‘사용 후 핵연료 재처리’ 추진, 과학적 근거조차 틀려핵에너지 경제학 전문가 장정욱 교수 “천주교가 나서달라” 호소 -- 한수진 기자

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‘사용 후 핵연료 재처리’ 추진, 과학적 근거조차 틀려핵에너지 경제학 전문가 장정욱 교수 “천주교가 나서달라” 호소

한수진 기자

승인 2013.03.19

후쿠시마 핵발전소 사고가 발생한 지 2년의 시간이 지났다. 사고로 인한 피해 규모에 충격을 받은 독일을 비롯한 여러 국가들은 핵에너지 정책을 폐기하거나 축소하는 방향을 선택해왔다. 그러나 한국 정부는 핵에너지 의존도를 낮추는 세계적인 흐름에 역행해 핵발전소 확대정책을 펼쳐왔다. 새 정부도 에너지 정책에서 핵발전을 우선순위에 두고 있다. 특히 한국 정부는 2014년 3월에 완료되는 한·미 원자력협정의 개정 교섭에서 사용 후 핵연료의 재처리 시설 승인을 요구하는 한편 주요 언론을 통해 국민들에게 재처리 시설의 필요성을 설득하는 작업을 벌이고 있다.

이런 가운데 한국 천주교 주교회의 정의평화위원회 환경소위원회와 천주교 서울대교구 환경사목위원회는 지난 3월 15일 명동 가톨릭회관 1층 대강당에서 장정욱 일본 마쓰야마 대학 경제학부 교수를 초청해 ‘사용 후 핵연료, 어떻게 할 것인가’를 주제로 강연회를 열었다. 이날 강연에서 장정욱 교수는 정부가 추진하는 핵연료 재처리 시설은 과학적 근거가 불충분하며 경제성과 안정성을 따져볼 때 “터무니없는 일”이라고 강하게 비판했다. 이어 “천주교가 나서서 정부의 사용 후 핵연료 재처리 시설 추진을 막아달라”고 호소했다.

▲ 장정욱 교수는 "사용 후 핵연료 재처리 공정을 추진하는 정부의 주장은 탁상공론에 불과하다"고 지적했다. ⓒ한수진 기자

한국 정부는 그동안 사용 후 핵연료의 처리·처분에 대한 명확한 결정을 유보한 채 핵발전소 부지 내에 사용 후 핵연료를 저장해왔다. 그런데 매년 약 700톤씩 늘고 있는 사용 후 핵연료의 저장은 2024년에 영광핵발전소를 시작으로 다른 핵발전소들도 포화상태에 이를 것으로 예상되고 있다. 이런 상황에서 정부는 미국에서 연구 중인 파이로프로세싱 재처리 방식을 추진 중이다. 정부가 주장하는 파이로프로세싱 재처리 방식의 이점은 94-96%의 높은 재활용률, 핵연료 가격 상승에 대처하는 경제성, 재처리공장의 안전성, 감량화로 최종처분장의 규모와 관리기간 단축, 핵비확산성 등을 모두 만족시킬 수 있다는 것이다. 그러나 장정욱 교수의 분석은 정부의 주장과는 정반대의 결과가 나왔다.

한국정부, 사용 후 핵연료 재처리 추진
경제성, 안전성 주장은 탁상공론에 불과

먼저 장정욱 교수는 재처리 과정을 통해 94-96%의 높은 재활용률을 얻을 수 있다는 정부의 주장은 탁상공론에 불과하며 실제 재활용률은 겨우 1% 정도에 지나지 않는다고 설명했다. 게다가 공정 중의 손실 및 투입에너지를 고려하면 에너지수지는 오히려 마이너스가 되기 쉽다고 덧붙였다.

▲ 장정욱 교수 ⓒ한수진 기자

정부는 사용 후 핵연료의 94% 이상을 구성하는 우라늄을 그대로 재활용할 수 있다고 계산했지만, 재처리 과정을 거친 사용 후 핵연료의 우라늄은 불순물을 많이 포함하고 있어 사용될 가능성이 없다. 이미 핵발전소의 농축과정에서 폐기한 순수한 우라늄을 경수로에서 혼합산화물연료로 사용하고 있는데다가 재처리를 통해 생산하는 우라늄보다 7.8배나 양이 많아 전부 사용하지 못한 채 폐기물로 쌓여있기 때문이다. 재활용이 가능한 것은 사용 후 핵연료의 1.2%를 구성하는 플루토늄과 마이너 액티나이드 뿐이다.

그러나 마이너 액티나이드는 경수로에서는 연료로 사용할 수 없고, 고속로에서 사용하는 방법도 아직 실험단계에 있다. 한국의 원자력발전소는 중수로 4기를 가진 월성을 제외하고 모두 경수로 방식이다. 장정욱 교수는 “사용 후 핵연료의 재처리 시설 추진은 고속로를 함께 짓겠다는 의도”라고 지적했다.

경제성에서도 정부의 주장은 설득력이 없다. 장정욱 교수는 “사용 후 핵연료 재처리는 천연자원의 단순한 재활용이 아니라 원전의 가동과는 별개의 거대한 규모의 시설과 천문학적인 비용이 필요하다”고 반박했다. 파이로프로세싱을 운영하는 상업화된 공장이 아직 없고 겨우 실험실수준에서 부분적인 연구가 이뤄지고 있어 건설비 및 운영비에 대한 정확한 자료를 이용하는 것조차 불가능한 상황이다. 장정욱 교수가 습식방식의 재처리공장을 건설 중인 일본 롯카쇼무라 재처리공장의 사례와 비교해 추산한 재처리 비용은 1톤당 약 176억 원으로 현재 발생하는 사용 후 핵연료의 양에 대입하면 매년 처리비용만 88조 원에 달한다. 정부는 재처리한 플루토늄을 영구적으로 반복 사용할 수 있다고 주장하지만, 플루토늄의 질의 저하와 우라늄의 열화로 효율이 떨어지며, 재처리과정에서 2차 방사성폐기물이 대량 발생한다.

재처리 시설 “사고 발생은 필수적”
피해 규모도 핵발전소와 비교할 수 없을 정도

장정욱 교수는 사용 후 핵연료 재처리가 ‘환경친화적’이라는 과학적 근거 역시 불투명하다고 지적했다. 정부는 재처리 공정에서 독성이 강하고 발열량이 높은 방사성 물질을 분리·변환시키면 천연우라늄 정도의 방사능으로 낮아지기까지 걸리는 기간을 약 1,000년 이하로 줄일 수 있다고 주장한다. 그러나 장정욱 교수는 “현재의 기술로 방사성 물질을 100% 완전히 분리할 수 없고 이마저도 실험실규모에서 극히 몇 가지 핵종의 분리를 시도한 것에 지나지 않는다”고 설명했다. 또한 “완벽한 실험실에서의 결과와 상용시설에서의 실증 결과는 판이하다”고 지적하면서 “우리세대가 담보할 수 없는 1,000년의 시간을 안전하다고 말하는 것은 무책임한 행동”이라고 비판했다.

ⓒ한수진 기자

또한 재처리 공정의 안전성에 있어서도 전(前)처리공정에서 나오는 휘발성가스의 방출을 피할 수 없어 “사고는 필수적”이며 사고 발생 시 피해의 규모도 가늠할 수 없을 정도라고 경고했다. 일반적으로 핵발전소에서 하루에 발생하는 핵분열생성물의 양은 히로시마원폭의 약 3배 이상에 달하는데, 재처리공장은 이러한 사용 후 핵연료를 대량 취급하는 만큼 사고가 발생할 시 피해규모는 핵발전소조차 비교대상이 될 수 없다는 것이다.

장정욱 교수에 따르면, 재처리 공정이 핵무기 개발로 이어질 우려가 없다는 정부의 주장도 사실이 아니다. 장 교수는 파이로프로세싱 과정에서 핵무기를 만들 수 있는 순도 높은 플루토늄 단독추출이 가능하다고 밝혔다. 게다가 재처리 공정으로 사용 후 핵연료보다 방사능이 낮아진 만큼 범죄 집단의 접근성도 높아진다고 지적했다. 한-미 원자력협정의 개정 교섭이 순조롭지 못한 이유도 바로 이 점이다. 세계적인 핵 비확산 체제를 강화하는 것이 미국의 입장이기 때문이다.

그럼에도 “정부와 원자력공학관계자, 보수언론 등이 핵연료 재처리를 밀어붙이는 이면에는 핵주권론, 원자력공학 관계자들의 학문적인 요구, 거대 시설의 건설 및 운영에 따른 관련 사업의 이해 등 ‘핵마피아’의 기득권 유지와 확대를 위한 욕망이 있을 것”이라고 장정욱 교수는 말했다. 그는 “재처리 공정으로 필요한 것을 뽑아내 사용하더라도 나머지 방사성 물질을 영구처분하는 최종처분장이 필요하다. 왜 미래세대에 10만년이 넘게 오염이 지속되는 방사성 폐기물을 넘겨주려하나”고 지적하면서 원자력발전을 ‘저렴하고 깨끗한’ 에너지로 생각하는 가치관의 전환이 필요하다고 당부했다.

사용 후 핵연료란?

핵연료는 원자력발전소에서 3-5년 사용 후 원자로에서 꺼내는데, 원자로에서 막 꺼낸 사용 후 핵연료의 방사능은 1m 거리에서 17초의 피폭만으로 한 달 내에 100%가 사망할 정도로 매우 위험하다. 이 방사능이 천연 우라늄광석의 방사능 수준으로 낮아지려면 최소 10만년이 걸린다. 사용 후 핵연료의 처리·처분 방법은 핵발전소 부지 내 수조(水槽)에서 최소 5년 동안 냉각한 후에 건식 저장으로 전환하거나 지하 300-500m 이상 깊이에 만든 최종처분장에 영구 보관하는 ‘직접처분 방식’과 화학적·전기적인 공정을 통해 일부의 재활용 자원을 추출한 후 나머지를 최종처분장에 영구 보관하는 ‘재처리 방식’이 있다.

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