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세계 원전 해체 규모 500조 시장선점 기술확보에 달렸다
세계원전안전해체학회·불교생명윤리협회·원불교천지보온회 세미나 개최
2013년 03월 18일 (월) 11:59:42 전력경제 epetimes@epetimes.com

   
 
후쿠시마 원전 사고 이후 원전안전과 해체기술에 대한 세계인의 관심이 뜨겁다.
원전 안전에 대한 근본적인 물음을 던진 후쿠시마는 원전 보유국에게 하나의 트라우마로 작용하고 있는 게 현실이다.
안전 확보와 함께 새로운 시각에서 조명되는 것이 원전 해체다.
원전 해체는 기술적인 난이도 못지않게 경제적인 측면에서도 새로운 시장으로 부상하면서 각광을 받고 있다.
적게 잡아도 1기당 1조원이 들어가는 것을 감안하면 세계 원전 해체시장 규모는 무려 500조원에 이른다.
앞으로 50년간 50조원의 시장이 열리는 것이다.
원전 해체에 대한 관심이 전 세계 에너지계의 화두로 등장하는 가운데 국내외 원전안전과 해체기술 관련 전문가가 한 자리에 모였다는 것은 의미가 크다.
여기에 더해 세계원전안전해체학회 EDENS (Environmental ecommissioning Engineering Nuclear Safety) 창설의 시금석을 놓는다는 점도 눈길을 사로잡는다.
세계원전안전해체학회 준비위원회와 불교생명윤리협회·원불교천지보은회가 12일 한국언론재단(프레스센터) 20층 국제회의장에서 국내외 원자력안전 관계자 및 학계 등 300여명이 참석해 ‘원전 안전문제와 해체’라는 주제로 세미나를 개최, 친환적인 원전 해체 해법을 강구했다.
   
박광서 불교생명윤리협회 대표
박광서 불교생명윤리협회 공동대표는 인사말에서 “100년 전 핵의 발견 이후, 수십 년 만에 핵폭탄과 핵 발전 등 핵에너지의 이용으로 인류의 문명이 획기적으로 바뀌었고 인간의 삶은 더 풍요로워졌지만, 대신 더 위태로워진 것도 사실”이라며 “특히 2년 전 일본 후쿠시마 핵 사고는 현대인들의 삶의 방식에 변화를 주문하는 신호탄으로 볼 수 있다”고 선두를 꺼냈다.
그는 “기회를 장애로 만드는 사람이 있는가 하면, 반대로 장애를 기회로 삼는 사람도 있다. 그것은 받아들이는 태도에 따라 다를 것이고 후쿠시마 사고를 인간의 오만함을 일깨워주는 기회로 삼는다면 그것은 오히려 전화위복이 될 수도 있을 것“이라고 강조했다.
 “풍요와 안전은 새의 두 날개와 같아 에너지의 확보를 외면해서도 안 되지만 생명의 안전은 더욱 더 소홀히 할 수 없다”는 그는  ‘복은 근심하고 조심할 때 오고, 화는 기고만장하고 자만할 때 온다’는 중국 속담을 들어 “복이 되기도 하고 화가 되기도 하는 핵이야말로 우리가 어떻게 다루어야 하는지를 말해준다”고 부언했다.
그는 핵을 안전하게 잘 다뤄 함께 잘 살기를 모색하는 것이 가장 바람직한 길임을 강조했다.
그러면서도 “지구촌의 440여기가 넘는 핵발전소가 과연 우리 인간이 안전하게 다룰 수 있는 역량 하에 있다는 확신이 있는지 불확실하다”고 말했다.
인류가 핵을 자유자재로 다룰 기술과 안전감수성이 높은 수준인지 불안하다는 것이다.
안전의식이 결여된 핵정책은 자연으로부터 반드시 반격을 당하고 그 피해는 상상을 초월한다고 경고했다.
그는 때때로 스스로를 되돌아보기 위해 멈춰서야 할 때가 있다고 말했다.
핵 문제에 관한한 지금이 바로 그때라고 규정했다.
“미국 스리마일 섬, 소련 체르노빌, 일본 후쿠시마 원자력 발전소의 대형 핵사고의 참담함을. 그리고 원전사고의 피해가 한 국가가 감당할 수 있는 한계를 넘어선다”는 것을 상기시킨 그는 “핵 발전의 안전 확보가 시급하며 국가 간 긴밀한 공조가 필요한 이유”라고 설명했다.
특히 건설 위주에서 안전한 운영과 해체로 눈을 돌리는 지혜가 필요하다는 점을 강조했다.
“핵발전은 탄생문화보다 장례문화의 정착이 어쩌면 더 중요한 문제일 수도 있다”고 전제한 그는 “핵발전소의 해체문제는 건설에 비해 충분한 관심을 끌지 못해 경제성이나 안전성에 대한 연구나 기술 축적도 미미한 실정”이라고 지적했다.
“태어나는 것은 반드시 죽게 마련인데, 건설을 말하면서 해체를 생각하지 않는 것은 자연의 순환을 거스리는 자기기만”이라고 힐난하고 “안전한 퇴로도 마련하지 못한 불안한 상태에서 핵발전소 증설만을 고집하는 것은 장님이 촛불을 든 것과 마찬가지”라고 비유했다.
경제적 측면에서도 세계의 해체 시장규모가 향후 50년간 매년 20조 원이나 된다는 점을 강조한 그는 “핵발전소의 안전해체를 확실하게 추진하기 위해서는 그 명분과 실리를 세계인들, 특히 정치지도자들과 경제인들에게 얼마나 호소력 있게 설득할 수 있는가가 관건이 될 것”이라고 강조했다.
그는 “이번 세미나가 향후 ‘세계원전안전해체학회’ EDENS의 창립을 준비하는 시발점으로서 진지하고 풍성한 논의가 이뤄져 핵 문화의 새로운 방향타가 되기를 기대한다”고 말했다.
   
이선종 불교천지보은회 대표
이어 이선종 원불교 천지보은회 대표는  “지구는 살아 숨 쉬는 생명체이고 지구생태계의 모든 물질은 서로 없어서는 살수 없는 생명의 그물망을 형성하고 있다. 그 그물망 속에서 모든 생명은 고유의 가치와 절대적 존엄성을 지닌다”면서 “그런데 오늘날 우리는 인간만을 위한 탐욕과 편리로 생태계 전체의 생존에 심각한 위기를 초래하고 있다”고 강조했다.
“오늘날 원자력 발전소는 전 세계에 440여 개, 그 중 동북아에 90여개, 한국에 24개가 가동되고 있으며 원전 밀집도가 세계 1위인 한국은 더 이상 원전 사고와 방사능 피해에서 안전한 지역이 아니다”라고 언급한 이 대표는 “백만 년 이상을 감시해야 하는 방사능 물질은 인간의 어떤 기술로도 통제할 수 없는 대재앙”이라고 주장했다.
이 대표는 “이제는 핵전문가들 스스로가 심각한 문제의식을 갖기에 이르러 오늘 이렇게 ‘원전안전문제와 해체기술’을 주제로 각국의 전문가들이 함께 모였다”며 “원전이 지금 어떠한 상황에 처해 있는지, 원전의 안전한 관리와 해체를 위해 무엇을 어떻게 해야 하는지 대안을 모색하는데 우리의 모든 정신적? 물질적 역량을 집중해야 한다“고 강조했다.
 
발제에 나선 발표자의 발언 내용을 정리했다.

▲국내 원전 안전 급선무(김연민 울산대 산업공학과 교수)=핵문제와 관련해 극동아시아 국가들의 상황은 위험한 중국, 무너진 일본, 걱정스런 중인 한국, 그리고 물불 안 가리는 북한으로 축약된다. 원전 안전문제는 이 4개국의 국제적 협력이 요구된다.
2013년 1월 현재 한국의 23개 원전은 2천 70만㎾의 총 발전량을 갖고 있다. 2012년 한국 원전은 총 국가 전력 생산량의 34%를 공급했다. 2012 년 국제원자력기구에 따르면 한국에서 운영 중인 원전 수는 세계 4위를 차지하고 있으며, 발전비중은 77.1%인 프랑스 다음으로 2위이다. 한국의 원전 주요시설은 고리, 월성, 영광, 울진 등 4개 지역에 위치하고 있으며. 고리원전은 부산과 울산에 가까이 있다. 6기의 원전을 운영하고 있는 고리본부에서 반경 30㎞ 이내에는 3백 17 만 명이 살고 있다. 신고리 포함 고리 원전은 한국 원전 고장율의 44.1%를 차지한다. 비록 연 평균 고장율은 1.39% 이지만 웨스팅하우스 설계가압경수로인 고리 1호기는 3.69%, 고리 2호기는 2.10%, 영광 2호기는 1.74%로 가장 높은 고장율을 가지고 있다. 프라마톰 설계가압경수로인 울진 1호기의 연 평균 고장율은 1.8%이다. 캐나다원자력공사 설계 가압중수로인 월성 1호기는 1.68%이다.
상업운전 이후 5개의 노후 원전인 고리 1호기(1978), 고리 2호기(1983), 고리 3호기 (1985), 영광 2호기(1986), 월성 1호기(1982)는 한국 원전 고장의 51.4%를 차지하며 연평균 2.21 고장율을 보이고 있다. 이는 각 원전의 연평균 고장율인 1.39% 보다 59.3%가 더 높은 수치다. 특히 고리 1 호기는 운전 시작 후 불안정한 성능을 보였다. 연 고장율은 평균치보다 2.65배 높은 3.69%이다. 원전에 대한 국민의 우려에는 안전문화, 노후 원전의 해체, 사용후핵연료저장조 등 3 가지 필수 쟁점이 있다.
건설, 운영, 그리고 조직에 관한 안전문화는 지속적인 시정조치가 필요하다. 노후 원전, 특히 고리 1호기는 높은 고장율과 불안한 원자로 상태를 고려하면 해체가 강력히 필요해 보인다. 이에 해체기술은 조기에 확보되고 확대되어야 할 것이다.
후쿠시마 사고와 유럽의 원자력 포기 이후 해체시장은 급속히 성장하고 있다. 해체분야에서는 숙련된 전문 인력부족이 큰 걸림돌이 될 것으로 우려된다. 중·저준위 방사성폐기물처분장은 보금자리를 찾기 위해 안면도(1990), 굴업도(1994), 부안(2003), 경주 (2005) 등으로 표류하다 결국 19 년의 긴 여정 끝에 경주가 선택됐다. 고준위방사성폐기물에 대한 중간저장소는 아직 미정이다. 경주 중·저준위 방폐장은 보관구조물인 사일로 1과 사일로 2의 결함 문제로 엄격하게 관리되어야 할 것이다.

   
미하엘 자일러 독일 생태연구소 베를린 대표
▲독일 원전 안전 문제와 극한 시험(미하엘 자일러 독일 생태연구소 베를린 대표)=독일은 첫 원전이 1961년 가동된 이후 오랜 원전 운영경험을 갖고 있다. 대부분 원자로는 서독이 만든 가압경수로나 비등경수로이다. 초기 원자로는 미국 설계에 기반 했지만 이후 서독이 계통과 재료 면에서 자체 설계기술을 개발했다. 동독에는 소련 형 가압경수로가 있었고, 첫 원전은 1965년에 가동됐다. 기본법은 독일원자력법으로서 1959년 제정된 이후 몇 번 개정됐다. 구체적인 기술적 안전지침서는 1975년과 1983년 사이에 만들어졌다. 새로운 기본 안전규정이 2012년 만들어졌다. 동독은 자체적으로 법과 지침을 갖고 있었지만 모두 소련을 따랐다.
원전 안전에 대한 독일의 접근법은 일반적으로 결정론에 기반 한다. 규칙들은 산업경험과 원전운영과 사고경험에서 유래되었다. 1970년 말 이후부터는 법적 용어인 "최첨단 과학지식"이 안전 지침서 개정안의 내용을 규정했다. 안전설비는 또한 지진, 대형군용비행기 추락, 파도 등 외부사건으로부터의 방호를 목적으로 한다. 이에 벙커로 만들어진 원자로 시설이 방안으로 제시된다. 안전과 관련된 체계 일부도 강화 구조물 안에 설치된다. 1970년대 말부터 설계기반지진이나 대형군용기 추락에 대처하는 방안이 허가절차에 명시되어야 했다. 1990년 독일통일 이후 동독의 모든 원전을 영구적으로 폐쇄하기로 결정한 것은 이들이 안전규준을 준수하지 않았다는 이유다.
독일이 원전을 단계적으로 폐쇄하기로 결정한 것은 2000년부터이다. 이 일정은 현 안전규준을 완벽하게 준수하지 않은 원전에 대한 조기폐쇄로 이어진다. 두 번째 단계적 폐쇄 결정은 2011년 후쿠시마 사고 이후 이뤄졌다. 이 결정은 모든 노후 원전을 즉각 폐쇄하는 것이다. 현 안전규정을 대부분 준수하고 있는 9기의 원전은 2015-2022년으로 마감됐다.
후쿠시마 사고 이후 독일정부는 독일에서 운영 중인 모든 원전의 극한시험을 시행했다. 첫 보고서는 2011년 5월에 발표됐다. 극한시험에는 대규모 지진, 매우 높은 홍수, 교류 전원 완전 손실(대정전), 외부 전력의 장기간 소실, 최종 열제거원 상실, 대형 항공기 충돌, 대규모 파도 등을 포함한 각 종 설계 극한조건이 포함됐다. 유럽연합도 자체적으로 모든 회원국의 전 원전 (스위스와 우크라이나 포함)에 대한 극한시험을 실시했다. 독일 수준의 극한시험은 아니었지만 여러 설계 극한조건 하에 원전의 내구성을 시험대상으로 했다.
▲독일 원전 해체 기술과 해체사례(얀 브레머 독일 칼스루에공대 기술연구소 )=독일 원자력 50년을 돌아보건 데 상용 발전은 바야흐로 막을 내리고 있다. 1938년 독일에서 인류 최초 핵분열이 발견되고 30년이 지난 1966년 첫 원전인 그룬더밍겐이 세워졌다. 이후 여러 원전이 건설, 운영됐고 마지막은 1988년 넥카베스타임 2호기였다. 2011년 6월 6일 독일 연방정부의 마지막 결정에 따르면 독일원자력법 7장에 준해 독일 내 모든 원전은 2022년까지 멈추게 되었다. 그러므로 17기 상용원전이 앞으로 20년 사이에 해체되어야 한다. 이에 따라 인력과 장비의 수요는 물론 공학기법에 대한 모색이 앞으로 몇 년 동안 활성화 될 것이다. 법적 규범 외에도 다양한 절차가 있다. 이를테면 해체허가이다. 허가가 내려지면 원전 해제가 시작된다. 해체과정에는 원전 분해, 제염, 원전 건물과 기기철거 등 여러 절차가 기다린다. 여기엔 다양한 도구와 장비가 필요하다. 폭 넓은 선택이 중요하다. 또 다른 중요쟁점은 폐기물 처리이다. 해체 과정에는 다양한 폐기물이 나온다. 일반적으로 폐기물 중 2/3는 비원자력 부문에서 나오지만 나머지 1/3은 원자력 부문에서 나온다. 또한 해체는 어마어마한 숙련공이 필요하지만 가용인력은 제한적이다.
결론적으로 독일은 원전 해체를 위한 준비가 잘 되어있다. 규범과 절차 예컨대 해체허가, 다양한 기법과 원자력 분야에서 숙련된 작업경험을 갖춘 인력을 보유하고 있다. 그럼에도 불구하고 독일은 지속적으로 해체기술을 발전시킬 것이며, 이 분야에서 혁신을 꾀할 것이다. 그러므로 이제는 연구소와 기업체가 주도적으로 연구를 혁신으로 변화시켜 미래의 해체를 위해 준비해야 할 때다.
   
서균렬 서울대 원자핵공학과 교수
▲세계 원전 안전 해체, 후쿠시마 사고 이후 재조명(서균렬 서울대 원자핵공학과 교수)=향후 10년간 자그마치 80기가 넘는 상용원전이 해체될 계획이다. 비록 다수 호기가 계속운전에 들어가겠지만 궁극적으로는 언젠가 모두 해체될 것이다. 우리 앞에 성큼 다가온 절대적 과업은 국내·외 안전규제, 엄청난 재원, 혁신적 기술은 물론 숙련된 인력이 어마어마하게 필요하다는 것이다. 지난 몇 년 원전해체는 큰 방사선 누출 없이 잘 꾸려져 왔다.
그럼에도 불구하고 몇 가지 꼭지를 달게 된다. 해체는 얼 만큼 안전한가? 독일과 같이 국가차원의 원전 폐쇄가 가져 올 후폭풍은 무엇인가? 세계 각국은 늘어나는 해체 대상 원전을 감당할 수 있는 산업기반과 필수기술을 갖추고 있는가? 매우 높고 예측이 어려운 해체 비용을 어떻게 메울 것인가? 해체라는 용어는 수명이 다한 여러 원전과 시설에 대한 안전관리를 총체적으로 일컫는다. 해체는 발전소, 연료공장, 연구용 원자로, 농축시설, 방사선 기관, 우라늄 광산, 우라늄 처리시설 등에서 이뤄진다. 잠수함과 쇄빙선과 항공모함 등에 실린 원자로도 해체되어야 한다. 해체의 가장 큰 성장영역은 상용원전이다. 고준위 사용후핵연료의 처리와 토양과 지하수오염을 포함한 시설 전체의 정화작업으로 시작되는 해체는 건물과 원자로심에 가까운 방사성부품들을 포함한 다른 구조의 철거, 강철과 콘크리트가 대부분인 건축자재 처리, 그리고 이들을 안전하게 보관하거나 처리하기 위해 포장, 운반하는 것을 말한다. 해체 작업은 단계별로 기술난제와 인체와 환경에 대한 위험요소를 안고 있으며, 몇십년전 원전설계와 건설, 그리고 이후 운전이력에 따라 좌우된다.
해체되는 폐기물은 대부분 저준위에서 중준위 방사성물질이다. 고준위 방사성폐기물, 즉 사용후핵연료는 원자로의 운전에서 비롯된다. 비록 해체 과정에서 나오는 폐기물의 방사능은 원전 가동 시 나오는 폐기물보다 낮지만 해체 폐기물은 가동 시 나오는 폐기물 보다 훨씬 많다. 원자로가 멈추면 방사능은 시간이 가면서 떨어진다. 원전은 대부분 설계수명을 넘겨도 안전하게 운영될 수 있다. 60년에서 80년까지도 늘어날 수 있다. 또한 현재 건설 중인 63기원전의 총 발전량은 6,100만 ㎾에 이른다. 그러나 모든 원전은 언젠가 해체될 것이고, 그때 나오는 방사성폐기물은 보건, 환경 차원에서 안전하게 관리, 처분해야 한다.
2011년 3월 11일 규모 9.0의 강진과 15 미터 지진해일은 동 일본을 초토화했다. 인명 사상과 주택, 건물 파손은 전대미문의 규모였다. 비극적인 지진과 지진해일에 따른 후쿠시마 원전 사고로 인해 방사성물질이 대기와 바다로 누출됐다. 원전에서 뿜어져 나온 방사성물질은 반경 30㎞ 지역을 사람이 살 수 없고, 논밭을 갈 수도 없는 곳으로 만들었다.
국제적으로 확산된 원전 불안에 대한 정치적 반향으로 몇 나라는 원전 의존 기조에 제동을 걸기 시작했다. 지금까지는 독일을 비롯해 유럽 몇 나라가 원전을 멈추기로 결정했다. 다른 나라에서도 논쟁이 이어지고 있다. 독일 원전건설사는 이제 다시는 어디에도 원전을 지을 계획은 없을 것이라고 발표했다. 계속운전으로 더 오랫동안 운영될 것으로 기대되었던 원전이 설계수명에 다다른 원전들과 합세하면서 해체를 기다리는 원전 수는 크게 늘 것으로 예상된다.
일반적으로 해체에는 3가지 방법, 즉 조속 해체, 장기 해체, 매립이 있다. 모든 방법은 폐쇄 시기와 처리 후 시설을 어떻게 사용할 것인지에 대한 명확한 결정이 일찌감치 이뤄져야 한다. 또한 적절한 비용, 숙련된 인력, 규제감독 기관, 폐기물 보관 및 처리 시설 등이 필요하다. 해체는 단순히 철거가 아니다. 해체는 원자로, 증기발생기, 펌프와 탱크 등 기기와 수㎞에 달하는 배관을 포함한 주변 설비로 이루어진 방사화된 복잡한 계통과 방대한 구조물을 체계적으로 해체하는 것을 말한다. 이 같은 해체는 원전을 건설하는 데 필요한 만큼의 충분한 시간, 재원, 상세계획 그리고 면밀한 시공이 필요하다. 또한 원전 건설에 버금가는 전문성과 규제감독이 필수적이다.
원자력산업은 고도로 지능화된 해체 과정, 즉 더 안전하고 빠르고 비용이 적게 드는 해체 과정을 위해 지속적으로 새로운 기법과 기술을 개발하고 혁신해야 한다. 더 나아가 이 같은 도전을 이겨나가기 위해 해체기술 발전의 지속적인 진화를 지원할 수 있는 정책과 장치가 필요하다. 연구는 지식기반에 기여할 수 있을 뿐만 아니라 해체에 대한 과학적 버팀목이 될 것이다.
앞으로 10년, 수십 조 원 규모의 해체 시장이 가파르게 성장하리라 기대된다. 해체산업의 과업에 따라 원전의 미래가 결정될 수 있다. 도전은 기술뿐만 아니라 정치, 재원, 사회, 그리고 환경에서도 나타날 것이다.
▲중국 원전 안전 과제(쳉쉬 중국 샹하이쟈오통대 교수)=중국 경제개발의 병목 현상 중 하나는 지속가능한 친환경에너지 공급이다. 2020년에는 중국의 전력수요가 2010년 수준의 2배가 될 것으로 기대된다. 현재 전력생산의 80% 이상은 화석연료에서 나온다. 최근 중국은 미국을 앞서 세계에서 가장 많은 이산화탄소를 배출하는 나라가 됐다. 공기오염은 중국경제의 지속가능한 개발에서 가장 심각한 문제가 됐다.
재생에너지와 수력의 한계 때문에 원자력이 안전하고 깨끗하고 지속가능한 에너지원으로 고려돼 있다. 추측 건데 2020년 중국은 총 8,800만㎾ 발전량 중 원자력으로 5,800만㎾가 생산될 것이며, 3,000만㎾규모가 건설 중일 것이다. 중국 원전 전문가들에 따르면 2030년 중국의 총 발전량은 2억㎾가 될 것이며, 2050년에는 4억㎾가 될 것이다. 후쿠시마 사고 이후 원전 안전은 원전 개발에 있어 가장 중요한 안건이며 가장 도적적인 과제이기도 하다. 원전 안전의 개선은 연구개발, 교육훈련, 국제협력과 같은 여러 측면에서 고려되어야 한다. 최근 원전안전과 중대사고 연구가 급속하게 성장하고 있다. 중국의 연구개발은 잘 조율되고 있다.
원전 산업과 연구 및 대학을 포함한 안전연구공동체가 밀접한 협력과 교류를 추진하고 있다. 중국 중앙정부, 지자체, 그리고 원전 산업이 지원하는 여러 사업이 진행 중이다. 아주 최근 국가에너지행정원은 후쿠시마 사고와 직접적인관계를 가지고 있는 연구를 승인했다. 새로운 계획에 따르면 안전연구를 위한 더 탄탄한 초석과 공동체가 만들어질 것이다. 원전 안전의 독특함은 교육과 훈련에 대한 특별한 필수조건을 요구한다. 대규모 원전 안전 기술인력 수요를 충족하기 위해서는 상당한 노력이 필요하다. 중국에서는 젊은 핵공학인력 교육이 원전 개발의 병목 중 하나이다. 매년 1,000만㎾ 수준의 원전 성장을 위해 매년 수천 명의 원전 기술자가 필요하다. 대량의 핵공학인력을 양성하기 위해 여러 중국대학이 원자력학과를 만들었다.
후쿠시마 사고의 교훈 중 하나는 국제협력과 교류를 한층 더 밀접하게 하는 것이다. 핵공학 특히 원자력안전은 한 국가 수준에 머물지 않고 국제적 쟁점이다. 밀접한 국제협력과 교류는 연구개발의 도전적 과제를 달성하고 수준 높은 교육과 훈련을 성취하는데 의미 있는 기여할 것이다.
▲원전 해체와 중대사고관리 대비책(오카모토 코지 일본 토쿄대 교수, 일본원자력학회 제염해체연구부회장)=일본은 1960년대부터 60기원전을 지었다. 첫 원전은 JPDR 이라 불리며 도카이에 있다. 일본원자력연구소가 운영하는 12,500㎾급 비등경수로였다. 1963년부터 1976년까지 발전하다 1986년부터 1996년 해체되었다. JPDR 해체와 분리 사업은 우리에게 해체기술에 대한 많은 지식과 경험을 주었다. 이외 58기원전은 민간전력회사가 운영하고 있다. 대부분이 20년 넘게 운영됐다. 현재 가장 오래된 원전은 42년 됐다. 일본은 다른 나라보다 지진이 비교적 많은 나라이다. 또한 여러 경제적 이유로 4기의 원전이 해체단계에 들어갔다. 2005년 정부는 안전한 해체를 위해 법을 개정했다. 해체 전 전력회사는 해체계획을 제출하고 승인을 받아야 한다. 계획 안에는 분리, 청소, 폐기물 관리 등에 관한 안전문제를 규범에 맞게 대처하는 내용이 있어야 한다. 법의 요구는 성과 기반 규칙이다. 그럼으로 규칙을 실행하기 위해 표준이 정해져야 했다. 일본원자력학회에서는 2006년 해체기획 지침규준을 마련했고 2012년 수정했다.
일본원자력학회는 해체와 분리 과정에서 일어날 수 있는 지진과 화재 방어를 포함한 해체와 분리 기준과 해체와 분리 기술목록 등을 만들 계획이다. 안전한 해체를 실행하기 위해 전 세계의 지식을 고려해야 한다. 미국과 독일은 풍부한 해체 경험을 갖고 있다. 이들 고급지식의 상당 부분이 지침서에 포함됐다. 또한 일본의 4기원전이 해체 단계에 들어갔다. 이들의 경험도 지침서에 포함되었다. 사고 이후 후쿠시마 원전 4 기가 해체 단계에 있다. 그러나 사고 원전의 해체는 일반 원전 해체와 매우 다르다. 미국 쓰리마일 사고와 비교하면 녹아내린 핵연료 더미를 안전하게 빼내는 것이 가장 큰 도전이 될 것이다. 또한 발전소 자체가 방사능에 오염됐다. 어마어마한 양의 방사성물질이 널리 퍼져 있어 조만간 방사성폐기물 처리가 큰 골치 덩어리가 될 것이다. 후쿠시마에서의 낙진 또한 큰 문제이다. 일본 정부와 토쿄전력은 안전해체와 관련 여러 난제에 직면해 있다. 그럼에도 불구하고 후쿠시마 원전의 해체야말로 일본 미래의 가장 중요한 쟁점이다. 안전해체를 위해 전 세계의 협력과 도움이 필요하다.
▲재료과학 공학자가 본 원전 경년열화(오다 타쿠지 서울대 원자핵공학과 교수, 前 토쿄대 교수)=오늘날 한국을 포함한 여러 나라에서 원자력은 중요한 에너지 원 중 하나이다. 전 세계 많은 원전은 1970년대 건설됐다.
일부는 이미 설계수명 기간과 수명갱신·연장기간을 넘겼으며 일부는 운영이 중단됐다. 원전 수명은 기존 원전과 구 원전을 대체할 새로운 원전 그리고 다른 에너지 자원의 비용(대체비용 또는 안전기준을 준수하기 위한 유지비용), 전력수요, 발전량, 여론 등의 비교를 기반으로 정해진다. 기존 원전이 수명연장을 받거나 해체되거나 원전의 장기적 안전을 보장키 위해 원전의 경년열화 관리가 필수적이다.
경년열화 관리에서는 ▲구조, 계통, 기기의 안전기능의 변화 탐지 ▲이와 관련된 안전여유도 감쇄 대응 ▲건전성 상실이나 성능 저하가 오기 전에 대처가 필요하다. 국제원자력기구 안전기준 (NS-G-2.12)에 따르면 변화는 두 가지로 나뉠 수 있다. 하나는 구조, 계통, 기기의 물리적 노후로 인한 성능 저화와 다른 하나는 구조, 계통, 기기가 설계 당시 대비 현재 지식, 기준, 규제, 기술로 말미암아 구식이 되는 것이다. 이런 노화는 당장 안전을 해치지는 않을지라도 대부분의 경우 부정적 효과를 가지고 온다. 만약 부정적 효과가 안전을 상당히 위협하는 거라면 적절한 시기에 시정조치가 이뤄져야 할 것이다.
구조, 계통, 기의 경년열화는 기본적으로 재료와 연결된다. 즉 피로, 균열 그리고 기능저하를 말한다. 소위 방사화, 즉 핵물질의 특성인 중성자 조사로 인한 재료 파손이 물리적 경년열화에 큰 영향을 미친다. 그 결과 방사화 (형성, 축적, 복구)의 진행을 억제하고 이해하기 위한 연구와 방사선이 재료 성능에 미치는 영향에 대한 연구가 광범위하게 이뤄졌다.
예를 들어 중성자 조사 취화는 기존 균열에 의해 발생하는 파손에 저항하는 물성을 떨어뜨린다. 이 현상은 원전 안전에 직결된다. 취화를 평가하기 위한 방법을 찾기 위해 중성자 조사 취화에 대한 방대한 자료가 모였고, 현상학적 실증적 방법으로 물질의 취화를 모사하기 위한 추이곡선을 측정했다. 그 결과 원자 차원에서 일어나는 현상을 촉진하고 분석하기 위한 실험과 전산방법론의 발전으로 연구는 과학적 결과에 기반한 모형에 의존하는 기술 기반적으로 전환하였다. 비록 더 광범위한 실험 자료를 사용해 모형을 검증해야 하지만 이미 불확실한 예측이 줄고 더 정확한 기술기반의 모형들이 확인되었다. 이 같은 연구 방향은 원전의 장기적 안전과 노후관리의 신뢰성을 높일 것이다.
그러나 재료과학, 공학의 발전에도 불구하고 핵 재료 관련 현상을 모두 이해하는 것은 불가능하다. 모형에는 항상 고려되지 않은 미지수가 있다. 이 같은 미지수를 발견해 줄여 나가기 위해 지속적인 연구 특히 기초연구가 필요하다. 재료 노후 외에도 핵공학의 노후 자체가 또 하나의 주요 쟁점이 될 수 있다. 1960-80년, 핵공학은 최첨단 과학기술 중 하나로 많은 젊은이들을 끌어 모았다. 그러나 현재는 그렇지 않다. 핵공학의 기틀은 이미 다져져 현재 새로운 연구개발은 비교적 더디고 미온적이다. 핵공학의 노후는 핵공학 인력자원의 노후를 불러온다. 이는 다시 핵공학의 노후를 가속시키고, 핵공학의 질도 점차 떨어질 것이다. 원전의 장기적 안전 운영을 위해 그리고 성공적인 완전한 장기 해체와 사용후핵연료 관리를 위해 이 같은 핵공학의 측면 또한 진지하게 고려되어야 할 것이며 해결책이 시급하다.
▲국내원전 안전점검 과제와 해체기술 조기확보 방안(김용수 한양대 원자력공학과 교수 발표, 김규태 동국대 원자력공학과 교수)=후쿠시마 원전사고는 전 세계로 하여금 원자력 발전의 안전에 대해 다시금 돌아보게 되는 계기가 됐다. 이번 후쿠시마 사고는 미국의 설계에 따라 건설됐다, 원자력 선진국이라는 일본에서 운영되고 있던원자로라는 사실에 비록 저항할 수 없는 천재지변에 기인한 사고라 하지만, 그 충격은 대단한 것이다.
이 후쿠시마 사고는 우리로 하여금 ‘원전은 사고가 일어나는 것을 방지할 수 있을 만큼 충분히 안전하다’는 사고에서 ‘우리가 늘 안전하게 운영해 통제하지 않는다면 원전사고는 언제나 발생할 수 있다’라는 사고로의 전환을 요구하고 있다. 또 하나, 후쿠시마 사고는 현재 많은 국가에서 진행하고 있는 원전수명 연장 정책에 대한패러다임의 전환도 요구하고 있다.
후쿠시마 원전은 건설 된지 30∼40년이 지난 원자로이지만 매우 모범적으로 운영돼 있는 원전으로 알려져 있다. 사실 모든 공학시스템의 고장 확률은 수명이 다 되갈수록 가파르게 상승한다. 아마 후쿠시마 원전이 자체의 사고 저항력도 많이 낮아져 있었음에 틀림없다. 고장은 사고와 사촌간이다. 따라서 낡은 원전을 수명을 연장해가며 사용하는 것보다 일정수준이하의 저항력을 갖는 원전은 해체하는 것이 전 세계의 원전안전을 위해 필요하다.
또한, 우리는 향후 막대한 전 세계 원전 제염 해체 시장에 대한 준비도 시작해야 한다. 현재 우리나라의 경우 10년 연장한 수명도 다해가는 고리 1호기와 40년 수명이 막 끝난 월성 1호기의 수명연장에 대한 논의가 분분하다.

 

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