원자력에서 녹색성장 해답 찾아야

원자력 이용 확대를 위한 우라늄 자원의 안정적 확보와 사용후 핵연료의 효율적 관리는 그 중요성을 아무리 강조해도 지나치지 않다. 우라늄은 매장량이 한정적이지만 사용기술에 따라 생산 가능한 에너지량을 크게 증가시킬 수 있다. 그 해답은 바로 고속로 기술이다. 고속로는 기존 경수로에 비해 핵연료 이용률을 100배 이상 높일 수 있다. 유한한 우라늄 매장량을 거의 무한대로 이용할 수 있는 것이다.

경수로 사용후 핵연료를 재활용 기술을 이용해 고속로 연료로 만들 수 있으며, 이 과정을 통해 고준위 폐기물 처분장 규모를 100분의 1로 대폭 축소할 수 있다. 또한 고속로는 고준위 폐기물의 핵분열을 유도해 단(短)반감기 핵종으로 변환시킴으로써 처분 폐기물의 관리기간을 1000분의 1 수준으로 줄일 수도 있다.

이 같은 장점에 힘입어 현재까지 개발된 고속로는 기술적 타당성 부분은 어느 정도 입증됐다. 하지만 아직은 기존 경수로와 비교해 경제성과 안전성을 보완해야 할 필요가 있다는 이유로 상용화가 이루어지지 못하고 있다. 이러한 점들을 극복하기 위한 국제적 모임으로 제4세대 원자력시스템 국제포럼이 탄생했으며, 이 기구를 통해 제안된 경제성과 안전성이 획기적으로 향상된 원자로 개념이 바로 제4세대 원자로다. 현재 우리나라는 미국·일본·프랑스 등 원자력 선진국이 참여하는 제4세대 소듐냉각 고속로 국제공동연구를 통해 연구개발을 추진 중이다.

소듐냉각 고속로를 개발하려는 주요 국가들은 2020년 즈음까지 원형로 및 실증로 건설을 통해 기술 실증을 추진하고 있다. 미국의 경우 고속로 관련 연구개발을 지속적으로 수행 중이며 일본은 2025년 실증로 건설, 프랑스는 가칭 ASTRID 고속로의 2020년 건설을 계획하고 있다.

원자력은 ‘제3의 불’로 인류에게 선보인 이래 지난 세기에 핵무기와의 연관성, 그리고 각종 사고 등으로 침체를 겪은 경험을 갖고 있다. 이제 원자력은 20세기의 소용돌이를 넘어 다시금 인류에게 새로운 가능성을 열어주고 있다. 미래의 혁신적 원자력 기술을 우리 손으로 개발한다는 것이 결코 쉽지만은 않다. 에너지 자원의 불모지인 우리나라가 꾸준한 연구개발을 통해 세계 원자력 시장을 선도하고 있듯이 원자력을 이용해 다가올 50년을 철저히 준비함으로써 저탄소 녹색성장을 달성해 나가야 할 것이다.

지광용 한국원자력연구원 연구개발부원장