사용후핵연료를 관리하는 방법은 두 가지입니다. 하나는 사용후핵연료의 열과 방사능이 감소될 때까지 처분장을 만들어 인간의 생활권에서 격리시키는 것이지요. 이를 직접처분 방식이라 합니다. 다른 하나는 사용후핵연료에서 다시 사용할 수 있는 핵물질을 분리해서 재사용하는 방식으로 이를 재처리라고 합니다. 핵발전으로 인해 사용후핵연료를 보유하고 있는 국가는 총 34개 국가이며, 이 중 7개 국가는 직접처분, 4개 국가는 재처리 후 처분 정책을 채택했고, 나머지 국가는 정책 결정을 유보하고 있는 상태입니다.
재처리? 그래 재활용하면 되지 않나
재처리를 추진하는 핵산업계와 연구자들은 사용후핵연료를 재처리하면 96% 재활용할 수 있고, 최종 처분할 폐기물 양도 줄여 비용과 저장시설의 문제를 다 해결할 수 있을 것처럼 주장하지요. 그러나 재처리를 추진해온 국가 중 재처리 경제성을 확보하거나 사용후핵연료 처분의 문제를 해결한 나라는 단 한 곳도 없습니다.
사용후핵연료는 엄청난 열과 함께 방사선을 방출하고 있으며 피복관 안에는 기체, 액체, 고체의 다양한 방사성물질이 들어있습니다. 재처리를 위해 사용후핵연료를 자르고 녹이는 과정에서 기체 방사성물질이 유출되고 주변과 관련 시설, 부품, 용액들은 모두 핵폐기물이 됩니다.
또한 재처리시설에서 각종 사고, 방사성물질의 유출, 작업자들의 피폭 등으로 인한 위험이 상존합니다. 사용후핵연료의 95%를 차지하는 우라늄은 방사성물질을 완전히 제거하지 못해서 열이 발생하고 방사선이 나옵니다. 이 우라늄으로 핵연료를 만드는 과정은 우라늄 광석으로 핵연료를 만드는 것보다 복잡하고 어려워져서 비용이 대폭 증가합니다. 이 때문에 사용후핵연료를 재사용하려는 사업자는 거의 없습니다. 사용후핵연료에서 분리한 플루토늄은 전체의 1%가량인데 핵무기 연료로 전용될 가능성이 있고 고속로라는 특별한 원자로를 가동해야 사용할 수 있습니다. 그런데 이 고속로는 냉각재가 액체 나트륨이라서 운영도 어렵고 화재와 폭발 위험이 있어서 상용화되지 못했습니다. 비용도 막대해서 개발한 대부분의 나라들이 포기한 상태입니다.
우리나라도 '파이로 프로세싱'이라는 습식 재처리 방법에 2000년대 초기부터 집중적인 투자를 해오고 있습니다. 그러나 이미 이 기술은 책상 위에서는 이론이고 현실에서는 비용과 사고의 위험 때문에 핵무기 연료를 얻을 요량이 아니라면 필요 없고 비싼 기술이라고 비난받고 있습니다.
그럼 처분장을 만들면 되잖아
현재까지 영구처분 방식으로 심층처분이 가장 적절하다고 알려져 있습니다. 부식과 압력에 견딜 수 있는 처분용기에 담아 지하 500~1000미터 깊이의 자연 암반에 묻는 것이지요. 처분용기와 처분장이 방사성물질 유출을 막는 인공방벽의 역할을 하고 자연 암반은 천연방벽의 역할을 하는 것입니다. 처분장은 인간 생활권에서부터 완벽히 격리할 수 있는 곳이어야 합니다. 10만 년 이상을 보장해 줄 수 있는 천연방벽을 갖고 있고 지진과 화재로부터도 안전한 곳이어야 합니다. 하지만 땅속 정보를 얻기란 매우 어려운 일입니다. 또한 10만 년 아니 단 1000년 동안이라도 부식과 압력에 견딜 수 있는 처분용기를 만들 수 있을까요? 때문에 전 세계적으로 성공적으로 처분장을 건설해서 운영하는 나라는 없습니다. 물론 사용후핵연료 심층처분장 건설을 추진하고 있는 나라는 있습니다.
핀란드와 스웨덴은 30~40년간 지질조사와 토론과 투표 등으로 부지를 정했습니다. 지하 500미터 화강암반 동굴에 핵폐기물을 처분하는 심지층처분(Deep Geological Disposal, 일명 KBS-3) 방식으로 고준위핵폐기물을 최종 처분하겠다는 것이지요. 이 심지층처분 방식은 1970~80년대에 스웨덴에서 개발한 방식이고 스웨덴 또한 이 방식으로 부지까지 선정한 터입니다. 하지만 최근 스웨덴의 환경법원은 이 심지층처분 방식의 안전성이 충분히 입증되지 않았다고 판결했습니다. 사실 오래 전부터 이 방식에 대한 문제제기가 있었습니다. 처분용기인 구리 원통의 부식 가능성 문제입니다. 구리 원통이 부식되면 당연히 그 내부의 핵폐기물이 새어 나와 인간 생활권에 치명적인 영향을 줄 수 있다는 것이지요.
지난 박근혜 정부에서도 2051년까지 처분시설을 건설하겠다는 계획을 세웠습니다. 이를 위해 지하연구소 부지를 2020년까지 선정하고 처분장이 확보될 때까지 원전 내 저장시설에 보관 중인 사용후핵연료는 저장용량이 초과되기 전에 원전 안에 단기저장시설을 설치해 보관할 수 있도록 하는 계획도 세웠습니다. 지하연구소는 지하 500미터에서 처분장과 유사한 조건에서 사용후핵연료를 안전하게 처분할 수 있는지 연구하는 곳으로 지하연구소 부지가 곧 처분장 부지로 이어질 수 있는 가능성이 매우 큽니다. 이 계획대로라면 불과 2년 안에 처분장 부지가 될 수 있는 지하연구소 부지를 선정해야 합니다. 황당한 것은 우리나라는 활성단층 지도조차도 없습니다. 지난해 활성단층지도 작성 연구에 착수, 2025년에야 완성되는 일정입니다. 안전성을 최우선으로 하기보다 경주 방폐장 때처럼 또다시 경제적으로나 정치적으로나 힘없는 지역 주민들을 압박하고 돈으로 회유하면서 밀어붙일 가능성이 큽니다.
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