2010년도 원자력발전백서

이렇게 1986년도부터 시작된 방사성폐기물 처분시설 부지확보를 위한 노력은 19년간 9차례의 실패를 거듭하면서 국가적인 난제로 떠올랐다. 사업주체도 수차례 바뀌며 난항을 거듭했다. 정부는 사업실패의 원인을 투명성 부족과 안정성에 대한 국민홍보 부족 등으로 판단하고 주민투표제를 도입하는 등 방사성폐기물관리사업의 추진과정에서 주민참여를 제도화하였고 2004년 중∙저준위방사성폐기물 영구처분시설과 사용후연료를 분리 추진키로 하면서 큰 전환점을 맞이했다. 2004년 12월 17일 제 253차 원자력위원회는 기존의 중∙ 저준위방사성폐기물 영구처분시설과 사용후연료 중간저장시설을 수용하는 방사성폐기물 종합관리시설을 건설하기로 한 방사성폐기물 관리대책(249차 원자력위원회, ’98.9.30)을 변경하여 분리추진을 심의∙의결했다. 영구처분 외에는 다른 대안이 없고 이미 세계 여러 나라에서 수십년 동안 안전하게 운영돼 시설 안전성이 입증된 중∙저준위방사성폐기물 영구처분시설을 먼저 확보하기로 하면서 부지확보가 보다 용이해진 것이다. 국내의 방사성폐기물 관리현황을 살펴보면, 중∙저준위폐기물의 경우 원자력발전소 운영 중에 발생한 폐기물이 총 86,757드럼(200리터 기준)으로 발전소 부지내 임시저장시설에서 관리되고 있으며, 방사성동위원소 이용기관에서 발생된 동위원소폐기물은 총 25,424드럼(200리터 기준)으로 대전 원자력연구원 구내의 임시저장시설에서 관리되고 있다. 경수로(고리, 영광, 울진)와 중수로(월성) 두 종류의 원자로에서 각각 형태가 다른 사용후연료가 발생하는데, 2009년말 현재 누적 발생량은 총 10,761톤으로 발전소별로 특수 설계된 철근콘크리트 구조물 형태의 습식저장시설 또는 건식저장시설에서 안전하게 저장 관리되고 있다. 사용후연료는 2004년 12월 개최된 제253차 원자력위원회의 의결에 따라 각 원전별로 저장능력을 확충하여 2016년까지 원전부지 내에서 안전하게 저장할 계획이다. 처분시설의 안전은 폐쇄 후 장기 안전성확보에 목표를 둠에 따라 처분시설 운영단계에서부터 장기적인 관점에서 안전확보 대책을 강구하며, 이러한 제반 안전확보 대책의 타당성에 대한 안전성평가를 통해 안전을 확인한다. 방폐물관리공단에서 현재 건설∙운영허가 후속조치로 수행 중인 폐쇄후 안전성재평가는 안전확보 노력의 일환으로, 건설∙운영허가시 안전성평가 결과에 대한 보수성을 확인함으로써 안전여유도를 제시할 것이다. 안전성재평가 시 동굴과 사일로 굴착 중 추가로 취득되는 부지특성 자료 및 상세 설계내용이 반영되며, 사일로 주변 지하수 유동해석과 연계된 2차원 핵종이동모델링 관련 안전성평가 전산코드를 개발 중이며 핵종이동평가 및 생태계영향평가 분야의 상세모델링을 위한 통합해석모듈을 개발 중이다. 이와 더불어 안전평가 정보관리시스템을 구축, 운영함으로써 안전성평가 근거에 대한 종합관리체계 및 안전성 평가 품질보증체계를 수립할 예정이다. 처분시설 운영이 부지환경에 미치는 영향 판단에 필요한 기준 설정을 위하여 현재 건설 중 부지감시를 수행 중이며, 부지감시는 처분시설의 운영 전부터 폐쇄 후까지 각 단계에서 변화가 예상되는 주요 부지특성에 대해 지속적으로 수행될 것이다. 이와 더불어 부지환경 변화에 대한 관리기반 및 처분시설의 안정적 운영기반 마련을 위하여‘부지감시 종합관리시스템’을 구축하여 연내에 시범운영할 계획이다. 상기 시스템은 부지감시활동과 감시자료에 대한 통합관리∙운영기능과 이상현상 발생 시 대응조치 기능, 감시자료 외부공개 기능 등을 구현하며, 부지현황에 대한 정보화기반 구축으로 부지안전성을 가시적으로 확인할 예정이다. 한편 처분시설의 운영 및 증설에 있어 안전관련 주요사항에 대한 독립적인 검토와 감사를 수행함으로써 처분시설 종사자 및 환경을 보호하고 공중의 안전∙보건, 비용의 효과성과 운영의 효율성을 도모하고자 2009년 방사성폐기물안전위원회(KRRB)를 구성하여 운영 중이다. 본 위원회의 주요 활동은 심의와 점검으로 구성되며, 심의활동의 대상은 처분시설 안전에 직접적으로 영향을 미치는 건설∙운영허가사항의 변경 등 안전관련 주요사항이다. 이처럼 원전연료는 화석연료와는 달리 정련, 변환, 농축, 성형가공 등 여러 단계의 공정을 거쳐 만들어지며, 설계단계에서부터 안전성을 최우선으로 고려하여 제작되는데 우리나라는 연간 약 4,000톤의 우라늄(정광기준)을 사용한다. 원자로에 장전된 연료는 경수로의 경우 3~5년, 중수로의 경우 1년 동안 연소되며, 사용후 연료는 장기간 저장 후 직접 처분하거나 미연소된 우라늄 또는 플루토늄을 회수하여 재활용할 수도 있다. 우리나라는 한미원자력협력협정 및 한반도 비핵화 선언(’91)에 따라 국내에 민감시설인 농축 및 재처리시설을 보유할 수 없어, 우라늄 정광에서 부터 변환, 농축(Enrichment Services)까지 해외에서 구매하고 있으며, 원전연료 성형가공(Fabrication) 분야에서는 1980년대 이후 에너지 안보와 원전 연료주기 기술확보를 위해 많은 노력을 기울인 결과, 현재는 소요량 전량을 국내(한전원자력원료(주))에서 자체기술로 성형가공하여 발전소에 공급하고 있다. 원자력발전소의 연료로 사용되는 우라늄은 석탄, 석유 등의 화석연료와 달리 아주 적은 분량으로 다량의 전기를 생산할 수 있으며, 이러한 우라늄은 채광, 정련, 변환, 농축 및 성형가공 등 일련의 가공과정을 거쳐 원자력발전소에 사용가능한 형태인 연료집합체로 제작된다. 이렇게 제작된 원전연료는 원자로에 장전되어 경수로의 경우 3~5년, 중수로의 경우 1년 동안 연소되며, 연소후 인출된 사용후연료는 장기간 냉각 후 영구처분 되거나(Once-through Cycle), 또는 미 연소된 우라늄 및 생성된 플루토늄을 회수하기 위해 재처리과정(Reprocessing and Recycling)을 거친 후 영구처분 된다. 우리나라의 경우, 영구처분이나 재처리에 대한 국가정책이 결정되지 않아 사용후연료를 중간 저장하고 있다. 제 253차 원자력위원회(’04.12.17)에서 사용후연료를 2016년까지는 원전 부지 내 저장용량을 확충하여 각 원전 부지별로 관리하고, 중간저장시설 건설을 포함한 사용후연료 관리방침에 대해서는 국가의 정책방향과 국내∙외 기술개발 추이 등을 감안하여 결정하되 충분한 논의를 거쳐 국민적 공감대하에서 추진하되 적기에 결정하기로 의결한 바 있다. 기체확산법을 사용하는 미 USEC 및 프랑스 AREVA의 농축공장은 낮은 효율성, 노후화 및 생산원가 상승에 따라 경제성 저하로 인하여 운영을 제한하여 2013년 이후 점차 가동중단 예정이며, 러시아 TENEX 및 유럽의 Urenco 기존공장은 지속적으로 증량을 추진 중이다. 또한, 기체확산법을 사용하는 기존 노후설비 교체 및 소요량 증가에 대비하여 신규공장의 건설이 추진되고 있으며, 이에 따라 막대한 자금 소요가 예상된다. 1990년대 초부터 러시아의 서방세계 진출 및 1995년 이후 러시아 핵무기에 따른 고농축우라늄(HEU)의 희석공급으로 인하여 농축역무 가격은 하락하였으나, 2000년대에 들어서 미국 USEC사의 유럽지역 경쟁사에 대한 덤핑제소 및 Portsmouth 공장 가동중단에 의한 수급 불안으 로 가격 상승세가 지속되고 있다. 기체확산법 농축공장의 가동률 제한과 2010년 초 미국 및 프랑스의 신규설비 건설에 소요되는 막대한 투자비 조달에 대한 우려로 가격이 상승하여 2010년 3월 현재 160달러/SWU 수준을 유지하고 있으며, 당분간 시장가격 상승세를 유지할 전망이나 2010년 초반 이후 신규공장 가동 가시화에 따른 수급상황 개선으로 점차 가격이 안정화될 전망이다.