핵연료 해외 위탁 재처리, 과연 바람직한가?

[핵연료 재처리 진단과 대안 ③]

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>

3. 핵연료 해외 위탁재처리, 단지 낭비이다

한국에서 현재 가동중인 20기의 원자력발전소(이하, 원전)에서 나온 사용후 핵연료의 누적량이 1만톤을 넘으며, 고리원전(2016년)을 시작으로 월성원전(2017년), 울진(2018년), 영광원전(2021년)의 차례로 원전부지내의 저장시설인 수조(水槽)가 포화상태에 이른다고 한다. 매년 경수로 16기로부터 289t와 중수로 4기로부터 398t의 690t의 사용후 핵연료가 쌓이고 있기 때문이다.

현재 국내의 재처리 추진파들은 2014년의 한・미원자력협정의 개정을 통해 재처리에 대한 미국의 승인을 받아 미국산의 사용후 핵연료, 또는 미국의 승인이 필요없는 울진원전1, 2호기의 사용후 핵연료의 일부를 영국 또는 프랑스에 해외 위탁재처리하는 방안을 고려하고 있는 것 보인다.
재처리에 대한 미국의 승인이 있다 하더라도, 먼저 직접처분 또는 재처리에 대한 국민들의 의사를 수렴할 필요가 있다. 왜냐하면 [직접처분]과 [재처리]의 어떤 방식의 선택이든 관련시설을 만드는데 쓰이는 천문학적인 비용과 상용후 핵연료의 방사선 누출 가능성때문에 최소 천년이상에 걸쳐 국민의 안전에 관계되는 문제이기때문이다.

직접처분 및 재처리 둘다 [최종처분장의 확보]는 필수조건이다. 가령 재처리의 경우에 국내의 공장건설기간 등을 고려하여 중간저장시설의 건설 또는 해외 위탁재처리를 생각할 수 있다는 관계자들의 발언이 언론을 통해 나온다. 그러나, 사용후 핵연료의 해외 위탁재처리는 원전부지의 저장시설의 포화상태를 일시적으로 모면하기 위한 것이며 오히려 재처리과정에서 중저준위 방사성폐기물이 훨씬 불어나는 문제가 있다.

일본의 경우, 2000년까지 영국과 프랑스에서 약 7,100t의 사용후 핵연료를 재처리 하였다. 1982년부터 해외 위탁재처리를 위한 사용후 핵연료의 해외수송을 시작하였다. 일본은 영국의 핵연료공사(BNFL)의 재처리공장 THORP의 건설비도 부담하였다. 재처리 및 농축의 위탁비용은 [역무(役務)계약] 즉 미리 일정한 가격을 정하는 것이 아니라, 생산완료까지의 비용 및 예상밖의 추가비용까지 모두 포함시키는 방식을 취하고 있다. 한마디로 관련되는 모든 비용을 일본에 물게 하고 있는 셈이다. 또, 일본은 해외 위탁재처리를 위해 영국과 프랑스에서 일본까지의 논스톱의 특수수송선 및 무장호송선을 건조한 물론이고 수송로 주변국가들의 비난까지 받아야 했다.

최초는 영국과 프랑스가 일본의 중저준위 방사성폐기물을 자국내에서 처리해 주는 대신, 일본에 발열량으로 계산한 고준위 방사성폐기물(유리고화체)을 대신 반환하는 조건이었다. 일본의 입장에서는 중저준위 방사성폐기물의 최종처분장을 축소하는 이점이 있었다. 그러나 영국과 프랑스 국내의 반발로 프랑스와 영국은 1986년과 1987년에 관련 법개정이 있었고 그 결과, 중저준위 방사성폐기물도 일본에 모두 반환하게 되었다. 일본은 해외의 재처리공장의 거대한 수조시설을 이용하여 일본내의 저장시설의 한계를 일시적으로 모면하려고 하였던 것인데, 기껏해야 10～15년의 의 시간 벌기에 지나지 않았다. 일본의 관련회사（日本原燃）는 현재 영국과 프랑스로부터 반환되어 오는 중저준위 방사성폐기물의 저장시설의 증설공사를 하고 있다.

2003년 일본의 전기사업연합회는 건설중인 롯카쇼무라(六ヶ所村) 재처리공장에서 40년간 사용후 핵연료3.2만톤(1.5만m3)의 재처리를 끝내면, 고준위 방사성 폐기물 0.6만m3, 재처리 작업 폐기물 5만m3, 공장해체의 폐기물4.5만m3, 규제치 이하 폐기물230만m3 이 발생하다고 추산했다.

이것에 따르면, 고준위 방사성폐기물이 약 2.5분의 1로 축소되는 것으로 나타나지만, 플루토늄의 계속 이용에 따른 사용후 핵연료의 발생은 무시되고 있다. 또 다른 폐기물들이 직접처분의 1.5만m3 보다 얼마나 불어 나는 가를 알 수 있다.　롯카쇼무라 재처리공장의 사용후 핵연료의 처리능력은 기존의 토카이(東海) 재처리공장의 약 9배에 지나지 않으나, 수조규모는 약 22배에 된다. 건설초기에 재처리시설은 필요없으며 수조만 크면 된다는 관계자의 발언들이 매스컴에 자주 소개되었을 정도이다.

또, 해외 위탁재처리는 저장시설의 포화상태의 해소와 플루토늄의 확보가 목적으로, 이 방법은 최종처분장의 부피의 축소 및 안전관리 기간의 단축 등과 같은 환경 문제를 해결하는데 별 효과가 없다.

왜냐하면, 재처리를 해도 고준위 방사성폐기물는 2분의 1또는 3분의 2정도로 줄어 들 뿐이다. 국내의 재처리 추진파들은 부피가 20분의 1로 줄어 든다고 하는데, 일본의 자료에 따르면 1) 직접처분, 2)재처리, 3)고속로에서의 재이용, 의 경우에 고준위 방사성폐기물량은 각각 23t에서 약3분의 2(15t), 약4분의 1(9t)으로 계산하고 있다.

이처럼 재처리가 포화상태의 근본적인 해결이 아니라는 점, 고속로의 개발의 지연 및 롯카쇼무라 재처리공장의 완공지연 등으로 일본정부는 원전부지밖에 집중적인 [중간저장시설]의 확보를 제안했다. 1999년에 원자력규제법의 개정으로 일본국내에서 2～3군데의 입지를 확보할 계획인데, 현재 토오쿄전력과 일본원자력발전회사가 공동으로 1차적으로 사용후 핵연료 5,000t을 저장할 수 있는 건식저장시설의 건설에 착수하고 있다.

한편, 국내에서도 중간시설의 건설에 대해 2004년의 원자력위원회에서 결정하였지만, 여태껏 지연되어 왔다. 원자력관계자들은 2016년까지 중간저장시설의 확보계획을 가지고 있었는데 현재는 2024년까지의 확보로 연기된 것으로 알려지고 있다. 입지확보에 4년정도, 시설의 건설기간 10년을 예상하여, 건설기간을 뺀 2010년부터 2014년까지에 걸쳐 확보해야 한다. 따라서 건설 시기가 연기될 경우 그 기간만큼의 사용후 핵연료를 해외 위탁재처리를 의뢰한다는 의견도 나올 것 같다. 그러나, 일본의 사례를 보아도 국익(國益)에 도움이 되지 않는 다는 사실을 이해할 수 있을 것이다

현재 국내의 원전부지내의 수조시설은 IAEA의 사찰을 받으므로 감시카메라와 이동장치에 잠김장치가 설치되어 있다. 한편 중수로의 월성원전은 거의 매일 핵연료의 교환이 있으므로 IAEA의 사찰원이 상주하고 있는 상황이다. 따라서 사용후 핵연료의 저장에 대해서는 원전부지내의 저장시설을 증설해 보관하는 것이 가장 바람직하며, 부지밖의 집중식 중간저장시설의 도입은 차선책에 지나지 않는다. 중간저장시설도 습식 즉 수조를 이용하는 방식과, 월성원전처럼 공기냉각식 콘크리트・금속 구조물 형태의 건식저장방식이 있다. 아마도 국내의 중간저장시설의 경우에는 운영비가 상대적으로 낮고 시설확장이 용이한 건식방식이 논의되기 쉬울 것으로 예상된다.

원전의 포화상태가 가까워 지는 중에 가장 문제가 시급한 원전은 영광원전이다. 고리원전은 부지내의 다른 원전의 수조에 이동시키고 있는 상태이나, 신고리 8기의 관할 행정구역의 문제가 해결되면 약간의 시간적인 여유가 있다. 또 울진원전, 월성원전 등도 가까운 거리이어서 사용후 핵연료의 이동이 비교적 용이할 수 있다. 다만 서해안의 영광원전에는 부지의 여유가 적고 사용후 핵연료의 이동에도 거리적으로 불리한 상황으로 빠른 시일내에 조치를 취할 필요가 있다.

중간저장시설의 후보지로서 원자력연구원이 있는 대덕단지, 또는 원자력연구원의 분원이 설치될 고리원전지역 등을 후보지로 들고 싶다. 필자가 본 바로는 고리원전내에는 건식저장시설의 건설부지에 여유가 있는 것같고, 또 원자력연구원의 분원같은 전문연구기관이 가까운 곳에 있으므로 가장 바람직하지 않을까 생각한다.