파이로프로세싱`의 오해와 진실

           

[시론] `파이로프로세싱`의 오해와 진실

`파이로프로세싱'기술을 통해 연구비를 따내려 골몰하고 있다는 등의 수긍하기 힘든 주장은 원전기술의 연구와 발전을 위해서도 결코 옳지 않다

입력: 2013-05-09 19:58

[2013년 05월 10일자 23면 기사]

정연호 한국원자력연구원장

최근 한ㆍ미 원자력협정 개정이 국가적 이슈로 떠오르면서 사용후핵연료 재활용을 위한 `파이로프로세싱' 기술이 널리 알려지게 됐다. 몇몇 전문가들만 알던 원자력 기술 용어를 많은 국민들이 이해하게 된 것은 참으로 반가운 일이다. 사용후핵연료를 질산에 녹여 순수 플루토늄만을 분리해내는 기존의 재처리 기술과 달리, 파이로프로세싱은 소금과 유사한 염을 높은 열(`파이로'는 그리스어로 `불'을 뜻함)로 녹인 뒤 이를 이용해서 플루토늄을 포함한 사용후핵연료에 들어있는 여러 가지 유용한 성분들을 분리해내는 기술이다. 이같은 기본 개념에 대한 이해는 상당히 높아졌지만 여전히 파이로프로세싱 기술에 대해 잘못 알려진 사실이 많아 지면을 빌어 바로잡고자 한다.

첫째, 파이로프로세싱으로도 핵무기에 사용될 수 있는 순수한 플루토늄 추출이 가능하다? 전혀 그렇지 않다. 원자력 발전소에서 꺼낸 사용후핵연료에는 우라늄의 핵분열 과정에서 생성된 160여종의 핵종들이 뒤섞여 있다. 파이로프로세싱은 이 중 약 1.2%를 차지하는 플루토늄을 넵트늄ㆍ아메리슘ㆍ큐리움 등 몇몇 원소들과 섞인 채로만 추출하도록 의도적으로 공정을 설계했기 때문에 플루토늄 단독 분리는 절대 불가능하다. 극히 일부에서 `파이로프로세싱으로도 플루토늄을 뽑을 수 있다'고 하지만 이는 파이로 시설보다 훨씬 덩치가 큰 기존의 재처리 시설을 추가로 건설한 뒤 이를 이용해서 파이로프로세싱으로 얻은 물질을 `다시 재처리'했을 때나 가능한 일이므로 가정에 가정을 더한 공상에 불과하다.

둘째, 파이로프로세싱으로 고준위 폐기물을 크게 절감할 수 있다는 주장은 허구다? 역시 사실이 아니다. 사용후핵연료에서 플루토늄만 뽑아내서 재사용하는 기존 재처리 기술이 폐기물 절감 효과가 그리 크지 않다는 것은 일본 등의 사례를 통해 이미 잘 알려진 바다. 반면 파이로프로세싱은 소듐냉각고속로(SFR)라는 새로운 원자로 기술과 연계하면 고준위 폐기물의 부피를 20분의 1, 발열량은 100분의 1, 방사성 독성이 천연 우라늄광 수준으로 감소하는데 걸리는 기간은 1,000분의 1로 줄일 수 있다. 이는 기술 개발자들의 주관적인 견해가 아니며 사용후핵연료가 매우 높은 열을 내기 때문에 그대로 처분하려면 매우 넓은 공간이 필요하고, 사용후핵연료가 높은 열을 내는 원인은 몇몇 원소들 때문이라는 지극히 과학적 사실에 근거한 계산이다.

셋째, 파이로프로세싱 기술을 개발하더라도 고속로는 앞으로 100년 이내는 완성되기 힘들다? 러시아는 600메가와트 급 고속로를 1981년부터 가동하면서 30여년간 1천억 킬로와트가 넘는 전기를 생산해왔고, 이보다 큰 800메가와트 고속로를 내년 완성할 예정이다. 중국 역시 자체적으로 고속로를 개발하는 것과 동시에 러시아 고속로 2기를 도입하기 위해 부지까지 선정했다. 인도도 500메가와트 급 고속로를 2014년 중공하는 등 2027년까지 고속로 7기를 건설할 예정이다. 고속로 개발에 앞섰던 프랑스와 일본이 다소 어려움을 겪고 있는 것은 사실이지만, 현재 추세로 봤을 때 제4세대 원전인 고속로는 20년 이내에 실현될 현실 기술이다.

넷째, 다들 외면하는 파이로프로세싱 기술을 우리나라 연구자들만 연구비 따내려고 골몰하고 있다? 가장 수긍하기 힘든 주장이다. 파이로프로세싱은 미국이 1960년대 처음 고안한 뒤 기술 개발에 큰 진전이 없었지만 20세기말부터 21세기 들어 우리나라를 포함한 각국이 연구개발에 집중하면서 빠른 속도로 완성돼가고 있다. 미국ㆍ프랑스ㆍ일본 뿐 아니라 중국ㆍ러시아ㆍ인도도 2020년 이후 파이로프로세싱 상용화 시설 구축 계획을 추진하고 있다.