“iKSNF의 설립목표는 사용후핵연료를 안전하게 저장하고 영구처분하기 위한 핵심기술을 2029년까지 선도국 수준으로 확보하는 것이다. 또 단계별로 확보되는 기술적 성과들은 향후 500m 깊이의 지하연구시설(URL)에서 ‘영구처분 기술이 안전한 것인지’ 실증 등을 거쳐 최종 사용후핵연료 관리시설(영구처분장) 건설에 직접적으로 활용될 전망이다.”

탄소중립을 위해 선택한 원자력발전에 대한 의존이 높아질수록 ‘사용후핵연료(고준위방사성폐기물)를 어떻게 안전하게 관리할 것인가’는 중대한 도전이 됐다. 사용후핵연료(Spent Nuclear Fuel)는 원자력발전소에서 사용된 후 인출된 핵연료로 ‘사용전핵연료’와 달리 높은 열과 방사능을 방출하기 때문에 체계적이고 안전한 관리시스템을 통해 열과 방사능이 감소하도록 일정 기간 저장한 후 영구처분하는 과정이 필요하다.

지난 4월 국내 사용후핵연료 장기관리 문제를 해결하기 위해 출범한 ‘사용후핵연료 관리 핵심기술개발 사업단(iKSNF, Instiute for Korea Spent Nuclear Fuel)’이 대전시 소재 한국원자력연구원 내 원자력성과확산관에 터를 잡고 본격적인 활동에 돌입했다.

사업단은 오는 2029년까지 ▲사용후핵연료를 발전소 외의 별도의 부지에 모아 심층저분하기 전까지 지상에 저장하는 ‘중간저장’의 안전성 실증기술 확보 ▲500m 지하의 안정한 암반으로 이뤄진 지하연구시설(URL)를 이용 심층처분의 안전성 실증 ▲심층처분시설의 건설과 운영의 안전을 규제하기 위한 제반요건과 지침 등 규제 기반기술 등을 확보하는 것이 주요목표다. 또 다부처 사업인 만큼 사업단 예산은 ▲과학기술정보통신부(2133억5000만원) ▲산업통상자원부(1678억4000만원) ▲원자력안전위원회(425억6000만원)가 총 4246억5000만원이 투입될 계획이며, 올해 투자금액은 412억 원이다.

지난 4일 본지와 만난 김경수(사진ㆍ現 한국방사성폐기물학회장) iKSNF 단장은 “사용후핵연료 관리 핵심기술개발 사업은 다부처 사업의 장점을 살려 부처별로 역할을 분담하고 기술실용화가 가능하도록 연계 설계됐고, 부처 간 협력과 협업을 통한 시너지 증대와 효율성 극대화를 위해 지난해 말부터 사업단이 발족해 운영되고 있다”면서 “특히 지난해 6월 「사용후핵연료 저장처분 안전성 확보를 위한 핵심기술 개발사업」예비타당성 조사가 최종 통과돼 올해 초 상세기획, 과제선정 등의 절차를 거쳐 현재 사업이 본궤도에 올랐다”고 설명했다.

사용후핵연료 관리 핵심기술개발 사업단(iKSNF, Instiute for Korea Spent Nuclear Fuel)은 총 3대 전략, 7개 중점과제을 마련하고, 기술개발 활용성 및 연계성을 위해 주무부처별 역할을 분담했다. ⓒ사진제공=iKSNF
사용후핵연료 관리 핵심기술개발 사업단(iKSNF, Instiute for Korea Spent Nuclear Fuel)은 총 3대 전략, 7개 중점과제을 마련하고, 기술개발 활용성 및 연계성을 위해 주무부처별 역할을 분담했다. ⓒ사진제공=iKSNF

이번 사업은 각 원전에서 저장 중인 사용후핵연료를 안전하게 관리하기 위한 국내 기술 확보를 위해 저장(▲저장안전성 검증기술 ▲저장안전성 검증장비 ▲사용후핵연료 안전정보시스템), 처분(▲부지적합성 평가기술 ▲처분안전성 입증자료구축 ▲처분안전성 평가기술 ▲처분안전성 실증기술), 안전규제(▲처분시스템 세부규제요검 ▲처분 종합안전성 검증체계) 분야를 포함하는 3대 전략ㆍ7개 중점과제로 구성했다.

또 한국원자력연구원, 한국원자력환경공단, 한국원자력안전기술원, 한국지질자원연구원 등 관련 분야에서 최고의 전문성을 가진 주관연구개발기관과 한국수력원자력, 한전원자력연료, 서울대학교, 한국재료연구원 등 40여개 기관들이 참여하고 있다. 이들 산학연은 탁월한 팀워크를 발휘해 연구개발수행 주체로써 사업의 성공적 성과목표달성을 위해 최선을 다하고 있다.

김 단장은 “특히 심층처분시스템 안전규제 기반 구축 과제는 사용후핵연료 저장ㆍ처분 기술 개발과 별도로 심층처분시스템의 규제요소와 안전성 검증기술을 독립적으로 개발해 심층처분과 관련한 기술의 객관성과 신뢰성을 확보할 계획”이라고 밝혔다.

사업의 최종성과 목표는 개발된 핵심기술을 종합해 IAEA 등 국제기구의 검토를 거친 안전성 입증 보고서를 발간하고, 규제요건에 부합한 사용후핵연료 저장ㆍ처분 안전성 실증 핵심기술 40여 건을 확보하는 것이다.

사용후핵연료 관리 핵심기술개발 사업단(iKSNF, Instiute for Korea Spent Nuclear Fuel)은 기존에 사용후핵연료 분야에서 추진되 R&D와 연계해 추진하고, 결과물은 고준위방사성폐기물(High Level Radioactive Waste) 관리사업에 활용할 계획이다. ⓒ사진제공=iKSNF
사용후핵연료 관리 핵심기술개발 사업단(iKSNF, Instiute for Korea Spent Nuclear Fuel)은 기존에 사용후핵연료 분야에서 추진되 R&D와 연계해 추진하고, 결과물은 고준위방사성폐기물(High Level Radioactive Waste) 관리사업에 활용할 계획이다. ⓒ사진제공=iKSNF

김 단장은 “우리나라도 핀란드, 스웨덴 등과 같이 장기간에 걸친 연구를 통해 단계적으로 심층처분기술의 안전성에 관한 실증과정을 거친 사용후핵연료의 안전한 처분을 위해 국내 지질조건에 적합한 처분시스템을 개발하고, 그 성능과 안전성을 입증해야 하는 과정을 단계적으로 밟아나가야 한다”고 강조했다.

그러면서 그는 “모든 과제를 성공적으로 이끌어 사용후핵연료 저장ㆍ처분기술를 적기 확보하는 것은 물론 사업단을 중심으로 ‘사용후핵연료 관련 연구개발’의 콘트롤타워로서 사용후핵연료 문제를 해결하고, 국민안심 사회구현에 이바지할 수 있도록 최선의 노력을 다하겠다”고 다짐했다.

한편 10월말 현재 우리나라는 총 26기 원전 내(영구정지된 고리 1호기와 월성 1호기 포함)사용후핵연료 임시저장시설에  총 35만124다발(경수로형 2만724다발, 중수로형 32만9400다발)이 저장돼 있다. 중수로인 월성원전은 저장시설의 포화에 대비해 지난해 9월부터 조밀건식저장시설(MACSTOR) 확장공사를 진행 중이지만 경수로는 2029년 한빛원전을 시작으로 한울원전(2030년), 고리원전(2031년), 신월성원전(2042년)이 순서로 포화될 예정이다.

사용후핵연료의 최종 목표는 영구 처분이다. 물론 처분장이 있으면 간단한 문제다. 발전소에 저장했다가 열과 방사선이 감소되면 처분장으로 보내면 된다. 그러나 아직까지 전 세계적으로 사용후핵연료 처분장을 운영하는 국가가 없을 만큼 사용후핵연료 처분장 마련은 어려운 문제다.

우리나라의 경우 지난 정부들은 2009년에 법제화된 공론화를 2013년 10월부터 20개월간 거쳐 2016년 7월 고준위 관리 기본계획 확정 후, 공론화위원회 권고안과 지역의견 등을 전향적으로 수용해 ‘고준위방사성폐기물 관리시설 부지선정절차 및 유치지역지원에 관한 법률(안)’을 마련했다.

그러나 문재인 정부는 2016년 수립한 ‘고준위방사성폐기물 관리 기본계획’에 대한 재검토 수순을 밟았고, 재검토 22개월 만인 지난 3월 ▲사용후핵연료 관리원칙 ▲정책결정체계 ▲영구처분시설 및 중간저장시설 확보 ▲관리시설 부지선정 절차 ▲관리시설지역 지원원칙 및 방식 ▲임시저장시설 확충 ▲사용후핵연료 발생량 및 포화전망 ▲사용후핵연료 관리 기술개발 등 ‘사용후핵연료 정책 대(對)정부 권고안’이 발표됐다.

또 ‘사용후핵연료 정책 대(對)정부 권고안’ 이후 지난 9월 23일 국회 산업통상자원벤처중소기업위원회 소속 김성환 의원은 사용후핵연료와 고준위방사성폐기물 문제를 해결하기 위한 독립된 행정위원회 설립과 부지선정 절차 등을 법제화한「고준위 방사성폐기물 관리에 관한 특별법」을 발의한 바 있다.

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