"섣부른 [전술핵 재배치]..제2광우병 난동 빌미?"

2011년 이른 봄 동일본 대지진이 초래한 후쿠시마 원전사고는 일본 전역을 공포로 몰아넣었다.

동북아 지역 국가 모두를 불안에 떨게 만든 후쿠시마 원전은 사고 발생 2년이 가까워 오는 현재까지도 복구 작업이 진행 중이다.

이 과정에서 일본은 자존심을 버리고 원자력 안전에 관한 세계 최고의 해외 전문가 5명을 초빙했다.

일본이 후쿠시마 원전 문제 해결을 위해 자국 사람이 아닌 해외전문가들에게 도움을 청했다는 것은 그 자체로도 이슈였다.

당시 일본이 초빙한 5명의 해외 전문가 중에는 한국인 과학자도 한명 포함됐다.

그가 바로 장순흥 KAIST 교수다.

미국의 빌 게이츠가 한국인 중 가장 만나고 싶어 했던 장 교수는 국내보다 해외에서 더  존재감을 인정받는 학자다.

빌 게이츠와 원전선진국이라고 자부하던 일본정부가 장 교수에게 러브콜을 보낸 이유는 간단하다.

그는 원자력 및 에너지 분야에 있어 세계 최고의 석학 중 한 사람이다.

후쿠시마 원전사고 조사위원회 국제자문위원인 장 교수는 국제원자력기구(IAEA)와 경제협력개발기구(OECD)에도 원자력 안전에 관한 자문을 해주고 있다.

국내에서도 원자력안전기술원 이사회 의장과 신형원자로 연구센터 소장을 맡아 원자력의 현재와 미래를 책임지고 있다.

그런 그가 요즘 고민에 쌓여 있다.
검증 안 된 부품 사용과 일부 장치 고장 등 원전 안전에 잇따라 이상이 발생하고 있기 때문이다.

원자력 안전 분야의 세계적 석학이 있는 국가에서 일어나선 안 될 일들이 거듭 발생하는 모순이 벌어지고 있는 것이다.

그는 기자와 만난 자리에서 가장 먼저 ‘원전에 대한 국민들의 불신’을 걱정했다.

“원자력에 대한 국민들의 기본적인 생각은 ‘필요하지만 안전하지 않다’는 것이다”

“원전 정책의 키워드는 '원자력 안전에 대한 국민들의 불안감 해소'다”

#1. 영광과 월성 원전이 잇따라 가동 중단을 반복하고 있다.
언론은 핵심부품에서 균열이 발생하는 등 원전 안전에 심각한 문제가 있다는 보도를 내보내고 있다.
정말 안심해도 되나?

"우리의 숙제는 원전의 안전성 확보다.
확보된 안전을 국민이 충분히 받아들일 수 있도록 잘 이해시키는 것은 또 다른 숙제다.

사람들이 원자력 발전하면 떠올리는 생각은 ‘정말 안전한가?’하는 것이다.

여기서 원자력에 대해 갖고 있는 막연한 불신의 이유가 소통의 부재에 있다는 것을 알 수 있다.

원자력 발전을 하면서 추구하고 있는 안전수준이 구체적으로 어느 정도인지를 아는 국민은 거의 없는 것 같다.

사람이 사고나 각종 재해로 사망할 확률은 통계적으로 ‘5×10의 마이너스 4승’ 즉 50,000분의 1이다.

우리가 원전의 안전성 기준으로 삼고 있는 확률을 수식으로 표현한다면 ‘5×10의 마이너스 7승’ 즉 50,000,000분의 1이다.

다시 말하면 원전사고로 인근 20km 이내 주민이 사망할 확률은 사고나 재해로 사망할 확률의 1천분의 1에 불과할 만큼 낮다는 뜻이다.

미국의 경제주간지 이코노미스트가 전미안전위원회(NSC)의 통계를 인용해 보도한 바에 따르면, 미국에서 자동차 사고로 죽을 확률은 247분의 1, 비행기를 타거나 우주여행을 하다 사망할 확률은 5,643분의 1, 번개에 맞아 죽을 확률은 8만1,949분의 1이었다.

단언하지만 원전 사고로 주민들이 사망할 염려는 없다.
우리의 원전은 이런 안전성을 충분히 구현하고 있다.

#2. 그럼에도 불구하고 원전에 대한 국민들의 불안감은 여전히 줄어들지 않고 있다.

국민들이 원전에 대해 갖고 있는 관념적인 위험성 때문이다.
화력과 수력, 원자력 가운데 가장 안전한 것이 원자력발전인데도 사람들은 수력이 가장 안전하고 원자력은 위험하다는 인식을 갖고 있다.

국민들 사이에 널리 퍼진 원전에 대학 막연한 불안감을 객관적인 사실에 맞게 낮추는 것이 정부의 과제라고 본다.

나아가 원전의 안전 확보를 위해 필수적인 ‘원전운전 절차서’를 철저히 준수하고, 원전 종사자들의 위기관리 능력을 높이는 것도 매우 중요한 현안이다.

#3. 원전 인근 주민들이나 일부 시민단체는 사고가 발생하지 않아도 원전 자체가 암 발생률을 높일 수 있다는 주장을 한다.

원전 사고가 직접원인이 돼 사망할 확률은 이미 말씀드렸다.

일부 원전 인근 주민들께서는 원전이 백혈병과 같은 암을 유발한다는 말씀을 하시는데 이것이 국민들의 불안감을 키우는 하나의 원인이 되는 것 같다.

그러나 현재까지 세계 각국이 조사한 결과를 보면 이런 불안감은 기우라는 것을 알 수 있다.

심지어 사상 최악의 원전사고인 구 소련의 체르노빌 사건에서도 암 발생률은 사고 전과 다름이 없었다.
다만 갑상선 암만이 소폭 증가했다.

원전의 안전성 확보는 무엇보다 중요하지만 필요 이상의 과도한 불안은 결코 도움이 되지 않는다.

#4. 그렇다면 국민들이 불안해하지 않도록 이 기회에 우리나라의 원전 안전 대책을 구체적으로 설명해 달라.

우리가 추구하는 것은 ‘절대적 안전’이다.
후쿠시마 원전사고와 같이 쓰나미나 지진 등 자연재해는 물론이고 운전원의 조작실수로 인한 경우까지 고려한 ‘심층 방어’, ‘제로 리스크’가 목표다.

현재 우리나라의 모든 원전은 [사람이 조작을 실수하는 경우], 전기가 아닌 중력의 차이를 이용해 자동으로 원전가동을 멈추는 [피동 운전] 기술을 적용하고 있다.

나아가 후쿠시마 사고와 같이 [지진이나 쓰나미로 소외, 소내 전력이 모두 나간 정전상황]에서도 원자로 냉각이 아무 문제없이 이뤄지도록 하는 [피동냉각] 기술도 상당부분 실용화하고 있다.

따라서 일본처럼 지진이나 쓰나미로 발전소에 전기가 공급되지 않는 상황이 벌어져도 후쿠시마에서와 같은 원전사고가 발생할 가능성은 거의 없다.

원자력 개발은 다른 나라보다 늦었지만 원전 안전에 있어서만큼은 어떤 선진국보다도 앞서 있다고 자부한다.

#5. 원전에 대한 국민들의 불안감을 덜어주는 데 가장 중요한 것이 기술적 측면에서는 [피동냉각]인 것 같다.
용어 자체가 낯선데 이 기술을 좀 더 자세히 설명해 달라.

원전 안전은 원자로 내부의 잔열 제거가 핵심이라 할 수 있다.

특성상 원자로는 운전이 정지된 후에도 방사성 물질이 계속 붕괴하면서 '잔열'이 발생한다.
이 '잔열'을 안전하게 제거하는 것이 무엇보다 중요하다.

일본의 후쿠시마 원전이 문제된 것은 지진으로 발전소와 외부를 잇는 '소외전력'이 차단된 뒤  쓰나미가 밀려오면서 비상전원시스템마저 끊긴 ‘소내 정전’ 때문이었다.

앞서 말한 것처럼 원자로 내부에서 계속 발생하는 '잔열'을 없애기 위해서는 냉각이 계속 이뤄졌어야 하는데 전기가 모두 끊기면서 원자로 내부의 '잔열'을 제거 할 수 없게 된 것이다.

결국 '소외-소내 전력'을 완전히 쓰지 못하는 상황이 발생하더라도 원자로 내부 '잔열'을 제거할 수 있는 [피동냉각] 기술이 가장 중요하다.

우리나라의 모든 원전은 [중력차]와 [자연순환] 방식을 이용한 [피동냉각] 기술을 상당부분 구현하고 있다.

현재 신형원자로 연구센터에서는 이런 [피동성]을 더욱 강화하는데 초점을 맞춰 연구를 진행하고 있다.

#6. 말씀을 정리한다면 전기가 완전히 끊기는 최악의 상황에서도 전기가 아닌 [중력의 차이]와 [자연순환]으로 원자로를 냉각할 수 있다는 것인데, 그 원리를 설명해 달라. 

원자로의 노심은 정지된 후에도 계속해서 열을 내기 때문에, 그 열을 식혀주어야 한다.

[피동냉각]을 알기 쉽게 설명한다면 이렇다.

물은 공기보다 무겁기 때문에 아래로 흐르게 되어 있다.

따라서 원자로를 냉각하는 배관 속의 물은 [중력의 차이]에 따라 낮은 위치에 있는 원자로 노심으로 흘러내려가고, 노심의 뜨거운 열을 받은 물은 증기로 기화된다.

이렇게 기화된 증기는 공기보다 가볍기 때문에, 배관을 통해 위로 올라간다.
배관 상부로 올라온 증기는 차가운 냉각수를 만나 물로 응축되고, [중력의 차이]에 따라 다시 원자로 아래로 내려가 노심의 열을 식힌다.

이 과정을 요약하면 이런 식이 된다.

①중력차에 따른 냉각용수 노심 순환→
②냉각용수 증기로 기화돼 상승→
③원자로 상부의 냉각수와 만나 물로 응축→
④중력차에 따라 다시 원자로 노심 냉각

이런 [자연순환의 원리]를 이용해 [전기가 없이도 노심의 '잔열'을 제거]할 수 있다.

참고로 [피동냉각]의 반대말은 [능동냉각]으로, 전기로 펌프를 돌리고, 그 힘으로 냉각수를 원자로에 강제로 주입해 열을 식히는 것이다.

#7. 일본 후쿠시마 원전은 격납용기 내부의 방사성 물질이 외부로 유출되는 중대사고로 이어졌다.
우리의 경우 방사성 물질이 격납용기 밖으로 나오는 최악의 상황을 걱정하지 않아도 된다는 뜻인가?

어떤 경우에도 방사성 물질이 격납용기 밖으로 유출되지 않도록 막는 기술은 지금도 거의 구현하고 있다.

나아가 한 차원 앞선 피동냉각 기술을 적용해 노심 용융과 같은 중대사고로 상황이 악화되는 것을 미연에 방지하고 있다.

우리 원전은 후쿠시마와 달리 비상용발전기가 고지대에 위치하고 있어, 쓰나미가 덮친다고 해도 침수로 소내전원이 차단될 위험이 현저히 낮다.

이제 원자력 안전 기술은 인명피해 방지를 넘어서 원전 사고로 인한 환경오염 발생위험을 차단하는 데까지 와 있다.

한 마디로 원전 사고로 사망자가 발생하는 일은 걱정 하지 않아도 된다.

#8. 원자력 안전 못지않게 관심을 끄는 것이 [액체금속로]다.
이것이 본격적인 상용운전에 들어가면 에너지 고갈이나 고준위 폐기물 문제를 크게 줄일 수 있다는 말이 있다.

원자로의 냉각제로 고압의 물이 아닌 금속(액체나트륨)을 이용한다는 점에서 [액체금속로]라고 한다.

무엇보다 핵연료의 수명이 크게 늘어난다는 특장점이 있다.

현재 가장 많이 쓰이는 경수로는 우라늄 235를 연료로 한다.
문제는 그 매장량이 전체 우라늄의 0.7%에 불과하다는 것이다.

나머지 99.3%를 차지하는 우라늄 238은 핵연료로 쓰이지 못한 채 버려지고 있다.

액체금속로는 버려지는 우라늄 238을 핵연료로 이용할 수 있는 플루토늄 239로 변환, 증식시킨다.

우라늄 235는 한 번 태우면 그만이지만, [액체금속로]는 우라늄 238에서 나오는 중성자가 반응해 플루토늄 239를 만들어 내기 때문에 핵연료의 이용률이 최대 60배까지 올라간다.

즉, 다 쓴 핵연료에서 새로운 핵연료가 계속 나오는 것과 같다.
고준위 핵폐기물을 크게 줄인다는 장점도 있다.

때문에 [꿈의 원자로],[‘마법의 원자로], [4세대 원자로]라고 불린다.

[액체금속로] 상용화의 가장 큰 장애물은 냉각제로 쓰이는 액체나트륨의 취급이 까다롭다는 것이다.

이것만 해결된다면 우리나라도 에너지자립국의 반열에 올라설 수 있다.

유럽공동체와 미국, 러시아, 일본 등이 개발에 뛰어들었고, 프랑스, 영국, 러시아는 원형로를 완성했다.
독일과 미국도 실험로를 만들어냈다.

우리나라는 한국원자력연구소가 1997년 개념설계에 착수했다.
2020~2030년이면 본격운전이 가능할 것으로 본다.

#9. 액체나트륨 취급이 어려운 이유는 무엇인가?

나트륨은 물과 접촉하면 반응을 일으켜 폭발하는 성질이 있다.

따라서 나트륨이 흐르는 관이 깨지거나 틈이 생겨 나트륨이 새어나오면 바로 공기 중의 물과 반응에 폭발이 일어날 수 있다.

핵연료를 냉각하는 나트륨은 노심의 방사능에 오염돼 있다. 결국 나트륨이 어떤 이유로든 폭발한다면 방사성 물질이 포함된 ‘핵증기’가 산지사방으로 퍼져나가는 위험한 상황을 초래하게 된다.

우리는 이미 이런 문제를 충분히 예견하고 만약에 있을 수 있는 상황을 고려한 방지책을 수립하는데 연구의 초점을 맞추고 있다.

이를 위해 우리는 노심을 식히는 나트륨과 터빈을 돌리는 증기 사이에 나트륨 폭발과 방사능 오염을 차단하는 회로를 하나 더 추가해 원자로를 개발했다.

이렇게 하면 위에서 말한 방사능 오염을 막을 수 있으며 나트륨이 공기나 물과 반응에 폭발할 위험도 현저히 줄어든다.

개발 중인 [4세대 소듐냉각 고속원자로](액체금속로)에는 이런 설계뿐 아니라 [자연순환]의 원리에 따라 원자로의 잔열을 제거하는 안전 기술들도 적용된다.

 #10. 빌 게이츠 회장의 초청을 받아 미국을 방문했다.
그와 어떤 대화를 나눴는지 궁금하다.

지난 8월 16일 미국 시애틀 [테라파워](빌 게이츠 회장이 세운 원자력 벤처기업) 본사에서 만났다.

이날 국내 원자력계 대표단과 함께 빌 게이츠회장을 만나 대담시간을 가졌다.

빌 게이츠는 화석에너지의 환경오염 문제와 함께 신재생 에너지의 단점인 높은 비용과 낮은 효율에 대해 이야기했다.

“화석에너지는 온실가스를 생산하는 것이 문제다.
원자력과 신재생에너지만 온실가스를 생산하지 않는데 신재생은 (생산비용이)너무 비싸다”

“태양광발전은 태양이 뜨지 않는 밤에는 하지 못하고 비용도 많이 든다.
배터리 능력에도 한계가 있어 전 세계의 태양광발전소에서 생산한 전기를 배터리에 저장해도 불과 10분이면 모두 소진된다”
    - 빌 게이츠 회장

빌 게이츠는 한국 원자력의 역동적인 발전에 주목하고 있었던 것 같다.

빌 게이츠는 2009년 MIT가 10대 유망기술로 선정한, 60년 이상 핵연료를 장전하지 않고도 전기를 생산할 수 있는 [진행형 원자로](TWR: Traveling Wave Reactor)에 관심이 많았다.

[TWR]은 [액체금속로]와 같은 고속증식로의 일종인데, 우라늄 농축이나 재처리를 필요로 하지 않는다.

빌 게이츠는 본격적인 신형 원자로 연구·개발을 위해 경험이 풍부한 파트너를 찾고 있었고, 한국을 강력한 파트너 후보라고 생각한 것이다.

최종적으로 빌 게이츠 회장과 [테라파워]의 지원을 받아 ‘사용 후 핵연료’를 획기적으로 줄여줄 [4세대 소듐냉각 고속원자로(SFR)] 설계에 상호협력하기로 합의했다.

#11. 최근 영광 원전 3호기의 제어봉 안내관에서 미세한 균열이 발견됐다.
이 사건으로 원전에 대한 국민들의 불안감이 한층 더 높아졌다.
최고의 원전 안전 전문가로서 객관적으로 사건을 평가해 달라.

균열이 발생한 제어봉 안내관은 원자로의 상부에서 제어봉이 드나드는 통로이며, 제어봉은 원자로 속 중성자를 흡수해서 원자로의 출력을 제어하는 장치다.

이런 안내관에 균열이 발생하면 제어봉이 인출돼 원자로의 출력이 올라가는 사고를 우려할 수 있다.

그런데 제어봉이 인출돼 출력이 증가하는 사고가 일어나려면 균열이 원주방향으로 일어나야 한다.

그러나 이번에 일어난 균열은 원주방향이 아닌 축방향 균열이다.

제어봉 안내관의 축방향 균열은 우리나라에서는 처음 일어난 일이지만, 해외에서는 비교적 빈번히 일어났었다.

따라서 제어봉 안내관 균열에 대한 우려는 출력 제어에 관한 것보다도 균열 부위에서의 오염된 냉각수 유출 문제에 초점을 맞춰야 한다.

영광 3,4호기는 최초의 한국형 원전으로 이 문제는 계속해서 관찰을 해왔던 부분이고, 대비도 항상 해왔던 사항이라 가동 중에 발견이 됐어도 큰 문제가 일어나지는 않았을 것이다.

덧붙여 다음 노형인 울진 3,4호기부터는 이런 문제를 원천 차단하기 위해 제어봉 안내관 소재를 인코넬-600에서 인코넬-690으로 교체했다.

이번에는 임시 보강 용접을 수행하고, 이후에는 원자로 헤드의 교체여부가 검토될 것이다. 임시 보강 용접을 하더라도 충분히 설계 여유도가 있으므로 안전하다고 판단된다.

더 큰 문제는 영광3호기의 경우 재가동 여부에 대한 예측이 어렵다는 것이다.

현재 정부가 우려하는 최악의 상황은 예비전력이 39만㎾ 수준으로 떨어지는 것이다.
이 경우 전국적인 강제 순환정전이 불가피하다.

다만 영광 5, 6호기가 재가동이 되어 이런 한 고비를 넘겼다.

최악의 상황은 면한다고 해도 전력수급상태를 계속 예의 주시해야할만큼 상황은 심각하다.

물론 이번 사태의 주원인은 원전의 가동 중단이다.

불량 부품 사용, 내부 균열 등 가동 중인 원전에서 문제가 계속 일어나면서 [탈핵과 비핵]을 주장하는 목소리도 더욱 거세지고 있다.
원전에 대한 국민의 불안감이 높아진 틈을 타 '원전 폐기'에 대한 국민적 공감대를 더욱 넗히겠다는 속내다.

그러나 일각에선 원전가동 중단 및 완전 폐기를 요구하는 [탈핵과 비핵]운동에 대한 비판도 조금씩 나오고 있다.

누구나 꿈꾸고 바라는 것이 [탈핵]과 [비핵]이지만 실현 가능한 대안도 없이 이상만을 주장하며 국민을 현혹하는 것은 무책임하다는 것이다.

이들의 주장을 있는 그대로 받아들여 [탈핵]과 [비핵]을 하면 새로운 세상이 열릴 것처럼 말하는 일부 정치인들과 대선후보들의 행태에 대해서도 우려의 목소리가 나오고 있다.

이번 대선에서 문재인 후보와 안철수 예비후보는 모두 [탈핵-비핵]을 주장했다.

[탈핵]과 [비핵]운동가들이 대안으로 내 놓는 친환경에너지 혹은 대체에너지로는 아무리 설비를 확대해도 현재 원전이 공급하는 전력량을 공급할 수 없다.

대체에너지 개발과 설비구축, 부지확보 등에 소요되는 천문학적 비용, 여기에 필요한 기간, 비용 대비 경제성 등을 생각한다면 상황은 더욱 명확해진다.

결국 [탈핵] 및 [비핵]운동가들은 전혀 현실적이지 않은 몽상을 대안이라고 내놓으며 국민을 상대로 위험천만한 도박을 하는 것이나 다름없다.

[탈핵] 및 [비핵]운동가들의 주장에 대한 장 교수 답변은 간결했다.

우리나라 전체 전력 생산량 중 신재생에너지가 차지하는 비율은 2.2%다.
이 중에서 수력과 소각열을 제외하면 태양광, 지열 등 순수한 신재생에너지가 생산하는 전력량은 전체의 0.1%에 불과하다,

이것만 믿고 탈핵과 비핵으로 가다간 엄청난 ‘대재앙’이 올 것이다.

전기가 없으면 복지도 없다.
아프리카의 오염된 물을 정화하는데도 전기가 필요하다.
북한과 한국의 차이는 바로 전기에서 비롯된다.

빌 게이츠가 왜 한국의 원자력 발전을 부러워하는지 다시 한 번 되새겨봐야 한다.

※장순흥 교수와의 이 인터뷰는 지난해 11월에 이뤄졌다.
장교수는 이후 박근혜 후보의 과학기술특보로 영입되었고, 최근에는 정권인수위원으로도 임명되었다.