그때 만났던 기술자들은 건식 재처리로 사용후 핵연료의 부피를 200분의 1로 줄이고, 독성이 줄어드는 기간을 1000분의 1로 단축해 핵폐기물 처분장을 100배나 효과적으로 쓸 수 있다고 설명했다. 무엇보다 기존 습식 재처리 공장과 달리 플루토늄이 다른 초우라늄 원소와 섞여 나와 핵확산 우려도 없다고 강조했다.
그렇게 좋은 기술을 왜 여태 개발하지 않았을까 궁금할 정도였다. 하지만 2002년 한국의 건식 재처리 추진에 동의했던 부시 행정부는 2008년 돌연 허가를 취소하고 사용후 핵연료에 손을 대지 못하게 했다. 이 기술에 핵확산 우려가 있다는 이유에서였다.
한-미 원자력협정 개정 협상이 최근 타결되면서 건식 재처리의 전 단계를 자유롭게 연구할 수 있게 됐다. 포화 위기인 사용후 핵연료를 처분할 해결책이 나왔다는 원자력계의 장밋빛 전망이 넘친다. 과연 그럴까.
건식 재처리는 1960년대부터 시작해 현재까지도 실험실 기술이다. 한국의 집요한 요구로 미국은 2011년부터 10년 동안 이 기술을 공동연구하기로 했다. 연구 주제는 기술적 타당성, 경제성, 핵 비확산성이다. 핵심 요건 어느 것 하나 확실한 것이 없다는 얘기다.
건식 재처리가 골치 아픈 사용후 핵연료를 처분해 줄 묘책인지도 의문이다. 건식 재처리에서 나온 핵분열 물질은 핵연료로 만들어 전용 고속로에서 태우게 된다. 고속로가 돌아가지 않는다면 아무리 건식 재처리를 잘해도 무용지물이다. 그런데 일본의 고속증식로 몬주가 18조원 이상의 사업비를 들이고도 잦은 사고로 사실상 폐쇄 단계에 놓인 것이 고속로 기술의 현주소다.
고속로가 상용화되더라도 핵폐기물이 대폭 주는 것이 아니다. 고속로는 중성자가 빠른 원자로이지 핵폐기물을 고속으로 태우는 장치가 아니다. 새로운 핵폐기물이 생길뿐더러, 고준위 핵폐기물을 변환하는 속도는 매우 느리다.
미국 에너지부의 2008년 보고서는 고준위 핵폐기물은 25% 줄지만 다른 폐기물이 늘어 전체 핵폐기물은 7배로 늘어난다고 밝혔다. 미국 전력회사들이 만든 전력연구소(EPRI)의 연구에서는 고속로를 이용해 핵물질인 플루토늄과 초우라늄 비축량을 절반으로 줄이는 데는 70년, 90%를 줄이려면 632년 걸린다는 결과가 나왔다. 핵폐기물을 단시일 안에 태워 없애기는커녕 수많은 재처리 공장, 핵연료 성형공장, 고속로를 지어 오랜 세월 돌려야 하고, 그 과정에서 사용하던 시설 자체가 또 다른 핵폐기물이 되는 멈추지 못하는 ‘핵 고행길’에 접어든다는 얘기다.
건식 재처리의 산물이 핵무기 원료가 될 가능성은 가장 민감한 문제다. 이번 협정에서 연구의 후반부는 미국에서만 하도록 한 것도 이 때문이다. 원자력계는 건식 재처리가 사용후 핵연료를 ‘재활용’하는 기술이라고 보지만 미국 국무부의 공식 입장은 ‘재처리’이고 “핵확산 측면에서 위험하다”는 것이다.
미국 백악관 과학기술국 안보담당 부국장을 지낸 프랭크 폰히펠 프린스턴대 교수는 “건식 재처리는 기존 재처리에 견줘 핵확산 위험을 아주 조금 줄일 뿐”이라고 말한다. 습식이든 건식이든 재처리 자체가 핵확산을 용이하게 만들기 때문이다.
우리나라에서 가동 중인 23기의 원전에서 한 해에 750t의 사용후 핵연료가 쏟아져 나와 2024년부터는 저장능력에 한계가 온다. 이런 상황에서 건식 재처리가 해법이 아님은 너무나 분명하다. 미국 매사추세츠공대는 2010년 <핵연료 주기의 미래> 보고서를 통해 “미래의 선택 여지를 남겨놓기 위해 지상이든 지하든 관리된 상태로 중간 저장하는 것이 바람직하다”는 결론을 내렸다. 당장 뾰족한 해결책은 없다는 것이다. 그렇다면 사용후 핵연료와 핵폐기물을 무작정 늘려가는 지금 방식의 원자력 확대 방식이야말로 중단해야 하는 것 아닌가.
조홍섭 환경전문기자 겸 논설위원 ecothink
조홍섭 환경전문기자 겸 논설위원