"핵연료 재처리 안전성도 경제성도 없다"

[핵연료 재처리 진단과 대안 ②]

작년 말 UAE에 원전수출이 확정된 후, 원자력산업은 한국 경제의 새로운 돌파구가 된 것처럼 과대포장되어 정치적으로 이용되고 있다. 계약당시 소수 언론사를 제외하고는 한국의 언론들은 제대로 된 분석과 비평 기능을 실종한 듯 했다. 계약당시 흘러나왔던 파병설은 최근의 특전사 파병으로 확인되었지만 여전히 계약서는 공개되지 않은 채 저가공급은 물론 고정가격 계약, 완공연기에 따른 손해배상 등 불리한 조건으로 계약을 체결했다는 소식이 해외에서 들려오고 있다.

한편, 2014년에 종료되는 한미원자력협정을 연장하기 위한 실무 협상테이블이 시작된 후로 '파이로 프로세싱'이라는 새로운 재처리 방식으로 핵확산 걱정이 필요 없다는 주장에서부터 '핵주권론'까지 심심찮게 등장하고 있다.

한미원자력협정에서는 미국산 원전설비와 핵연료를 미국의 허가 없이 변형・가공할 수 없게 되어 있는데, 올 10월부터 시작한 차기협정 교섭을 통해 한국의 재처리 추진파는 '파이로 프로세싱'으로 재처리를 할 수 있도록 협정문을 개정하고 싶어 한다. 하지만 사용후 핵연료의 재처리는 핵무기원료인 플루토늄을 추출하기 때문에 국제적으로 매우 민감하다.

국내의 재처리 추진파들은 파이로 프로세싱이라는 새로운 재처리방식은 플루토늄을 단독으로 추출할 수 없으므로 핵확산에 연결되는 위험성이 적고, 재처리한 후의 우라늄도 재활용할 수 있어 경제성도 높다고 주장한다. 동시에 재처리와 떼놓을 수 없는 새로운 원전인 고속로를 개발하면 사용후 핵연료속의 우라늄자원의 재활용률을 더욱 높일 수 있으며, 거의 무한정의 자원을 얻을 수 있다고 말한다.

문제는, 이렇듯 특정 이해집단들의 주장과 잘못된 정보만 일방적으로 대중들에게 소개되고 있다는 것이다. <프레시안>은 이런 문제의식을 가진 장정욱 마쓰야마대 경제학부 교수의 주장을 8회에 걸쳐 연재한다. 장정욱 교수는 일본에서 재처리와 원전의 경제성을 연구한 학자다.

장 교수는 연재를 통해 1) '파이로 프로세싱' 재처리방식도 핵확산에 연결될 수 있다는 점 2) 사용후핵연료의 93～94% 재활용이 가능하다는 주장에 비해 사실은 플루토늄의 1～1.2%의 재활용에 불과하다는 점 3) 어떤 형태의 재처리라도 몇백조원에 달하는 막대한 비용이 필요하고 안전성이 보장되지 않는다는 점 4) 고속로 개발 역시 경제성과 안전성이 없으며, 홱확산에 연결된다는 점 등의 문제점을 짚어갈 예정이다. <편집자>

<전편보기>

☞ 1. 핵연료 재처리, '밀실 결정'에 맡길 건가?

２. 한・미원자력협정, 그리고 프랑스과 영국은?
　
1974년 5월에 체결되어 2014년 만료를 앞두고 있는 한・미원자력협정 때문에, 원자력기술 및 핵물질을 제공한 미국의 승인 없이는 한국이 재처리 또는 농축 등과 같은 핵연료주기의 핵심분야 시설을 설치・운영하는 것이 불가능하다.

그런데 2016년 고리원전을 시작으로 원전부지 내의 사용후 핵연료의 저장시설이 포화상태에 이르게 되는 것을 계기로, 재처리 추진파들은 2014년의 한・미원자력협정의 개정을 통해 미국의 승인을 받아 국내 또는 해외위탁으로 사용후 핵연료의 재처리를 계획하고 있는 것 같다.

재처리는 사용후 핵연료에서 우라늄과 플루토늄을 추출할 수 있는데, 특히 플루토늄은 핵무기의 원료로서 국제적으로도 민감한 핵물질이다. 핵확산을 우려해 원자력의 제공국은 농축뿐만 아니라 재처리의 추진을 엄격히 제한하고 있다. 현재 핵무기보유국 이외에 재처리시설을 가지고 있는 나라는 일본뿐이다. 일본은 원자력 발전소를 도입한 최초부터 미국의 권유로 재처리방침을 고수해 왔으나, 카터정권 시절에 일본의 재처리공장을 둘러 싼 미일간의 대립으로 계획보다 2년 늦게 가동을 시작할 수 있었다. 이 토카이(東海) 재처리공장은 최초에는 연간 재처리 능력이 201t이었으나 현재는 90t으로 슬그머니 낮추어 질 정도로 잦은 사고와 고장으로 가동률이 겨우 20%정도다. 현재는 연구개발용의 역할에만 머물고 있는 형편이다.

일본은 미국의 승인을 얻기 위해 재처리공장에서 우라늄과 플루토늄을 각각 단독 추출하여 최종적으로는 혼합 추출하는 방식을 새로이 도입하였다. 그러나 이 방식도 핵확산이 방지책으로서는 완벽하지 못한데, 예를 들면 플루토늄을 단독 추출할 경우에는 1주일, 우라늄과의 혼합추출할 경우에는 3주정도의 시간만 투입하면 핵무기급의 원료로 가공할 수 있으므로, 핵확산 방지를 위한 혼합추출의 의미는 제한적이다. 최근 한국에서 말해지는 파이로 프로세싱방식에 의한 재처리는 플루토늄의 단독추출이 불가능한 것처럼 소개되고 있다. 그러나 상대적인 곤란성을 의미할 뿐이며 1개월 정도면 재처리 시설을 개조하여 충분한 양의 플루토늄생산이 가능하다는 연구도 있다.

이미 작년부터 한미원자력협정의 개정을 위해 외무부에서 전담팀(TF)을 구성하여 운영해 왔는데 올 10월부터 본격적인 개정협상이 시작되었다. 그러나 재처리(파이로 프로세싱방식)의 승인에 대한 미국의 부정적인 입장 때문에 원자력협정의 대상에 넣지 않은 채, 따로 분리하여 공동연구를 통해 검토한다는 이중적인 협상체제로 되어 있다. 그동안 한국은 한・미원자력협정뿐만 아니라 1992년 2월의 한반도 비핵화 공동선언으로 재처리 및 농축이 제한되어 있었으나, 북한의 핵실험으로 후자에 구속될 필요가 없어 진 것은 사실이다. 그렇지만, 핵확산방지와 군축에 적극적인 미국의 오바마 정권 중의 교섭인 만큼, 한국의 재처리에 대한 승인의 가능성은 희박하다고 전망된다. 미국이 그동안 한국의 재처리에 엄격하였던 것은 한반도의 상황뿐만 아니라, 타이완에의 파급과 중국의 반발 등의 동북아시아의 정세를 고려한 것으로 짐작된다.

이러한 미국의 반응뿐만 아니라 올5월에 열렸던 IAEA의 핵확산방지조약(NPT)의 재검토회에서 채택된 행동 계획 중에서 핵연료주기의 다국가관리구상(MNA)도 참고해야 한다. 기본적으로 농축, 재처리, 폐기물의 관리 등을 포함한 핵시설을 관련국가들이 공동관리하자는 것이다. 가령 국제적으로 합의에 이르러 현실화되었을 경우를 생각하면, 한국의 국내에서의 재처리공장의 건설은 그다지 국제적으로 호응을 얻기가 어려울 것이다. 이미 상업용 규모의 재처리공장을 짓고 있는 일본과, 핵보유국으로서 사용후 핵연료의 재처리를 추진하고 있는 중국 사이에 있는 한국의 지정학적인 위치를 먼저 생각해 봐야 할 것이다.

한국이 과거 70년대에 2차례에 걸쳐 재처리공장의 건설을 추진하였으나, 모두 미국의 압력에 의해 좌절 된 경험이 있다. 첫번째는 미국회사, 두번째는 프랑스회사였는데, 후자는 1975년에 계약을 맺어 일부 시설도 도입된 단계까지 갔었지만, 1974년의 인도의 핵실험의 영향도 있어 미국의 압력은 거셌었다.

현재 영국과 프랑스가 국내외의 사용후 핵연료를 상업적으로 재처리하고 있는데, 특히 프랑스는 재처리시설 및 기술의 수출에도 적극적인 것으로 알려져 있다. 일본의 토카이 재처리공장과 건설 중인 롯카쇼무라(六ヶ所村) 재처리공장의 기본적인 기술과 시설도 프랑스가 제공하였다. 프랑스의 원자력회사 AREVA는 세계 최대의 회사로 이미 한국에 진출해 있다. 이 회사는 핵연료제조, 원전설계 및 건설, 재처리공장 등 원자력산업의 전분야에 기술과 경험을 가지고 있다.

국내에는 미국이 한국의 재처리를 승인하지 않더라도 한・미원자력협정의 구속을 받지 않는 사용후 핵연료가 있다. 프랑스 AREVA사에 흡수된 FRAMATOME사가 건설한 울진1, 2호기의 초기연료인 프랑스제의 사용후 핵연료이다. 한국은 과거에 울진 1, 2호기의 사용후 핵연료를 프랑스에 해외 위탁재처리를 할 수 있었으나 자주적(?)으로 중지한 적이 있다. 따라서 2014년의 한・미원자력협정에서 재처리에 대한 승인을 받지 못하더라도, 프랑스 또는 영국의 재처리공장에서 울진 1, 2호기의 사용후 핵연료를 위탁 재처리할 수 있다.

작년 정부의 고위관료가 사용후 핵연료의 재처리의 해외위탁을 언급한 사실이 있다. 올해 들어 원자력업계의 홍보단체와 함께 프랑스의 AREVA사는 한국의 매스컴 관계자 및 국회의원에게 자사의 라하그 재처리공장의 견학을 주선하고 있다. 영국과 프랑스의 재처리산업은 독일, 스위스 등이 재처리중지라는 정책전환을 채택함으로서, 1995년 무렵부터 새로운 수요자로서 한국을 주목하였다. 과거 일본이 지불한 위탁비용의 반값 정도를 제시하면서 한국에 해외 위탁재처리를 위한 로비활동을 해 왔다.

가령 프랑스에 울진 1, 2 호기의 사용후 핵연료만의 재처리를 위탁할 경우에도, 1) 다른 원전의 사용후 핵연료는 재처리를 할 수 없으므로 수조시설의 한계를 근본적으로 해결하지 못하는 점 2) 미국과의 외교마찰의 발생 3) 수송에 따른 특수수송선 및 무장호송선의 건조 또는 임대비용 4) 과거 일본이 겪었듯이 수송로 주변국가들의 반발 5) 고준위 방사성폐기물이 약간의 축소되나, 중저준위 방사성폐기물의 양은 오히려 증가하므로 방사성 폐기물 관리에 도움이 되지 않는 점 6) 플루토늄의 추출에 따른 핵개발의혹에 대한 국제적인 비난 7) 추출한 플루토늄을 우라늄과 섞어 MOX(혼합산화물)연료로 경수로에서 재사용하는 것이 경제성도 안전성도 없다는 사실이 일본에서 이미 증명되어 있는 점 등을 고려하면 비합리적인 선택이라고 하지 않을 수 없다.

참고로, 영국의 재처리공장(Thorp)에의 해외위탁도 마찬가지인 점을 지적해 둔다. 이런 상황에서 최근 한국의 핵추진 잠수함의 건조사업 시에 영국이 그 핵연료의 제공 및 재처리에 대한 적극적인 협력의사를 비춘 점에 대해서도 주목해야 한다.