영광원전 법인세 감소로 인한 법인세할 주민세가 1년에 약 130억이 감소된 배후에 사용후핵연료 관리부담금 때문이다.

 영광원전 안에는 약 1,538톤(4,272다발, 2010년 6월말 기준)이 저장되어 있으며 2016년에는 한계 저장용량인 2,686톤(7,418다발)에 이른다.

 중저준위폐기물 폐기장은 경주로 결정되어 2012년 준공을 목표로 공사가 한창 진행중이다. 그러나 고준의 폐기물로 분류되는 사용후핵연료는 재처리 문제가 벽에 부딪혀 아직까지 공론화도 이루지 못하고 이는 단계이다.

 결국 앞으로 빨라야 10년 이상 아니면 영원히 영광 땅에 보관해야 할지도 모르는 사용후 핵연료에 대해 알아본다 <편집자주>

사용후핵연료란 ?
 사용후핵연료란 원자력발전소에서 핵분열하고 나서 배출되는 핵연료를 말한다. 핵연료의 구성성분은 처음 100%가 우라늄이지만(우라늄-235, 238), 사용후에는 우라늄 95.6%, 스트론튬, 세슘, 요오드 등 중저준위 방사성폐기물이 3.4%, 플루토늄 등 초우라늄 원소가 1.0% 로 바뀐다. 핵연료는 방사능이 강하고, 플루토늄 등 반감기가 긴 동위원소를 포함하고 있어 고준위방사성폐기물로 분류된다.

 사용후연료는는 그 속에 포함된 핵분열생설물 때문에 원자로에서 꺼낸 이후에도 오랜기간동안 방사선과 열이 발생한다.

 원전에서는 근무자들을 방사선으로부터 보호하고 열을 제거하기 위하여 사용후연료는 발전소의 사용후연료 저장조에 저장한다.

 정부의 사용후연료 중간저장시설의 건설이 차질을 빚어짐에 따라 영광 1․3․4호기와 고리 3․4호기, 울진 1․2호기에 조밍저장대를 교체및 추가 설치했다.

 최근 외국에서 사용후연료를 콘크리트 또는 납차폐제 등으로 방사선을 막고 자연순환 방식으로 공낸시키는 기술을 적용 운영하고 있어 우리나라에서도 월성원전에 공기냉각식 콘크리트구조물 저장시설을 건설해 저장하고 있다.

사용후핵연료 중간저장시설은?
 정부는 지난 1988년 제220차 원자력위원회에서는 사용후핵연료의 중간저장시설을 건설하기로 의결한 바 있다.

 당시 1997년까지 건설해 사용후핵연료를 임시저장키로 했지만 부지확보 문제로 지연되면서 1998년 9월 제249차 원자력위원회에서 2016년까지 중간저장시설을 건설하는 것으로 변경했다.

 정부는 2008년 공론화 시도해 늦어도 2010년까지는 부지를 선정한다는 로드맵을 제시했으나 아직까지 공론화도 시작하지 못하고 있는 실정이다.

 이들은 2016년까지 각 원전의 부지 내에서 관리하되, 중간저장시설이 건설된 후에는 사용후핵연료를 단계적으로 이송해 집중 관리한다는 것이다.

 사용후핵연료의 재처리와 영구처분이라는 최종 관리방안의 중간단계의 시설 건설 계획이지만, 부지선정 문제는 물론 재처리 문제에 대해 미국의 동의를 구하지도 못하고 있다.

 사용후핵연료는 현재 31개 원전 운영국 중에서 10여개 국가만 관리정책을 확정했는데 우리나라는 아직 방안도 확정하지 못했다.

 원전관계자들은 사용후핵연료는 약 96%가 재활용이 가능한 유용한 자원이며, 원자력의 평화적 이용이라는 전제하에 국제적인 신뢰를 확보하면 중간저장 시설 문제는 쉽게 해결 될 것을 말하고 있다.

재처리 과제 미국이 NO
 한국이 보유한 20기(基)의 원자력발전소에서 매년 700t가량의 '사용 후 핵연료'가 나온다. 사용 후 연료를 재처리하면 90% 이상을 연료로 다시 쓸 수 있지만 현행 한·미 원자력협정이 재처리를 금지하고 있다. 정부는 지난달 사실상 '핵연료 재처리 기술 개발에 나서겠다'고 발표했다.

 그러나 미국이 걸림돌이다. 한국과 미국은 오는 가을부터 한·미 원자력협정 개정을 위한 협상에 본격 착수하기로 2일 알려졌다. 2014년 만료되는 한·미 원자력협정은 사용 후 핵연료의 재처리 문제에 대한 한·미 간 이견으로 협상을 진행하지 못하고 있었다.

 방한 중인 로버트 아인혼 미 국무부 비확산·군축담당 특별보좌관(이란·북한 제재담당 조정관 겸임)은 이날 외교부 고위 당국자들과 만나 한국이 요구하는 파이로프로세싱(건식정련기술)에 의한 사용 후 핵연료 재활용 방식을 본격 검토할 의사가 있다는 뜻을 밝힌 것으로 알려졌다. 파이로프로세싱 방식에 대해 한국은 핵무기 개발 우려가 없는 평화적 재활용 기술이라고 주장했지만, 미국은 핵연료 재처리로 핵무기 개발이 우려된다며 난색을 보여 왔다.

 파이로프로세싱(Pyroprocessing)은 원자력 발전 이후 남게 되는 사용 후 핵연료를 재활용하는 방식의 하나다. 보통 사용 후 핵연료를 기존 공법으로 재처리하게 되면 핵무기의 원료가 되는 플루토늄이 나오고, 추출된 플루토늄은 핵무기 제조에 사용될 수 있다. 북한의 핵개발과 실험이 이런 방식이었다. 그러나 파이로프로세싱 공법을 활용하면 핵무기 원료인 플루토늄이 나오지 않고 원자력 발전에만 사용되는 재활용 원료를 만들 수 있다. 기존 방식으로는 처리에 어려움을 겪던 독성 폐기물 양도 줄일 수 있다. 그러나 국제학계에선 파이로프로세싱 절차를 거쳐도 핵무기로 전용할 수 있다는 의견도 있다.

사용후 핵연료 재처리, 94% 재활용? 1% 재활용!
재처리 과정 완성하려면 최고 480조원 비용!

 지난달 1일 오후 2시부터 국회 도서관 소회의실에서 '사용후 핵연료 재처리, 재활용인가 핵확산인가'라는 제목으로 토론회가 열렸다.

 그동안 사용후 핵연료 재처리는 핵에너지 사용이 가지는 문제점 중에 가장 큰 핵폐기물과 연료 고갈 문제의 이상적인 해결책인 것처럼 알려져 왔지만 사실은 그렇지 않다는 것이 일본의 사례를 통해 밝혀졌다.

 첫 번째로 지광용 원자력연구원 부원장은 한국에서 추진하는 사용후 핵연료 재처리는 1%의 플루토늄뿐만 아니라 핵분열이 되지 않은 93% 우라늄을 재활용할 수 있으며 파이로 프로세싱 공법으로 플루토늄에 불순물을 섞어 추출하기 때문에 핵확산 우려도 없다고 주장했다.

 그러나 두 번째로 발표한 일본 마쓰야마대학의 장정욱 교수는 사용후 핵연료에서 타지않은 93% 우라늄은 불순물이 섞여 있기도 하고 핵연료를 제작하는 과정에서 이미 7배가량 많이 발생하기 때문에 쓸모없는 우라늄이라고 지적했다. 결국, 1%의 플루토늄을 제외하고는 효용성이 없다는 주장이다. 또한, 파이로 프로세싱 공법으로 플루토늄 순도가 떨어진다 하더라도 핵무기급 플루토늄을 추출하는 것은 여전히 가능하기 때문에 세계적으로도 핵확산에 대한 우려가 여전하다는 점을 강조했다.

 장 교수는 나아가, 재처리는 천문학적인 비용이 들어간다면서 일본의 경우 재처리 공장 건설비 당초계획은 9조였지만 현재는 29조 가량으로 증가해서 단일 공장으로 세계 최고액임을 밝혔다. 문제는 재처리를 완성하기 위해서 재처리 공장 외에도 고속로와 고준위방사성폐기물 수송 및 처분 관련 공장 등이 필요해서 일본 경제산업성이 40년 무사고를 전제를 했을 때 225조 6천억 원의 비용이 들 것으로 추정했다고 밝혔다.

 게다가 재처리를 하더라도 고준위 방사성폐기물 최종 처분장까지 필요하기 때문에 이것까지 포함한다면 480조원을 넘는다는 것이다. 일본이 지진안전지대가 아니라서 내진설계 비용이 추가되는 점을 감안하더라도 1%의 플루토늄을 쓰기 위해서 너무나 큰 낭비하는 지적이다.

사용후 핵연료 어떻게 할 것인가
 원자력발전 강국인 프랑스는 2차 세계대전 후 핵무기 기술을 바탕으로 일찌감치 원자력발전에 눈을 돌렸다. 1973년 오일쇼크 이후에는 이를 주력산업으로 키웠다. 프랑스의 원자력발전 시설 용량은 미국에 이어 세계 2위다. 전체 전력원에서 원자력의 비중은 76%로 단연 세계 1위다. 세계 최대의 전력 수출국으로서 연간 30억 유로(약 4조6000억원) 상당을 벌어들이고 있다.

 원자력 강국을 가능케 한 요인 중 하나로 세계 최대 규모의 ‘사용후 핵연료’ 재처리공장 ‘라아그’가 있다. 라아그는 프랑스뿐 아니라 전 세계에서 나오는 사용후 핵연료의 90%를 재처리함으로써 천연우라늄의 25%를 절약하고 최종폐기물을 줄이면서 연간 10억 유로 규모의 수입을 올리고 있다. 라아그는 파리에서 북쪽으로 500㎞가량 떨어진 노르망디 해안에 자리 잡고 있다.

 원자력발전 연료는 우라늄 235(4.5%)와 우라늄 238(95.5%)로 구성된 500㎏의 연료봉이다. 원자로 1기에 보통 200개의 연료봉을 장착해 4년 정도 사용한다. 사용후 핵연료의 구성은 우라늄이 95% 안팎으로 줄어들고 플루토늄 약 1%와 핵분열 생성물 약 4%가 생긴다. 핵분열 생성물은 재처리가 불가능한 고준위폐기물이다. 세 물질을 분리하는 것이 라아그의 핵심공정이다.

 플루토늄은 우라늄 일부와 혼합해 혼합산화물(MOX) 연료로 바뀌어 원자력발전에 다시 사용된다. 관계자는 “아레바의 자회사 멜록스에서 만든 MOX를 사용해 프랑스 전체 전력 생산량의 10%를 생산하고 10여 개국에 수출도 한다”고 말했다. 나머지 우라늄은 비축한다. 아레바에 따르면 사용후 핵연료를 재처리하면 부피는 5분의 1로 줄어들고 독성(유해성)도 10분 1로 감소한다.

 프랑스의 경우 일찌감치 재활용에 눈을 돌려 비용도 적게 들이고 시장을 선점했다. 지금 재처리 시설을 짓는 데는 막대한 자금이 들고, 안전성을 보장할 수도 없다는 지적이 나오고 있다.

 일본이 추진 중인 롯카쇼무라 재처리공장의 경우 2000년 완공예정이던 것이 17차례 연기된 끝에 올해 말에도 완공여부가 불투명하다. 건설비용도 당초 계획보다 3.5배나 늘어난 2조4000억엔(약 32조7300억원)에 이른다고 한다.

 사용후 핵연료에서 분리된 우라늄과 플루토늄을 직접 연료로 사용할 수 있는 고속로 개발도 지지부진해 50년 후에나 상용화될 것이라는 비관적 전망이 우세하다. 경제협력개발기구(OECD) 산하 원자력청(NEA)에 따르면 사용후 핵연료를 재처리하지 않아도 확인된 가채매장량만으로 2050년까지 우라늄 공급은 충분하다.

 현재 사용후 핵연료를 재처리하는 국가는 프랑스 일본 영국 러시아 정도다. 러시아는 재처리와 직접처분을 병행하고 있다. 영국도 장기관리 정책을 재검토 중이다. 독일과 벨기에는 프랑스에 대한 위탁 재처리를 중단했다. 미국을 비롯한 나머지 국가는 모두 직접처분 방침을 갖고 있다.

 74년 한국과 미국 사이에 체결된 원자력협정은 사용후 핵연료의 재처리를 사실상 금지했다. 재처리과정에서 나오는 1%의 플루토늄이 핵무기 제조에 전용될 우려 때문이다. 2014년 3월이면 이 협정이 만료된다. 한국은 과연 재처리가 가능한지 불가능한지 안개속이다.