방사성 폐기물 어떻게 처리할까?
고호관 과학 칼럼니스트
오늘날 원자력 발전은 중요한 에너지원입니다. 화석연료와 비교하면 적은 연료로도 많은 에너지를 만들 수 있으며, 이산화탄소도 내뿜지 않습니다. 기후 위기가 심각한 지금 이산화탄소를 배출하지 않는다는 건 큰 장점입니다 .
그러나 원자력 발전에는 그만큼 큰 단점도 있습니다. 바로 방사성 물질입니다. 원자력 발전 과정에서 나오는 폐기물은 생명체에 해로운 방사선을 내뿜는 방사성 물질로 오염되어 있습니다. 이런 물질을 아무렇게나 버렸다가는 사람은 물론 생태계에도 큰 위협이 됩니다. 그래서 원자력 발전을 반대하는 목소리도 높습니다.
원자력 발전소에서 나오는 방사성 폐기물은 위험도에 따라 저준위, 중준위, 고준위 폐기물로 나눌 수 있습니다. 저준위 폐기물은 원자력 발전소에서 사용했던 옷, 장갑, 걸레, 공구 같은 물건입니다. 방사성 폐기물의 약 90퍼센트는 이런 저준위 폐기물입니다. 하지만 내뿜는 방사선의 양은 전체의 1퍼센트 수준에 불과합니다.
▲출처: 게티이미지
중준위 폐기물은 원자로에서 오염된 부품이나 방사선 차폐복과 같은 물질입니다. 저준위 폐기물보다는 위험하지만, 방출하는 방사선의 양은 전체의 4퍼센트 수준입니다. 고준위 폐기물은 양이 전체의 몇 퍼센트밖에 안 되지만, 전체의 95퍼센트나 되는 방사선을 내뿜는 아주 위험한 물질입니다. 사용하고 남은 핵연료가 이런 고준위 방사성 폐기물에 해당합니다.
흔히 방사성 물질이 얼마나 오랫동안 위험할 수 있는지를 말할 때는 ‘반감기’를 사용합니다. 반감기는 어떤 양이 절반이 되는 데 걸리는 시간인데요, 반감기가 지날 때마다 방사성 물질의 방사능이 절반으로 줄어든다고 생각하면 됩니다. 원자력 발전소에서 나오는 폐기물 속에 들어있는 방사성 물질의 반감기는 다양합니다. 플루토늄-239의 경우 반감기가 약 2만 4000년이고, 방사능이 자연에 존재하는 수준으로 약해지는 데는 수십만 년이 걸립니다.
그래서 방사성 폐기물을 처리하는 건 대단히 어렵습니다. 사람이 사는 곳과 멀리 떨어져 있으면서, 생태계에 악영향을 끼치지 않아야 하고, 지진과 같은 자연재해로부터 안전하며, 방사선을 막을 수 있는 두꺼운 바위로 둘러싸인 곳이어야 합니다. 이런 조건을 만족하는 곳이 있다고 해도 함부로 가져다 묻을 수는 없습니다. 방사성 폐기물은 방사선뿐만 아니라 강한 열도 내뿜습니다. 이런 열이 폐기물 주변의 바위나 흙에 어떤 영향을 끼칠지를 오랫동안 연구해야 합니다.
중저준위 폐기물은 그나마 이런 방식으로 처리할 수 있지만, 방사능이 매우 강한 고준위 폐기물은 아직 처리할 방법이 마땅히 없습니다. 세계적으로도 고준위 방사성 폐기물 처리장은 아직 만들어지지 못했고, 우리나라 역시 아직 원자력 발전소 안에서 보관하고 있습니다. 원자력 발전소 안에 더 이상 공간이 모자라게 되기 전에 빨리 방법을 찾아야 합니다.
안전한 방사성 폐기물 처리장을 만들었다고 해도 생각해야 할 문제는 더 있습니다. 고준위 방사성 폐기물이 완전히 안전해지려면 수십만 년이 걸리는데, 이건 현재 인류 역사의 수십 배에 달하는 시간입니다. 인류가 10만 년, 20만 년 뒤에도 방사성 폐기물 처리장을 적절하게 관리할 수 있을까요? 현대 문명이 몰락하고 다른 문명이 들어선 뒤에 그곳이 무엇인지를 모르고 파헤친다면 큰 피해를 볼 수 있습니다. 그런 일이 생기지 않도록 시대와 언어를 초월해 후손에게 경고를 남길 방법이 필요합니다.
아예 지구 밖으로 버리자는 아이디어도 있습니다. 로켓에 실어서 먼 우주 또는 태양을 향해 발사하는 것이지요. 오래 보관할 필요가 없어서 좋은 방법이지만, 로켓이 사고로 추락하거나 공중에서 폭발하는 경우 오히려 더 넓은 지역이 방사성 폐기물로 오염될 위험이 있습니다.
방사성 폐기물을 재활용하는 것도 한 가지 방법입니다. 사용 후에 남은 핵연료를 재처리해 다시 한번 원자력 발전의 연료로 활용하는 것입니다. 방사성 폐기물을 완전히 없앨 수는 없어도 최소한 양을 줄일 수는 없습니다. 그러나 이 과정이 쉽지 않고 핵무기의 원료를 만든다는 의심을 받을 수 있어 국제 사회에서 제재받을 수 있습니다.
방사성 폐기물 처리는 참으로 골치 아픈 문제입니다. 비록 원자력 발전을 줄이고 신재생에너지로 넘어가는 추세지만, 지금까지 쌓인 폐기물 역시 안전하게 처리해야 합니다. 체르노빌이나 후쿠시마 원전 사고에서 얻은 교훈처럼 한 번 사고가 생기면 돌이킬 수 없습니다. 수십만 년 뒤의 우리 후손들까지 불안에 떨며 살지 않도록 안전한 처리 방법을 찾는 건 원자력 발전의 혜택을 보고 살아온 우리의 몫입니다.
