원전에서 발생되는 방사성폐기물(이하 원전수거물)을 안전하게 관리하는 최종방법은 이들을 인간 생활권으로부터 영구히 격리하는 방법이다. 원전수거물을 인간 생활권으로부터 영구히 격리하는 방법은 처분시설을 건설하여 이곳에 매립하는 것이다. 우리나라는 지난 1978년에 고리원자력 1호기가 가동되면서 원전수거물이 최초로 발생 된지 25년이 지난 현재도 처분시설이 마련되지 않아서 약 6만여 드럼을 원전 현장에 저장관리하고 있는 실정이다. 현재의 원전수거물 저장고는 2008년부터 원전별로 연차적으로 포화가 예상된다. 방사성폐기물은 방사성동위원소의 의약 및 산업적 이용에서도 다량 발생하고 있으며, 방사성폐기물의 안전관리를 위해서는 영구처분시설의 확보가 불가피하다.

1940년대 이래로 세계 여러 나라에서 방사성폐기물을 영구처분하고 있다.  따라서 이들 방사성폐기물의 안전처리 및 처분은 이미 성숙된 기술로 간주된다. 원자력을 산업적으로 이용하기 시작한 역사가 수십 년에 불과하지만 매우 빠른 속도로 기술이 발전해 왔다. 외국에서의 방사성폐기물의 처분도 과거에는 일반 산업폐기물을 매립하듯이 단순히 트렌치를 파서 그대로 묻어 버리던 처분 관행이 있었다. 그렇지만 그 이후 주민 및 환경보호 요건이 지속적으로 강화됨에 따라 방사성폐기물을 보다 안정되게 만드는 처리 신기술과 최신의 영구처분기술을 계속 개발하여 적용하고 있다. 원전수거물을 유리화하는 기술과 다중방어 개념의 공학적 방벽을 강화한 처분방법이 이의 대표적인 예이다.

원전수거물의 처분방법은 공학적 천층처분과 동굴처분이 있다. 공학적 천층처분의 경우, 원전수거물을 두꺼운 콘크리트 처분고에 처분하는데, 처분고내에서 처분용기 사이의 빈틈은 점토재나 시멘트 모르타르로 채운다. 처분고 상부에는 수 미터에 달하는 다중의 처분덮개를 설치하여 처분고내 강우 유입을 방지한다. 이 처분방식의 대표적인 예로  프랑스의 로브 처분장을 들 수 있다. 동굴처분이란 지하 50∼300m 범위에서 암반내 동굴을 굴착하여 원전수거물을 처분하는 방법이다. 대표적인 예로, 스웨덴의 SFR 처분장은 육지로부터 굴착하여 해수 바닥면 하부 60m의 결정질 암반에 건설되었다.
처분시설은 장기적인 처분 안전성을 확보하기 위하여 다중방벽 개념으로 설계 및 운영되며, 다중방벽들은 다음과 같이 안전성 확보 측면에서 상호 보완적 특성을 지니고 있다.

△폐기물 자체에 의한 방벽: 폐기물을 안정화하고, 포장용기의 건전성을 장기간 유지.
△처분시설에 의한 인공방벽: 처분 구조물로의 지하수 침투를 억제하고, 처분용기주위를흡착성이 큰 물질로 감싸서 만약의 경우 방사성핵종이 유출되더라도 처분시설 외부로 이동하지 못하고 흡착하도록 하여 처분구조물 내 격리 (방사성핵종의 반감기에 의해 처분시설 내에서 대부분이 자연 소멸됨).
△처분부지에 의한 자연방벽: 방사성 핵종이 인간 생활환경으로의 이동을 저지하는 최종방벽 기능 (물리적 격리, 수리지질학 및 지화학적 지연 등).

이러한 다중방벽 중 어느 부분이 열하되어 처분된 폐기물 중 함유되어 있는 방사성 핵종이 이동한다고 하여도 그 양이나 비율이 극히 적다. 또한 핵종이 생활권에 도달하기까지는 수백 년 이상의 장기간이 걸리므로 그 사이에 방사성 붕괴에 의해 자연 소멸되기 때문에 주변지역주민이 처분시설에 의해 받는 방사선피해는 없다.

우리나라를 포함한 세계 각국은 자연 방사능 이상의 방사성물질 배출을 법적으로 규제하며, 인체에 영향을 줄 경우에는 법적인 처벌을 한다. 실제 방사성폐기물의 보관, 처리 및 처분 과정은 철저하고 엄격하다. 처분시설의 안전성을 보장하기 위해서 국제원자력기구 등이 제시한 기준에 맞춰 주민에의 방사선 영향이 연간 0.3 밀리시버트 이하가 되도록 관리하도록 하고 있다. 그러나 우리나라의 처분시설은 과학기술부의 관련 고시에 따라 국제적인 권고치보다도 훨씬 안전하도록 설계되어 있다. 원전수거물 관리시설과 국내 원자력법령에 대한 자세한 내용은 지면의 제약으로 기술을 생략하지만, www.4energy.co.kr 와 같은 인터넷 사이트에서 쉽게 찾아 볼 수 있다.

처분시설의 법적인 입지요건은 과학기술부 고시 제2002-24호에 제시되어 있다. 동 고시에 따르면 부지의 기상조건, 지표상태, 지질학적 조건, 표층수의 분포상태, 지하수 분포상태, 지진 요건, 수자원의 이용성 등을 종합적으로 검토하도록 하고 있다. 그런데 이중 결정적인 배제 조건은 석회암층과 활성단층을 피하는 것이다. 그 이외의 사항은 처분시설 내 공학적 방벽의 설치를 통해 수리 지질학적으로 보완 하도록 하고 있다.

지난 7월 24일에 정부에 의해 원전수거물 관리시설 부지로 발표된 전라북도 부안군 위도의 경우, 중생대 화산암이 분포한다. 후보 부지의 기반암은 응회암인데, 기질이 치밀하여 투수성이 작으며, 수계발달 또한 미미하여 시설부지로서 적합하다는 평가를 받은 바 있다. 섬 전체의 지형은 섬의 북동부로부터 남서 방향으로 고지가 발달하였고, 대부분의 지역은 산지를 이루고 있으며, 계곡지역의 넓지 않은 충적층만이 제한적으로 경작지로 이용된다.  참고로 처분시설 부지로서 선호되는 조건은 위도와 같은 지질학적 및 수리지질학적 단순성이다. 이는 지질학적 특성을 평가하고 모델링에 의해 재현하는 데 있어서의 불확실성을 최소화하기 위한 고려사항이다.

관리시설 후보부지에 대한 정밀지질조사 및 사전환경성 검토를 거쳐 2004년에 위도를 전원개발사업 예정구역으로 지정고시하고, 최종 확정된 부지에 대해 부지특성조사 및 환경영향평가를 거쳐 건설 및 운영허가를 2006년에 취득할 예정이다. 이 과정은 투명하게 공개될 것이며, 관련 지자체와의 상호 이해와 신뢰의 기반 하에 진행될 것이다.

김창락 (한국 수력원자력 환경기술원, 원자력 공학)

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