건식재처리 자율적 연구·개발 허용 연간… 700t 핵 쓰레기 재활용 가능

한·미 원자력협정 개정 협상이 조만간 마무리 수순을 밟는다. 지난 7일(현지시간) 독일 뮌헨에서 열린 한·미 외교장관 회담에서 윤병세 외교부 장관과 존 케리 미 국무부 장관이 가까운 시일 내에 최종 협상을 갖기로 합의하면서 협상의 종료가 가시화된 것이다.

이번 새 협정에는 재처리·농축을 금지하는 ‘골드 스탠더드’ 조항은 포함되지 않은 것으로 알려져 앞으로 파이로프로세싱(건식 재처리)의 연구·개발에서 자율성을 확보할 수 있을 것으로 보인다.

●윤병세 장관-케리 美국무 조만간 최종협상

이번 개정 협상의 핵심 쟁점은 사용 후 핵연료의 재처리 및 우라늄 농축과 관련한 부분이었다. 학계에서는 현행 협정이 금지하고 있는 재처리 작업이 허용된다면 포화 상태에 이른 사용 후 핵연료의 저장조 문제가 어느 정도 해결될 수 있을 것이라는 기대감이 있었다. 실제로 현재 국내에 쌓인 사용 후 핵연료는 1만t을 훌쩍 넘었다. 매년 700t 이상의 사용 후 핵연료가 발생하고 있으며 국내 일부 원전은 2016년부터 사용 후 핵연료 저장조의 포화가 시작된다. 그러나 재처리가 가능해지면 사용 후 핵연료의 상당 부분을 원자력 발전의 원료로 재활용할 수 있다. 이를 통해 폐기물 감소가 이뤄져 저장조 문제 해결에 도움이 된다는 것이다.

경제적 부분도 고려됐다. 현재 우리나라는 미국, 영국, 프랑스, 러시아 등에서 원자력 원료를 수입하며 연간 4000억여원의 비용을 지불하고 있다. 우라늄 채광 이후 이뤄지는 ‘정련→변환→농축→핵연료 제조’의 공정을 이들 나라에서 독점하다시피 하고 있기 때문이다. 일각에서는 이런 구조를 문제 삼으며 우리도 우라늄 농축을 직접 실시해 핵연료가 안정적으로 공급되게 할 필요가 있다고 주장하고 있다. 특히 이들은 농축 허용이 어렵다면 재처리를 이용한 재활용을 통해서라도 원료 구입 비용을 절감해야 한다고 강조해 왔다.

●사용후 핵연료의 재처리·우라늄 농축이 쟁점

하지만 ‘핵무기 없는 세상’을 이루겠다고 천명해 온 미국은 핵확산을 우려해 재처리와 농축을 엄격하게 통제하고 있다. 농축을 통해 핵분열의 핵심 요소인 우라늄 235의 비율을 95% 이상으로 높이면 곧바로 핵무기로의 전용이 가능한 고농축우라늄(HEU)을 만들 수 있기 때문이다. 재처리의 경우도 우라늄 농축보다 간단한 방식으로 플루토늄을 추출해 낼 수 있기 때문에 핵 확산의 우려가 큰 것은 마찬가지다.

자국법에 따라 핵원료와 기술을 제공하는 모든 나라와 원자력협정을 맺고 있는 미국은 이러한 상황을 고려해 2009년 아랍에미리트(UAE)와의 원자력협정에서 농축과 재처리를 모두 금지한 ‘골드 스탠더드’ 조항을 넣었다. 지난해 2월 버락 오바마 미국 대통령이 승인한 미·베트남 원자력협정에서는 농축·재처리를 추구하지 않겠다는 정치적 약속이 포함된 ‘실버 스탠더드’ 조항이 들어갔다.

●‘재처리·농축 금지’ 조항 포함 안될 듯

협상 초기 미국은 우리나라에도 ‘골드 스탠더드’의 적용을 요구했지만 계속된 줄다리기 끝에 이번 개정에선 결국 해당 내용이 포함되지 않은 것으로 알려졌다. 이와 관련해 양측은 핵 확산 우려가 없는 부분에 대해 제한적이나마 자율적 연구가 가능하게 합의했다. 우리나라는 한·미 공동으로 연구를 진행하기로 했던 파이로프로세싱에 대해 앞으론 자율적 연구를 진행할 수 있게 될 것으로 보인다.

파이로프로세싱은 사용 후 핵원료의 94~96%를 재활용할 수 있다. 그러면서도 순수 플루토늄을 추출해 내는 방식이 아니기 때문에 핵 확산에 대한 우려가 적다는 장점이 있다. 한국원자력연구원은 파이로프로세싱 기술을 모의 실험할 수 있는 시설인 ‘프라이드’를 2013년에 이미 완공한 바 있다. 원자력연구원은 실시간으로 진행 상황을 확인할 수 있는 카메라가 설치된 차폐 시설에서 연구를 진행한 뒤 미국에 결과를 사후 통보하는 방식으로 파이로프로세싱을 진행할 것으로 보인다.

황주호 경희대 원자력공학과 교수는 “파이로프로세싱이 상용화되려면 아직도 30~40년의 연구가 더 필요한 상황”이라며 “이에 대한 연구·개발의 물꼬가 트였다는 데 의의가 있다”고 설명했다. 제임스 김 아산정책연구원 연구위원은 “미국 의회와 오바마 정부는 재처리 허용 문제에 대해 계속 신중한 입장을 취해 왔다”며 “한·미 원자력협정이 미국 의회 비준 등을 거치며 어떤 식으로 마무리될지는 조금 더 지켜봐야 한다”고 덧붙였다.

한재희 기자 jh@seoul.co.kr