방사성폐기물(방폐물)은 방사성물질 또는 그에 따라 오염된 물질로서 폐기의 대상이 되는 물질을 말한다. 방폐물은 방사능 농도 및 열 발생률에 따라 고준위방사성폐기물과 중·저준위방사성폐기물로 나뉠 수 있으며, 중·저준위방사성폐기물은 방사능 농도에 따라 중준위·저준위·극저준위방사성폐기물로 세분화된다.
그렇다면 사용후핵연료와 고준위방사성폐기물은 서로 다른 것일까? 이를 이해하기 위해서는 사용후핵연료에 대해 알아야 한다.
사용후핵연료는 원자력발전의 연료로 사용되고 난 후의 핵연료를 의미하며, 외형상으로는 사용 전과 다를 바가 없지만 원자로에서 핵분열 반응 중에 생긴 생성물 때문에 높은 방사능 농도와 열을 가지고 있다. 방사능 농도가 높기 때문에 대부분이 고준위방사성폐기물이라고 할 수 있다. 유의할 점이 있다면, 원자력안전법상 ‘폐기가 결정되지 않은 사용후핵연료’는 ‘방사성폐기물’에 해당되지않는다는 것이다.
폐기가 결정된 후, 고준위방폐물은 높은 방사능 농도와 열을 방출하지만 체계적이고 안전한 관리 시스템을 통해 방사능 농도와 열을 점차 감소시킨다. 방사능 농도와 열이 충분히 낮아진 고준위방폐물은 특수 제작된 용기에 안전하게 저장되어 영구처분된다.
2022년 9월 기준으로 우리나라는 24기의 상업용 원자로(경수로형21기, 중수로형3기)를 운영하고 있으며, 원자로에서 발생한 경수로형 사용후핵연료와 중수로형 사용후핵연료는 원전 부지 내에 마련된 저장시설에 저장 중에 있다.
경수로형 핵연료는 농축우라늄을 사용하고, 다발당 무게가 670kg 정도이다. 약 4년간 사용되며, 사용후핵연료는 습식저장조에서 관리한다. 물로 채워진 저장 수조에서 사용후핵연료의 방사능 농도와 열이 낮아지도록 저장한다.
중수로형 핵연료는 천연우라늄을 사용한다. 다발당 무게가 24kg 정도이며, 약 9개월간 사용한다. 사용후핵연료는 물로 냉각하는 습식저장조와 공기로 냉각하는 건식저장시설에 나누어 저장한다. 약 5년의 기간 동안 습식저장을 거쳐 건식저장시설로 옮겨져 관리된다.
중수로형 사용후핵연료는 방사능 농도와 열이 줄어들 때까지 위와 같이 원전 부지내에서 임시저장을 통해 안전하게 관리된다.
2022년 4분기 기준으로 현재까지 저장된 사용후핵연료는 다음과 같다. 그림에서 확인할 수 있듯이 각 원전 본부별 총 518,897다발(경수로 21,829다발, 중수로 497,068다발)이 저장돼 있다.
< 원전 본부별 저장 현황 >
‘사용후핵연료의 향후 발생량과 포화전망’에 대해서는 지난 2월 개최된 사용후핵연료 발생량·포화전망 설명회(주최/주관 : 산업통상자원부/한국원자력환경공단)에서 공개되었다.
이에 따르면, 기존 산정결과(2021.12월) 대비 15.9만 다발이 추가 발생하여, 경수로 7.2만 다발과 중수로 72.2만 다발 등 총 79.4만 다발의 사용후핵연료가 발생할 것으로 전망하였다.
포화시점을 살펴보면, 2030년 한빛원전을 시작으로 한울원전(2031년)과 고리원전(2032년) 저장시설이 포화될 것으로 예상되었다.
< 원전 본부별 사용후핵연료 예상 발생량 >
이러한 사용후핵연료 포화 전망에 따라 KORAD는 고준위방사성폐기물관리의 첫걸음인 고준위 방폐물 특별법의 제정에 최우선 역점을 두고 있다. 고준위방폐물관리가 철저하게 이루어 질 수 있도록 고준위방폐물 핵심인재 양성을 추진하고, 고준위방폐물 관리계획을 구체화하는 등 내실을 다지고 있다.
2022년을 돌아보면, KORAD는 고준위방폐물 안전 관리를 위한 핵심 기술 확보를 목표로 ‘고준위방사성폐기물관리 R&D로드맵 토론회’를 개최했다. 부지평가·안전처분 분야(’22.7.28.), 운반·저장 분야(’22.8.5.)의 두 차례에 걸친 토론회에서 국내외 의견수렴 및 검증을 통해 기술개발 로드맵을 수립한 뜻깊은 한 해였다.
또한 제8차 방사성폐기물 안전관리 국제 심포지엄(’22.11.10.~11.11.)에서 고준위방사성폐기물 관리정책 실행, 안전한 기술 확보, 소통을 통한 신뢰 구축을 위한 방안에 대해 공유하는 자리를 가지기도 했다.
지난 12월에는 세계 최초로 고준위방폐장이 건설되고 있는 핀란드 에우라요키시의 베사 라까니에미 시장을 만나 고준위방폐장 부지선정 과정과 주민소통, 수용성 확보 노력 등 고준위방폐장 건설 노하우를 공유하는 자리를 가졌다.
2023년에도 KORAD는 전문성과 기술력을 바탕으로 방폐물관리 전담기관으로서 국민의 안전을 위해 계속해서 나아갈 것이다.