원전 르네상스 시대, 핵폐기물 대책이 시급하다
최근 빅테크의 데이터센터 전력 수요 증가로 인해 미국과 전 세계적으로 원자력 산업이 부흥하고 있지만, 여전히 고준위 핵폐기물을 영구적으로 처리할 장기적인 저장소가 부족한 실정입니다. 미국은 유카 마운틴 저장소 계횡이 정치적 반대로 지연되며 폐기물이 계속 쌓이고 있으며, 반면 핀란드와 프랑스 등은 심층 지질 처분장 구축을 선도하고 있습니다. 따라서 차세대 원전 상용화에 앞서, 글로벌 원전 기업과 정책 입안자들은 핵폐기물 영구 처분시설 마련을 위한 적극적인 행동과 투자를 촉구받고 있습니다.
오늘날 원자력 에너지는 미국 내 정치적 스펙트럼 전반에 걸쳐 드물게 폭넓은 지지를 받는 시기를 누리고 있습니다. 거대한 데이터 센터의 전력 수요를 충족하기 위해 앞다투는 기술 기업들의 관심은 원자력 산업에 자금과 관심의 부흥을 일으켰습니다. 바로 이 새로운 관심이야말로 우리가 오래된 문제인 '핵폐기물'에 대해 논의해야 하는 정확한 이유입니다. 미국만 해도 원자로들은 매년 약 2,000톤의 고준위 폐기물을 생산합니다. 그리고 그것을 둘 곳이 없습니다. 원자력은 새롭게 인기를 끌고 있지만, 미국의 원자력 프로그램 자체는 결코 새로운 것이 아닙니다. 미국은 세계 그 어느 국가보다 많은 원자로와 생산 능력을 보유하고 있습니다. 그러나 미국 최초의 영구적인 원자력 시설이 가동을 시작한 지 거의 70년이 지난 지금도 핵폐기물에 대한 장기적인 해결책은 존재하지 않습니다. 사용후 핵연료는 대부분 가동 중이거나 폐쇄된 원전 부지 내의 물과 철근 콘크리트 저장조(Dry cask)에 임시 보관되어 있습니다. 전문가들은 대체로 이러한 방법이 안전하다고 동의하지만, 이는 영구적인 보관을 위해 설계된 것이 아닙니다.
이러한 고준위 방사성 폐기물을 장기적으로 저장하기 위한 전 세계적인 선도 전략은 심층 지질 처분장(Deep geological repository)을 구축하는 것입니다. 즉, 땅에 구멍을 파고 방사성 물질을 그 아래에 넣은 다음 콘크리트로 채우는 방식입니다. 지하 수백 미터에 위치한 이 공간들은 폐기물의 영구적인 보금자리가 되도록 설계됩니다. 사용후 핵연료를 위한 가동 중인 지질 처분장은 아직 없지만, 일부 국가는 이미 목적지를 향해 순조롭게 나아가고 있습니다. 핀란드가 가장 앞서 있으며, 2026년 현재 이 국가는 자체 시설을 테스트하고 있습니다. 최종 승인은 곧 이루어질 것으로 예상되며, 올해 하반기에는 작업이 시작될 수 있습니다. 다른 일부 국가들도 그 뒤를 바짝 쫓고 있습니다.
프랑스는 50기 이상의 원자로를 보유하고 있으며, 전력망에서 원자력이 차지하는 비중이 세계 최고입니다. 이 나라는 또한 사용후 핵연료를 재처리하는 세계에서 가장 확립된 프로그램을 갖추고 있습니다. 이 재처리 과정은 플루토늄과 우라늄을 분리해 혼합 산화물(MOX) 연료라 불리는 새로운 형태의 연료를 만들어냅니다. 하지만 재처리가 완벽한 재활용 순환은 아니기 때문에, 이 과정에서 발생하는 잔여물 역시 버릴 곳이 필요합니다. 이 나라는 현재 라아그(La Hague) 재처리 공장 부지 내에 폐기물을 저장하고 있지만, 본격적인 처분장을 건설할 계획입니다. 초기 승인은 이번 10년 내에 이루어질 수 있으며, 파일럿 가동은 2035년까지 시작될 수 있습니다.
기술적으로 볼 때 미국 역시 사용후 핵연료를 보낼 목적지가 있습니다. 바로 네바다주의 유카 마운틴(Yucca Mountain)입니다. 연방 정부 토지에 위치한 이 부지는 1987년 의회에 의해 지정되었습니다. 그러나 정치적 반대로 인해 진전은 완전히 교착 상태에 빠졌습니다. 2011년 연방 정부는 이 부지에 대한 자금 지원을 중단했고, 약 10년 동안 미국 내 핵폐기물 처분과 관련하여 언급할 만한 활동은 전혀 없었습니다. 그 사이 폐기물은 계속 쌓여만 가고 있습니다.
전 세계적으로 원자력 산업이 새로운 국면으로 접어들고 있습니다. 중국은 세계에서 가장 빠르게 성장하는 원자력 에너지 프로그램을 보유하고 있으며, 방글라데시와 터키를 포함한 여러 국가들도 첫 원자로를 건설하고 있습니다. 오랜 역사를 자랑하는 미국의 프로그램 역시 성장을 보고 있습니다. 원자력 에너지에 대한 관심과 승인이 급증했으며, 빅테크(Big Tech) 기업들이 증가하는 전력 수요를 충족하기 위해 막대한 자금을 쏟아붓고 있습니다. 기업들은 다양한 냉각재, 연료 및 설계를 채택한 차세대 원자로를 제안하고 있으며, 이미 규제 당국의 승인을 받기 시작했습니다.
이러한 새로운 관심과 새로운 유형의 핵폐기물의 임박한 등장을 고려할 때, 원자력 기업과 그 강력한 고객들이 심층 지질 저장 시설 건설 진전을 촉구할 때입니다. 지구상에서 가장 부유한 국가이자 차세대 원자로 활동의 상당 부분을 담당하고 있는 미국은 뒤처지는 대신 선두 주자들에 합류하기를 목표로 해야 합니다. 최근의 자금과 관심의 급증 중 극히 일부만 핵폐기물 처리 문제에 투자하더라도 큰 변화를 만들어낼 수 있습니다. 일부 전문가들은 핵폐기물 관리를 에너지부에 맡겨두는 대신 미국 내에 이를 전담할 새로운 독립 조직을 만들 것을 촉구하고 있습니다. 이 조직은 핀란드, 캐나다, 프랑스의 프로그램을 모델로 삼을 것입니다. 영구적인 심층 처분장을 계획, 건설 및 가동하는 과정은 수십 년이 걸리며, 지금이 바로 그 먼 미래를 향한 첫걸음을 내디뎌야 할 때입니다.