도 국회 과학기술정보방송통신위원회 공청회장. '파이로프로세싱'(건식재처리) 예산안심사를 위해 전문가 진술을 듣는 자리에서 신경민 당시 더불어민주당 의원이 황일순 서울대 원자핵공학과 교수에게 따지듯 물었습니다. 앞서 황 교수는 국내 원전에서 나오는 핵폐기물을 재처리해서 부피와 독성을 줄이기 위해, 파이로프로세싱과 고속로 기술개발에 계속 예산을 지원해야 한다고 주장했습니다. 그는 이렇게 말했습니다.

"신재생에너지나 반도체 개발비용의 10분의 1 혹은 100분의 1만 투입해도 굉장한 발전을 이룰 수 있습니다“

그러자 신 의원은 이렇게 말했습니다.

"한두 푼이 아니고, 다음 단계는 예산을 예측할 수 없을 정도로 너무나 큰돈이 들고 너무 오랜 시간이 걸리는데… 이것을 계속해야 한다는 투지와 할 수 있다는 자신감 외에는 (구체적 근거를) 읽지 못하겠습니다.“

세계적으로 60년간 110조 원 쓰고도 성공 못 한 기술

황 교수에 앞서 진술자로 나선 강정민 미국 천연자원방어위원회(NRDC) 선임연구원은 이렇게 지적했습니다.

“지난 60여 년간 세계적으로 110조 원 이상을 투자했는데도 고속로를 상용화(본격 활용)한 나라가 없습니다. 일본과 프랑스조차도 상용화 가능 시기를 2050년 이후로 보고 있습니다.”

일본 도쿄대학에서 핵물리학 박사학위를 받을 때 연구 주제 중 하나가 파이로 고속로였다고 밝힌 강 연구원은 이렇게 덧붙였습니다.

“연구를 하면 할수록 경제성, 환경적 측면, 핵확산성, 시큐리티(안전) 등에 문제가 많아 최소한의 연구 외에 (파이로프로세싱의) 실용화나 상용화에 대해서는 반대 입장을 계속 취해왔습니다. 한국원자력연구원(KAERI)은 (파이로프로세싱으로) 사용후핵연료의 양을 20분의 1로, 처분장 면적은 100분의 1로, 방사성 독성은 1000분의 1로 줄일 수 있다고 말하지만 자세한 내막을 보면 이런 주장은 많은 부분 거짓이거나 가정입니다.”

그는 만일 방사성 독성을 1000분의 1로 줄이겠다면 고속로(원전)로 초우라늄을 조금씩 반복해서 태워야 하는데, 고속로 수명은 40~50년밖에 안 되기 때문에 수백 년간 이를 계속 지어야 한다고 지적했습니다. 또한 강 연구원은 비용문제도 강조하며 이렇게 말했습니다.

“경수로 원전 1기에서 나오는 사용후핵연료를 파이로프로세싱으로 처리하려면 부지확보 비용을 빼고도 30조 원 이상이 듭니다. 건설 중인 원전을 포함해 30기 가까운 국내 원전의 핵폐기물을 모두 처리하려면 천문학적 비용이 드는 것입니다. 결론적으로 원자력연구원이 하고 있는 파이로프로세싱-고속로 연구는 전면 재검토되어야 하며, 사용후핵연료 처리는 금속 통에 건식 저장해서 과학적으로 설계된 지하 깊은 곳에 묻는 (직접처분) 방법을 택해야 합니다.”

그러나 이런 공방에도 불구하고 과방위는 2017년 11월 10일 전체회의에서 파이로프로세싱 연구에 133억 6500만 원, 소듐냉각고속로개발사업에 323억 3400만 원 등 총 456억 9900만 원을 2018년 예산안에 반영해 본회의에 넘기기로 했습니다. 1997년부터 시작된 파이로프로세싱과 소듐냉각고속로개발 연구에는 이미 2017년도까지 6765억 원이 투입됐습니다.

성과 없는 연구비 수천억, '핵마피아 쌈짓돈' 논란

"고속로가 또 다른 핵발전소인데요, 이것을 몇십 년 단위로 수백 년 동안 계속 재건설해야 한다는 것입니다. 결국 탈핵과는 영영 거리가 멀어지는 것입니다. 이런 사기와 범죄, 거짓말에 수천억 원의 국민 혈세를 쓰시겠습니까?"

공청회가 열린 2017년 11월 7일 오전 국회 정문 앞에서는 2017년 1월 출범한 '핵재처리실험저지30km연대'가 기자회견을 열고 재처리 연구예산 전액 삭감을 촉구했습니다. 30km연대는 고속로 관련 연구가 진행되고 있는 대전 원자력연구원으로부터 반경 30km 내 거주민을 대표하는 80여 개 시민단체와 소수 정당의 연합체입니다.

이날 회견에서 정상훈 당시 노동당 서울시당 위원장은 "핵재처리는 결국 수백 년간 원전을 더 짓겠다는 얘기"라고 성토했습니다. 김주온 녹색당 당시 공동운영위원장은 정부가 지난 20년 동안 핵재처리 연구사업에 수천억 원을 쏟아부었지만 이렇다 할 연구 내역과 성과가 없다며 "이 막대한 돈은 핵 마피아들의 쌈짓돈으로 사용되었을 가능성이 높다"고 주장했습니다.

30km연대는 원자력연구원이 한국수력원자력의 의뢰로 사용후핵연료를 반입해 핵재처리실험을 하는 과정에서 핵연료봉의 피복을 벗기거나 절단하는 등 방사선 유출 위험이 큰 작업을 하고 있어, 280만 주민의 안전을 위협하고 있다고 주장했습니다.

수퍼피닉스, 칼카르, 몬주의 잇단 실패

논란이 되고 있는 파이로프로세싱은 원전의 사용후핵연료를 처리해서 플루토늄, 우라늄 등 핵물질을 뽑아낸 뒤 차세대 원자로인 고속로의 연료로 다시 활용하는 기술입니다. 이미 프랑스 등이 상용화한 습식재처리 기술(퓨렉스법)이 있는데도 우리나라가 건식재처리인 파이로프로세싱을 추진하는 이유는 '핵비확산성' 때문입니다. 퓨렉스법은 핵무기에 쓰이는 순수 플루토늄을 따로 뽑아낼 수 있기 때문에, 한미원자력협정의 제약을 받는 우리나라는 활용할 수 없습니다. 현재 우리나라는 파이로프로세싱과 소듐냉각고속로 연계형 방식을 개발하고 있습니다.

소듐냉각고속로는 중수로나 경수로 원전과 달리 냉각재로 물 대신 액체 소듐(나트륨)을 쓰는 '제4세대 고속로'입니다. 핵반응의 속도를 높여, 투입한 연료보다 더 많은 연료를 만들어낸다는 의미에서 '꿈의 원자로'로 불립니다. 원자로 개발은 '실험로-원형로-실증로-상업로'의 4단계로 이뤄지는데 국내 소듐냉각고속로 기술은 아직 첫 번째인 실험로 단계에 있습니다.

우리보다 먼저 소듐냉각고속로 개발에 나섰던 나라들은 대부분 실패하고 포기를 선언했습니다. 한국원자력연구원의 <후행연료주기 정책방안을 위한 기초연구> 보고서 등 국내외 연구에 따르면 미국은 1963년 고속로 '페르미 1호'를 완공했지만 가동 3년 만에 연료다발 손상과 소듐 화재가 발생, 1972년 폐쇄했습니다. 원전 대국 프랑스는 우리 돈으로 약 7조 원을 들여 1986년 고속로 '슈퍼피닉스'를 건설해 운전했지만, 1990년에 소듐이 산화하고 지붕이 붕괴되는 등 사고가 나면서 1998년 폐쇄했습니다.

일본은 핵무기를 갖지 않은 나라 중 유일하게 재처리 정책을 추진, 고속증식로 '몬주'를 개발했습니다. 1985년 착공해 약 1조 엔(약 10조 2000억 원)을 투입한 뒤 1995년 8월 가동을 시작했지만 3개월 만에 소듐 누출로 화재가 발생하면서 가동이 중단됐습니다. 이후 14년 6개월 만인 2010년 5월 시험가동이 재개됐으나 8월에 핵연료봉 교환 장치가 원자로 내부에 떨어지는 사고가 나면서 또 정지했습니다. 결국 몬주는 21년 동안 고작 250일 가동한 채 2016년 12월 21일 문을 닫았습니다. 이 원자로의 폐로 작업은 오는 2047년에야 완료될 것으로 알려졌습니다.

통일 전 서독은 1986년 약 50억 달러(약 6조 원)를 들여 노르트라인-베스트팔렌주에 고속로 칼카르를 건설했지만, 그해 체르노빌 원전 사고로 반핵 운동이 확산되면서 안전 문제에 대한 우려가 커지자 가동 한 번 못한 채 1991년 폐쇄했습니다. 또 영국, 독일, 프랑스, 벨기에, 이탈리아는 1984년 유럽고속증식로(EPR)를 공동개발하기로 합의했지만 개발 타당성 논란으로 1993년 백지화했습니다. 중국은 2011년 소규모로 파일럿 고속로를 가동했지만 20킬로그램(㎏)의 플루토늄을 생산한 뒤 경제성이 없다는 판단으로 중단했습니다.

이처럼 여러 국가들이 소듐냉각고속로를 포기한 주된 이유는 냉각제인 소듐의 잦은 누출사고입니다. 소듐은 열 전달력이 뛰어나 원자로 가동력을 한층 끌어올릴 수 있지만, 공기와 닿으면 화재가 발생하고, 물과 닿으면 폭발이 일어나는 치명적 약점을 갖고 있습니다.

'취약점 개선됐다' 핵재처리 고집하는 원자력계

우리나라 원자력계는 이런 상황에서도 파이로프로세싱과 소듐냉각고속로 개발 의지를 고수하고 있습니다. 원자력연구원 소듐냉각고속로개발사업단 박원석 사업단장은 2017년 11월 6일 <단비뉴스> 전화인터뷰에서 이렇게 말했습니다.

“그동안 실패한 나라들의 사례를 통해 고속로의 취약점을 보완했습니다. 지금 우리나라에서 연구 중인 소듐냉각고속로는 소듐이 흘러가는 배관을 이중으로 설계해 누출 가능성이 적고, 배관 밖은 질소로 채워 소듐이 이중 배관을 뚫고 누출된다고 하더라도 산소와 반응할 일이 전혀 없습니다.”

송종순 조선대학교 원자력공학과 교수는 2017년 9월 4일 <단비뉴스> 전화인터뷰에서 재처리의 필요성을 강조하며 이렇게 말했습니다.

“사용후핵연료를 지하 등에 직접 처분하면 방사능이 사라지는데 10만~100만 년이 걸리지만, 재처리를 하면 그 기간이 1,000년으로 줄고 처분해야 할 폐기물의 양도 굉장히 줄어듭니다."

그는 또 재처리를 하면 우라늄 등 원료 수입 비용이 줄어들기 때문에 에너지 안보를 확보할 수 있다고 덧붙였습니다.

그러나 박종운 동국대 원자력에너지시스템공학과 교수는 재처리해서 생긴 플루토늄을 연료로 쓰면 (천연) 우라늄을 농축해서 바로 쓰는 것보다 훨씬 비싸기 때문에 경제성이 없다고 반박했습니다. 또 재처리를 위한 고속로 건설비가 경수로 원전 건설비보다 2배 비싸다고 덧붙였습니다.

<재처리와 고속로>를 쓴 일본 마쓰야마대학 경제학부 장정욱 교수도 2011년 일본 원자력위원회가 '재처리 비용이 직접처분 비용보다 2배 비싸다'고 발표한 내용을 소개했습니다. 그는 2017년 11월 5일 <단비뉴스> 이메일 인터뷰에서 이렇게 말했습니다.

“파이로프로세싱은 소듐냉각고속로가 상용화되지 않으면 무용지물인데 직접처분방식보다 경제성이 없습니다. 고속로는 개발을 시작한 지 70년이 됐지만 미국, 독일, 영국 등이 이미 개발 작업에서 철수할 정도로 경제성, 안전성 등 모든 측면에서 합리성이 없습니다.”

파이로프로세싱에 반대하는 전문가들은 특히 재처리를 해도 고준위핵폐기물(사용후핵연료)은 여전히 발생하기 때문에 지하매장 등 직접처분이 이중으로 필요하다는 점을 강조했습니다. 원자력안전위원을 지낸 김익중 동국대 의대 교수는 이렇게 말했습니다.

“재처리를 해서 사용할 수 있는 것은 플루토늄뿐이고, 우라늄 238은 자연계에 있기 때문에 재처리로 굳이 뽑아낼 필요가 없습니다. (96%가 줄어든다는 원자력계 주장과 달리) 재처리로 줄어드는 사용후핵폐기물 양은 1%에 불과합니다.”

특히 재처리는 경수로의 사용후핵연료만이 대상일 뿐 월성원전에서 나오는 중수로 사용후핵연료는 경제성이 더욱 낮아 재처리 대상이 되지 않습니다. 2016년 기준 우리나라의 누적 사용후핵연료는 중수로가 약 8000톤, 경수로가 약 7100톤입니다. 즉 경수로 사용후핵연료를 재처리한다고 하더라도 거기서 남은 폐기물과 중수로 사용후핵연료 8000톤 이상은 직접처분장을 마련해야 한다는 얘기입니다.

"재처리 연구 포기하고 영구처분장 제대로 찾아야"

김익중 교수는 "재처리 연구비는 모두 고준위방폐장 부지 선정과 관련된 기초연구, 기술연구로 돌려야 한다"고 주장했습니다. 그는 전 국토를 대상으로 지질조사를 실시해 영구처분장 부지를 과학적으로 찾을 것을 제안했습니다. 장정욱 교수는 사용후핵연료 처분을 제대로 하려면 먼저 탈핵 일정을 확실히 정해서 최종 처분해야 할 사용후핵연료의 양을 정확히 가늠해야 한다고 지적했습니다. 이어 중간저장시설을 건설해 수십 년에서 수백 년은 육지 저장을 하고, 그동안 국민 동의를 얻어서 지하에 최종처분장을 만들어 영구 저장해야 한다고 덧붙였습니다.

핀란드와 스웨덴 두 나라는 모두 부지 선정 과정에서 국토 전역을 대상으로 한 지질조사와 주민 의견수렴, 지방의회 동의 등의 단계를 거쳤습니다. 특히 스웨덴의 경우 사용후핵연료 처리기술 연구개발을 1970년에 시작했으며 2009년 포스마크 지역에 최종 처분지를 확보하기까지 1만 번 이상의 주민 토론회와 설명회를 반복해 신뢰를 쌓았습니다. 2022년 1월 스웨덴 정부는 포스마크 지역 사용후핵연료 최종처분장 건설 계획을 최종 승인했습니다.

올킬루오토에 최종 처분지를 마련한 핀란드는 1994년 원자력법을 개정하면서 "어떤 원자력 시설도 주민이 반대하는 지역에는 영구히 건설하지 않는다"는 조항을 명문화했습니다. 핀란드는 방폐장 부지 선정과정에서 지자체의 의견을 적극 반영했고, 사업주체인 포시바(Posiva)는 주민들에게 적극적으로 정보를 공개하고 소통했습니다. 환경운동연합 안재훈 탈핵팀장은 이렇게 말했습니다.

“최종처분장을 짓기에 적합한 암반을 찾는 데도 충분한 조사와 연구가 필요하고, 조사 결과를 주민들에게 투명하게 공개해 설득하는 시간도 충분해야 합니다. 경주에 중저준위 핵폐기장을 지을 때처럼 (경제적 지원을 미끼로) 주민들의 경쟁을 부추겨 부지를 선정하는 것이 아니라 암반의 적합성과 주민 수용성을 최우선으로 고려해야 합니다.”

파이로프로세싱과 고속로 기술 개발이 문제 되자 정부는 2017년 12월 연구개발 재검토위원회를 구성했습니다. 재검토위는 관련 연구를 2020년까지 수행한 다음, 이후 지속 여부는 한미원자력연료주기공동연구(JFCS) 경과와 기술성숙도 진전에 따라 재판단할 것을 권고했습니다. 이후 2021년 7월 한미공동연구결과를 정리한 보고서가 발간되면서 검토위는 관련 연구를 계속해야 한다는 권고안을 과학기술정보통신부에 다시 제출했습니다. 이에 2021년 12월 27일 과기부는 사용후핵연료 처리기술을 위한 연구개발을 재개하기로 결정했습니다. 과기부는 단기적으로 원천기술 확보에 주력하고 중장기적으로는 연구 성과와 국내 사용후핵연료 관리정책을 고려하여 실증, 상용화 연구 여부를 추후 검토할 계획이라고 밝혔습니다. 이 계획은 원자력진흥위원회 10회 회의에서 의결돼 최종 확정됐습니다.

출처: 마지막 비상구(제정임 엮음)

목소리 출연: 목은수 김은송 안재훈 박시몬 기자

영상편집: 목은수 기자