2015 원자력백서

한⋅미 원자력협력협정 개정 협상 초기에는 주로 양측 간 기존입장을 타진하는 선에서 전개되어 실질적인 협상성과 창출이 어려웠으나, 2013년 박근혜 정부 출범 이후 한국의 협상 강화 노력을 통해 본격적인 협상전개에 진전을 이루었다. 핵심사항으로는 한⋅미 원자력협력협정의 일부조항 개선에 국한하지 않고 협정문안 전체에 대해 선진적⋅호혜적 내용으로의 신 협정 문안 협의에 초점을 두었다. 즉, 현행 협정의 일방적 통제체제에서 상호 대등한 협력체제로의 개선에 노력하였고, 사용후핵연료 관리⋅원전연료의 안정적 공급⋅ 원전수출 증진의 3대 중점추진 분야에 대해 실질적인 성과가 나타날 수 있도록 추진하였다. 이와 함께 원자력 연구개발, 산업, 교역, 핵 비확산, 안전 등 원자력의 평화적 이용 전반에 걸쳐 미래지향적⋅전략적 협력체제 마련에 목표를 두어 왔다. 막바지 단계에 접어들고 있는 한⋅미 원자력협력협정 개정협상은 현 협정이 2016년 3월 만료예정임을 감안할 때 2015년 상반기 이내에 종결될 것으로 예상된다. 우리나라는 선진국보다 늦은 1980년대에 소규모로 소듐냉각고속로에 대한 기초기술 연구를 수행해오다가 1997년부터 원자력연구개발 중장기계획사업을 통해 본격적으로 연구개발에 착수하여, 2001년에는 소형 소듐냉각고속로인 칼리머(KALIMER-150) 설계개념을 완성하였다. 칼리머원자로는 국내 최초의 소듐냉각고속로 개념설계이며 미국의 PRISM 원자로에서 출발한 개념이다. 2002년부터 2006년까지는 중형 소듐냉각고속로인 KALIMER- 600 개념설계를 완성하였는데, 이는 우리 기술력을 바탕으로 한 독창적 개념의 원자로이다. 비록 선진국보다 뒤늦게 소듐냉각고속로 개발이 시작되었고, 선진국과는 달리 소듐냉각고속로 건설경험은 없지만 국내 고속로 설계능력은 상당한 수준으로 평가받고 있다. KALIMER-600은 2002년에 미국과 일본의 소듐냉각고속로 개념과 함께 제4세대 소듐냉각고속로 국제공동연구의 참조개념으로 선정된 바 있다. 또한 2008년 10월에는 미국 GE-Hitachi사와 한국원자력연구원간에 기술공급 MOU(PRISM Support Services Agreement)를 체결함에 따라, 한국원자력연구원이 2009년 하반기에 미국 PRISM 원자로와 국내 개발 소듐냉각고속로(KALIMER-600)와의 설계특성에 대한 비교⋅분석 결과를 제공하였다. 2011년 11월 21일 제1차 원자력진흥위원회에서 수정된 추진계획에 따라 2028년 제4세대 소듐냉각고속로 원형로 건설을 목표로 150MWe급 원형로 개념설계를 수행 중에 있으며, 2011년 12월 소듐열유체 시험시설 STELLA-1(Sodium Integral Effect Test Loop for Safety Simulation and Assessment)을 구축하고 인허가 획득 및 시운전을 거쳐 2014년에 잔열제거계통 열교환기 성능시험을 완료하였다. 원자력 선진국들은 안전성과 경제성의 획기적인 향상과 더불어 방사성폐기물 발생량의 최소화 등을 목표로 다양한 미래형원자로를 개발하고 있다. 이에 우리나라도 우라늄 자원의 한계성을 극복하고 처분 폐기물 양을 감축하는 등 고유의 안정성 및 핵확산저항성을 갖는 핵심기술을 확보하기 위해 우리 고유의 원자로 시스템 개발을 적극 추진하고 있다. 또한 미래 수소경제시대를 대비한 원자력 이용 수소생산 시스템 개발 및 한국 고유모델의 핵연료 기술 확립을 목적으로 미래형원자로시스템을 개발하고 있다. 미래 핵심기술 개발 및 안정적 원자력 에너지 공급을 위한 미래형 원자로시스템 분야는 '제4세대 원자력시스템 핵심기술 확보'를 최종목표로 사용후핵연료를 파이로공정을 거쳐 재활용할 수 있는 소듐냉각고속로(Sodium- cooled Fast Reactor : SFR) 설계기술 확보, 원자력을 이용하여 수소를 경제적으로 대량 생산할 수 있는 원자력 수소 핵심기술 개발이 그 중심에 있다. 원자력기술개발사업은 원자력연구개발 5개년 계획의 연구개발 목표를 달성하기 위해 원자력안전, 미래형원자로시스템, 핵연료주기, 원자력원천기술 등 4개 분야로 나누어 추진되고 있다. 원자력기술개발은 특히 「미래 원자력시스템 개발 장기 추진계획(2008년 12월)」에 따라 2030년대 세계 원전시장을 주도할 미래 원자력시스템 핵심기술 확보와 지속가능한 원자력 이용을 위한 세계 최고 수준의 사전 예방적 안전관리 기술개발 강화, 원자력 기술 경쟁력 제고 및 국제 틈새시장 공략을 위한 미래 유망⋅강점기술 개발을 목표로 추진하고 있다. 원자력기술개발사업은 원자력안전 연구 인프라를 토대로 최고 수준의 원자력안전기술 역량확보를 위하여 원자력 안전 분야를 추진하고 있다.또한 미래형원자로시스템 분야는 핵비확산성⋅경제성⋅안전성⋅지속가능성이 대폭 향상된 제4세대 원자력시스템(Gen-Ⅳ) 핵심기술 확보를 목표로 하고 있다. 원자력시설 해체는 영구정지(Shutdown) 후 해체준비, 제염(오염제거), 절단, 폐기물처리, 그리고 시설부지의 환경복원을 거쳐 마무리되며, 원전의 경우 약 20년 정도 소요된다. 특히 고방사성의 극한 환경에서 적용해야 하는 고난이도의 기술이므로 원자력의 지속적 이용을 위해서도 안전하고도 경제적이고, 친환경적인 원전해체기술 확보가 필수적이다. 향후 중⋅장기적으로 국내에서 필요한 원자력시설 해체를 성공적으로 수행하기 위해서는 독자적인 원천기술 확보가 필요하다. 후쿠시마 원전사고 이후 국내에서 원자력 안전 및 원자력시설 해체에 대한 관심이 커지고 있는 상황에 따라 미래창조과학부는 선진국 대비 70% 수준인 해체기술 자립을 위해 원자력진흥위원회 심의⋅의결(2012년 11월 20일)을 통해 '원자력시설 해체 핵심기반기술 개발 계획'을 수립한 바 있다. 미래에너지 수요의 충족과 누증되는 사용후핵연료 저감에 대한 국민 수용성 확보를 위해서는 사용후핵연료의 안정적 재활용이 가능한 순환핵연료주기 기술개발이 필수적이다. 이에 따라 원자력 선진국인 일본, 프랑스, 러시아, 미국 등을 중심으로 경제성이 향상되고 핵확산저항성이 증가된 선진 핵연료주기 기술개발이 계속되고 있으며, 기술 선점을 위한 경쟁이 가속화되고 있다. 우리나라는 선진 핵연료주기 기술실증을 통한 재활용 기반 구축을 위한 연구가 진행되고 있다. '파이로 폐기물 처리기술 개발'에서는 파이로 공정 발생 TRU 함유 고방사선 폐기물 감용을 위한 혁신기술 및 공정을 개발하였으며, '파이로공정 기술개발'에서는 사용후 핵연료 전처리공정, 전해환원공 정, 전해정련공정, 전해제련공정 및 폐기물 처리공정의 장치 구축, 시운전 및 가열시험을 통한 성능검증 및 개량이 이루어졌다.