['고리 1호기' 특집(4)] 다 쓴 원전, 안전하게 해체한다

국내 최초로 고리 1호기의 폐로와 함께 한국 원자력사의 한 시대가 저물어가고 있다. 그러나 한편으로 폐로는 새로운 시장이 열리는 신호탄이기도 하다. 바로 원전해체 시장이다. 국제원자력기구의 예측에 따르면 2050년까지 원전해체시장의 규모가 1000조원에 이를 것이라고 한다. 이번 고리 1호기 폐로를 통하여 축적할 해체 관련 기술과 경험이 기대되는 이유다. 앞으로 열릴 거대한 시장에 우리나라는 얼마나 준비가 되어 있을까?

원전 해체 시장이 원자력계의 새로운 화두다. 향후 열릴 거대한 시장을 두고 원전 선진국들은 시장을 주도할 채비를 차근차근 해 나가고 있다. 그러나 아직 어느 나라도 원전 해체시장에 뛰어들 준비를 완벽하게 끝내지 못했다. 미국과 독일, 일본이 폐로 경험이 있다고는 하지만 본격적인 산업군을 형성하기에는 아직 경험이 충분하지 않다. 원전 기술이 상당한 수준에 있는 일본만 해도 실제 폐로 절차에서는 많은 어려움을 겪고 있을 정도다.

해체부터 폐기물 처리까지… 최신 기술 총동원돼

원전 해체가 어려운 이유는 다른 건물이나 시설을 철거할 때에 비해 복잡한 절차가 필요하기 때문이다. 원전이 가동을 정지한 이후에도 원자로를 비롯하여 증기발생기, 급수파이프 등 주변 시설들에 방사성물질이 오랜 시간 동안 남아 있다. 따라서 원전을 해체하려면 오염 부분을 정확하게 분리하여 정화하는 과정이 필요할 뿐 아니라 원자로처럼 고준위 폐기물로 분류되는 부분들은 별도로 보관해야 한다. 작업하는 동안 사람들이 방사선에 노출되지 않도록 조치해야 함은 물론이다.

원전을 해체하는 첫 번째 단계는 ‘제염’이다. 오염된 부분만 선별하여 ‘분리수거’하는 과정으로 방사성폐기물로 처리해야 하는 양을 줄이는 것이 목적이다. 110만kW급 원전 1기를 철거하면 약 6,000톤의 방사성폐기물이 나온다. 산업통상자원부가 2012년 추정한 바에 따르면 이 정도 양의 폐기물을 처리하려면 약 2,470억 원이 필요하다고 하는데, 오염된 부분만 정확하게 분리하여 이 비용을 줄이려는 것이다. 제염으로 오염부위를 제거하고 남은 폐기물은 다른 원전을 지을 때 재활용할 수도 있다.

제염 작업의 핵심은 장비 표면에 쌓인 방사성물질의 때를 벗겨내는 것이다. 원전을 오랜 시간 가동하면 마치 녹이 슬듯 장비의 안쪽 표면에 얇은 두께로 방사성물질의 산화막이 생긴다. 이 산화막을 벗겨내면 원자로를 제외한 장비들 대부분은 그대로 재활용할 수 있다. 제염제를 넣은 물을 이용하여 산화막을 녹여서 방사성물질 때를 제거한다.

이렇게 때를 벗겨낸 제염액은 다시 한 번 걸러내어 방사성물질을 덩어리를 분리해낸다. 마치 음식물이 섞인 국물에서 고체 음식물만 분리해내는 것과 비슷하다. 프랑스의 원전 기업, 아레바가 현재 이 분야에서는 가장 앞서 있는데 제염액 1000L당 방사성물질 찌꺼기가 30L 정도는 나온다. 국내에서는 이를 20L로 줄이기 위해 현재 연구 중이다.

그러나 원전의 심장부인 원자로의 방사성물질은 제염만으로 제거할 수 없다. 핵연료를 담아두는 곳인 만큼 방사성물질 오염이 너무 심하기 때문이다. 결국 원자로는 고준위폐기물로 분류하여 처리해야 하는데, 원자로가 워낙 두껍고 커다란 금속덩어리라 그대로는 운반이나 보관이 매우 불편하다. 따라서 원자로를 잘게 잘라서 처리해야 하는데, 원자로의 오염이 심하기 때문에 원격조종 로봇을 이용하여 물속에서 작업해야 한다. 절단부터 고준위폐기물용 드럼통에 넣는 작업까지 모두 로봇을 이용해야 하므로 고도의 제어능력이 필요한 것은 물론이다.

이후에는 방사성물질이 해체 현장에 혹시 남아있지 않은지 검사해야 하고, 원전이 있던 땅을 깨끗하게 복원해야 한다. 이러한 과정에 화학, 로봇공학, 원자핵공학, 환경공학, 건축 등 다양한 분야의 기술이 총동원되어야 한다. 원전해체를 전담하는 연구센터가 필요한 이유도 바로 이 때문이다.

(하략)

*보다 자세한 내용은 한국원자력문화재단 블로그 에너지톡(http://blog.naver.com/energyplanet/220510385121)에서 만나보세요.

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