[핵안보가 미래다]사용후핵연료, 국내서 매년 700t씩 발생

“2018년이면 저장공간 포화상태… 국민 공감대 형성해 확보 시급”

원자력발전소에서 나오는 ‘사용후핵연료’는 뜨거운 감자다. 타고 남은 ‘재’지만 방사선을 내뿜기 때문. 핵안보정상회의에서 사용후핵연료를 포함한 고농도 방사성 물질의 안전한 관리를 논의하는 것도 이런 위험성 때문이다.

○ 매년 700t씩 발생… 놔둘 곳 없어 원전에 보관

1991년 옛 소련이 해체된 뒤 동구권에서 방사성 물질을 마구 폐기하는 모습.

원전은 천연 우라늄을 가공해 핵연료로 사용한다. 핵연료는 다 타고 나면 5.2%의 핵분열생성물과 1.2%의 플루토늄(2차 핵물질), 0.2%의 초우라늄원소와 93.4%로 이루어진 찌꺼기를 내놓는데 이것이 사용후핵연료이다. 이 속에 남아 있는 방사성 물질이 붕괴되면서 높은 열과 방사선을 내기 때문에 수조에 보관하거나 불활성기체(헬륨, 네온, 아르곤 등)로 냉각해 보관한다. 사용후핵연료를 ‘고준위폐기물’이라고 부르는 것은 이 때문.

국내에 가동 중인 21기의 원전에선 매년 총 700t에 달하는 사용후핵연료가 배출된다. 이 양은 2012년 2월 현재 1만100t에 달한다. 문제는 21개 원전의 저장 공간이 부족하다는 것. 2018년이면 포화상태에 이를 것으로 보인다. 김승평 조선대 원자력공학과 교수는 “나라마다 갖고 있는 에너지자원이 다른데, 우리나에서 당장 원전을 포기하는 것은 비현실적인 얘기”라며 “국민 공감대를 형성해 사용후핵연료를 저장할 수 있는 저장 시설을 확보하는 것이 시급하다”고 말했다.

○ 공론화 통한 용지 선정 시급

‘고준위 방사성폐기물 저장시설’(방폐장)의 입지조건은 원전 건설지와 필적한다. 안전을 고려해 튼튼한 지반 위에 건설해야 한다. 그런 곳을 찾았다 해도 지역 여론이 관건이다. 고준위폐기물보다 위험도가 낮은 ‘중·저준위 폐기물’을 보관할 때도 반대여론이 적지 않았다. 해외의 경우는 사용후핵연료를 지하 500∼1000m에 처분장을 만들어 보관할 계획이다. 스웨덴은 2015년 사용후핵연료를 구리로 만든 통에 넣고 지하 500m 암반에 매립하는 처분장 건설을 시작해 2035년 완공할 계획이다. 미국 독일 캐나다 핀란드 등도 이와 유사한 저장 계획을 세우고 있다.

○ 핵연료 재활용하는 ‘신형 원전’ 개발 중

가장 좋은 방법은 사용후핵연료를 아예 만들지 않는 것. 사용후핵연료를 몇 번이고 재활용해 발전할 수 있는 신형 원자로를 개발하면 가능하다. 실제 원전 발전 과정에서 타 없어지는 연료는 0.3%뿐이다. 따라서 재 속 남은 99.7%의 우라늄을 재활용하는 기술이 사용되고 있다. 프랑스, 영국, 인도는 실제 사용후핵연료에서 ‘플루토늄’을 회수한 뒤 혼합산화물을 만들어 원전에 재활용 중이다. 그러나 이 플루토늄은 핵무기 원료로 쓸 수 있기 때문에 국제적으로 엄격한 규제 대상이 되고 있다. 박성원 한국원자력연구원 전략사업부원장은 “핵연료를 재활용할 수 있는 ‘4세대 소듐냉각고속로’를 개발 중이지만 상용화는 2050년대에야 가능하다”며 “그 전까지 사용후핵연료를 임시 저장하는 중간저장시설 건설이 공론화돼야 한다”고 말했다.

전승민 동아사이언스 기자 enhanced@donga.com　　
원호섭 동아사이언스 기자 wonc@donga.com