인사이트-구인: 핵폐기물을 영원히 보관할 자원봉사자를 찾습니다

Sarah McFarlaneㆍTimothy GardnerㆍSusanna Twidale

런던/워싱턴, 2월06일 (로이터) - 인공지능 시대에 동력을 공급하기 위해 소형 미래형 원자로의 물결을 일으키려는 트럼프 행정부의 계획은 독성이 강한 폐기물을 매우 깊은 구멍의 바닥에 묻는 오래된 전략으로 되돌아가고 있다.

하지만 문제가 있다. 매우 깊은 구멍은 없으며, 미국 전역의 원자력 발전소 및 기타 시설에 임시로 보관 중인 약 10만 톤의 방사성 폐기물의 비축량은 계속 증가하고 있다.

이 난제를 해결하기 위해 미국 행정부는 방사능 당근을 내걸고 있다.

지난주 에너지부 (DOE) 가 발표한 제안서 (link) 에 따르면, 각 주에 신규 원자로, 폐기물 재처리, 우라늄 농축 및 데이터 센터를 포함한 시설의 일부로 사용 후 연료의 영구 지질 저장소를 유치할 것을 요청하고 있다.

정보 요청(RFI)은 정책의 큰 변화를 의미한다. DOE 원자력 에너지국 대변인에 따르면 원자력 에너지 활성화 계획은 이제 폐기물의 영구 보관 장소를 찾아야 하는 요구 사항과 결합되어 수백억 달러의 투자와 수천 개의 일자리에 해당하는 결정을 지역 사회의 손에 맡기게 되었다.

"이 모든 것을 패키지로 결합함으로써 바람직하지 않은 폐기물 시설과 함께 큰 당근을 배치하는 문제이다."라고 미국 원자력규제위원회(NRC)와 DOE의 전 관리였던 레이크 배럿은 말했다. 그는 유타주와 테네시주를 포함한 주들이 이미 원자력 에너지 투자에 관심을 표명했다고 말했다.

원자력청은 이 요청이 관심을 불러 일으켰다고 말했지만 60일 이내에 응답해야 하는 개별 주에 대해서는 언급하지 않았다. 유타주와 테네시주 관리들은 논평 요청에 응답하지 않았다.

도널드 트럼프 대통령은 인공 지능을 주도하는 데이터 센터의 붐과 교통의 전기화 덕분에 수십 년 만에 처음으로 전력 수요가 급증함에 따라 2050년까지 미국 원자력 발전 용량을 (link) 400기가와트로 4배로 늘리려 한다.

2025년 DOE는 패스트트랙 라이선스를 위해 11개의 새로운 첨단 원자로 설계 (link) 를 선정했으며, 올해 7월 4일까지 3기의 시범 원자로를 건설하는 것을 목표로 하고 있다.

그러나 미국과 영국 정부, 유럽연합 집행위원회(EC)의 연구에 따르면 원자력에 대한 대중의 수용성은 부분적으로 핵폐기물을 지하 깊은 곳에 묻겠다는 약속에 달려 있다.

"완전한 원자력 전략에는 최종 처분을 위한 안전하고 내구성 있는 경로가 포함되어야 하며, 이는 RFI의 필수 요소이다."라고 원자력 에너지부 대변인은 말했다.

해결책을 찾기 위한 이전의 노력은 지역의 강력한 반대에 부딪혔다.

DOE는 1983년 영구 폐기물 시설을 찾기 시작했고 1987년 네바다주의 유카 마운틴에 정착했다. 그러나 버락 오바마 전 대통령은 안전과 카지노와 호텔에 미칠 영향을 우려한 네바다 주 의원들의 반대로 2010년에 이미 150억 달러에 가까운 예산이 지출된 상태에서 자금 지원을 중단했다.

새로운 원자로 설계

원자력 발전을 가속화하기 위해 미국, 영국, 캐나다, 중국, 스웨덴을 포함한 국가들은 소위 소형 모듈형 원자로(SMR)를 옹호하고 있다.

SMR의 매력은 대부분 공장에서 조립식으로 제작할 수 있어 이미 사용 중인 대형 원자로보다 더 빠르고 저렴하게 조립할 수 있다는 점이다.

그러나 새로운 SMR 설계 중 어느 것도 폐기물 문제를 해결할 것으로 기대되지는 않는다. 전문가들은 설계자가 폐기물을 어떻게 관리할 것인지에 대한 계획을 넘어 설계 초기부터 폐기물을 고려할 필요가 없다고 말한다.

"전체 시스템에 대한 고려 없이 새로운 설계를 서두르는 것은 효과적인 규제 감독과 장기적으로 잘 운영되고 안전하고 신뢰할 수 있는 폐기물 관리 프로그램에 좋지 않은 징조이다."라고 우스터 폴리테크닉 연구소의 부교수이자 미국 원자력 폐기물 기술 검토위원회에 참여했던 세스 툴러는 말한다.

2022년 미국 국립과학원 회보에 게재된 연구 (link) 에 따르면, 대부분의 새로운 SMR은 오늘날의 대형 원자로와 비슷한 양의 폐기물을 생산하거나 더 많은 양을 생산할 것으로 예상된다.

또한 소형 원자로는 대형 원전에 필요한 인프라가 부족한 지역에도 건설할 수 있어 더 많은 원전 부지가 중간 폐기물 처분장이 될 수 있다는 전망이 제기되고 있다. 미국 원자력 규제 당국에 따르면 미국에서 '임시'는 원자로가 폐쇄된 후 한 세기 이상을 의미할 수 있다.

로이터는 DOE의 패스트트랙 프로그램을 통해 11개의 SMR 설계를 지원한 9개 회사에 연락했다. 일부는 핵 폐기물이 원자로 운영자와 정부의 문제라고 말했다.

다른 사람들은 영구 저장소가 여전히 필요하다는 데 동의하면서도 향후 수십 년 동안 기술 발전으로 재처리 연료에 대한 전망이 개선되기를 희망한다고 말했다.

원자로의 새로운 물결에 대한 전망은 우라늄과 플루토늄을 분리하고 경우에 따라 재사용하는 사용 후 연료 재처리에 대한 관심을 다시 불러일으켰다.

원자력청 대변인은 "현대 기술, 특히 첨단 재활용 및 재처리 기술은 폐기가 필요한 핵물질의 양을 극적으로 줄일 수 있다."라고 말했다. "동시에 재처리를 한다고 해서 영구 폐기의 필요성이 없어지지는 않는다."

그러나 핵 안보 전문가들은 재처리가 새로운 캠퍼스에 포함될지 의문을 제기했다.

"재처리를 시도할 때마다 실패했고, 보안 및 확산 위험을 초래하며, 비용이 막대하고, 폐기물 관리가 복잡해진다."라고 전 DOE 관리인 로스 매츠킨-브리저는 말했다. 그는 연료를 재처리하는 몇몇 국가의 재활용률이 0~2%로, 약속한 90%에 훨씬 못 미친다고 말했다.

영구적인 문제

현재 미국, 캐나다, 유럽, 영국의 대부분의 폐기물은 사용후핵연료 저장고에서 먼저 식힌 다음 콘크리트 및 강철 통에 무기한 보관하고 있다. 프랑스는 재처리를 위해 사용후핵연료를 노르망디의 라 헤이그로 보낸다.

DOE에 따르면 중국과 프랑스에 앞서 세계 최대 원자력 발전국인 미국에서 운영 중인 90여 개의 원자로는 연간 약 2,000톤의 폐기물을 기존 비축량에 추가한다.

미국 원자력 에너지국 데이터에 따르면 2024년 말 현재 미국 납세자들은 사용 후 핵연료 저장에 대한 보상으로 전력 회사에 111억 달러를 지불했으며, 이 중 일부는 수십만 년 동안 인체에 유해한 상태로 남아있을 수 있다.

영국 정부에 따르면 1994년 마지막 원자로가 폐쇄된 스코틀랜드의 도운레이 원전은 폐기물 처리 문제로 인해 폐로 기간과 예산이 거듭 연장되었으며, 이는 오래된 원전이 폐쇄되면서 업계가 직면한 문제의 초기 징후라고 한다.

한때 영국 원자력 산업의 최첨단을 달렸던 도우레이가 해체되면서 광활한 저장고에 저준위 방사성 폐기물이 대형 금속 용기에 담겨 보관되고 있다.

70년 전 영국에서 최초의 상업용 원자력 발전소가 가동된 이래, 가장 독성이 강한 폐기물은 지하 깊은 곳에 묻는 것이 가장 안전한 방법이라는 공감대가 형성되어 왔지만 아직 전 세계 어디에도 저장소가 운영되고 있지 않다.

저장소를 가동하는 것은 느린 과정이다. 정부는 지하 1,000미터 (1,090야드) 깊이에서 지하수의 흐름과 암석의 안정성을 파악하기 위해 지역사회의 동의가 필요하고 지질학적 연구가 필요하다.

가장 많은 진전을 이룬 핀란드는 1983년 올킬루오토에 세계 최초의 영구 핵 저장소 개장 절차를 시작했으며, 곧 개장을 앞두고 있다.

이 프로젝트를 주도하고 있는 핀란드 회사인 Posiva는 2024년에 지하 400미터 이상 깊이로 시험용기를 옮기기 시작했다. 이 회사는 로이터와의 인터뷰에서 올해 상업 운영을 시작하는 것이 목표이지만 핀란드 방사선 및 원자력 안전청의 운영 면허 승인을 기다리고 있으며, 이후 기술 점검이 뒤따를 것이라고 말했다.

일단 가동되면 별도의 지하 터널에 구리와 철로 만든 캐니스터를 채워 폐기물을 보관한 후 영원히 밀봉할 계획이다.

스웨덴은 2025년 1월 영구 저장소 (link) 건설을 시작하여 2030년대 후반까지 가동하는 것을 목표로 하고 있다. 캐나다는 온타리오주 (link) 에 2040년대 후반까지 운영되는 것을 목표로 하는 부지를 합의했다. 스위스 (link) 와 프랑스 (link) 도 사이트를 선정했으며 2050년경부터 리포지토리를 운영할 예정이다. 영국은 2050년대 후반을 목표로 하고 있지만 아직 장소를 결정하지 못했다.

영국 내 어딘가에 영구 저장소를 건설할 때까지 도우레이와 같은 원자력 발전소에서 나온 고준위 폐기물은 영국의 셀라필드에 저장된다.

도우레이를 포함한 일부 폐로된 원자력 발전소는 이미 전력망에 연결되어 있어 연결을 기다릴 필요가 없기 때문에 데이터 센터의 입지로도 추진되고 있다.

하지만 이곳의 정화 작업은 아직 갈 길이 멀다. 방사능에 오염된 핵연료는 수십 년 전에 바다로 흘러들어갔고, 최근 1월에는 지역 해변에서 '미미한' 방사능 조각이 발견되었다.

마지막 "중요한" 입자는 4월에 발견되었으며, 해저의 방사성 입자 때문에 도운레이 배출관 반경 2km (1.25마일) 이내에서는 낚시가 금지되어 있다.

지난해 영국은 도운레이 정화 기간을 2033년에서 2070년대까지로 연장했다.