<사진. russianFloatingNPP
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

원자력의 미래가 될 수 있는 부양식 원전

최근 러시아와 중국이 원자력 분야에서 협력하기로 한 것 중에 조만간 시작될 것으로 보이는 계획에는 10년 안에 6기의 신형 원자력발전소를 개발하는 것이 들어 있다. 하지만 이 원자력발전소는 평범한 것이 아니라 물을 끓이는 원자로를 담고 있는 부양식 플랜트라는 큰 차이가 있다. 양국은 지난 5월 4000억 달러(약 4,130억 원)의 가스 공급 계약을 체결한 후에 러시아 국영 원자력 기업 로사톰이 2019년부터 부양식 원자력발전소를 건설하기 위한 양해각서를 체결했다. 이전까지 로사톰은 2018년에 세계 최초로 동부지역 추코트카(Chukotka) 연안에 부양식 원자력발전소를 건설할 것이라고 발표한 바 있다.

“부양식 원자력발전소는 원격지는 물론이고 석유 시추 등 대형 산업시설에도 신뢰성 있는 전력을 공급할 수 있다"고 로사톰 해외사업부 조마트 알리에프(Dzhomart Aliev)가 말했다. 바다에 원자로를 띄운다는 생각은 환경적 재앙이 벌어질 것 같은 소리로 들리지만 이 시설들은 실제로 원자력발전소들이 지진 및 쓰나미와 같은 자연재해에 덜 취약하도록 만드는 것을 목표로 하고 있다. 미국에서 부양식 원자력발전소를 연구하고 설계하는 과학자팀에서 일하고 있는 MIT 교수 제이코포 분지오르노(Jacopo Buongiorno)는 이것이 완전히 새로운 것은 아니라고 말했다. 그는 잠수함과 항공모함들은 이미 원자로를 탑재하고 있다고 설명하면서, 수중 원자로는 안전성 측면에서 긍정적인 것이라고 덧붙였다.

분지오르노는 원자력발전소를 심해에 설치할 경우, 후쿠시마 사고에서 본 것처럼 쓰나미가 유발하는 막대한 파도에 덜 영향을 받는다고 말했다. 또한 바다에 설치된 원자로는 지진에 따른 피해도 최소화할 수 있다고 강조했다. 분지오르노 연구팀이 긍정적으로 평가하는 또 다른 장점은 해수가 천연 냉각재를 형성하여 노심용융을 방지할 수 있다는 것이다. 여기에다 연안에서 몇 마일 떨어져 있다는 것은 사고 발생 시 일반인들과 거리가 더 멀리 형성된다는 장점을 의미한다. 하지만 분지오르노는 러시아의 프로토타입은 자신의 팀이 설계하고 있는 것과는 상당히 다르다고 하면서 아마도 동일한 안전상의 이익을 볼 수 없을 수도 있다고 말했다.

논리적으로 분지오르노의 부양식 원자력발전소 설계는 연안 석유 시추선과 비슷한 형태에 닻으로 연결되는 방식으로 그 아래 수면에 잠긴 원자로를 갖추게 된다. 원자로는 수면 아래 5~7 마일(약 8~13km)에 위치하고 있으며, 연결된 케이블을 통해 생산된 전기를 연안으로 전송한다. MIT가 제안하고 있는 부양식 원자로와 달리 러시아의 프로토타입은 연안에 정박한 바지선처럼 설계된 형태다. 분지오르노는 쓰나미가 이 바지선을 타격할 경우, 연안 인근에 피해를 끼칠 수 있는 문제점이 있을 것으로 보고 있다.

일부에서는 특정 부양식 원자력발전소에 대한 비판적인 견해를 가지고 있기도 하다. 미국의 우려하는 과학자 모임(Union of Concerned Scientists)의 에드윈 라이먼(Edwin Lyman)은 부양식 원자력발전소에서 필요한 것은 육상 시설을 안전하게 만드는데 필요한 산업계의 노력과 상충한다는 점을 거론했다. 바다에 설치하기 위해 가벼운 원자로를 제작하고 접근성을 확보하는 것이 문제가 될 수 있다는 것이다. 육지에서도 이미 어려움을 겪고 있는 가운데, 바지선에 설치하는 것은 더 어려울 수 있다고 말한 라이먼은 또 다른 문제를 낳을 수 있다고 덧붙였다. 쓰나미와 지진으로부터 안전하지만 육지와 다른 환경으로 인한 위험이 증가할 수도 있다는 것이다.

러시아의 공격적인 부양식 원자력발전소 건설에 대해 의혹도 제기되고 있는데, 이전까지 러시아가 보여준 방사성 물질을 관리한 전력을 감안할 때 우려가 된다는 것이다. 역사적으로 소련과 러시아는 방사성 폐기물 관리에 있어 암울한 역사를 보여주었다고 2010년 타임을 통해 천연자원방위위원회(Natural Resources Defense Council)의 원자력 전문가 토마스 코크란(Thomas B. Cochran)이 말한 바 있다. 그는 또한 이 발전소들이 특별히 새로운 우려를 만들기보다 기존 우려를 더 심화시킬 것으로 본다고 덧붙였다.

제이코포가 부양식 원자력발전소가 지상의 발전소보다 안전하다고 강조했지만 분명한 위협으로 부상하고 있는 현안을 완화시킬 방안을 연구 중이라고 말했다. 한 가지 중요한 우려는 대규모 테러조직의 공격이나 함선이 충돌하는 경우다. 제이코포는 가장 큰 유조선과 충돌해도 이상이 없도록 원자로를 설계하고 있다고 덧붙였다. “노심용융이 발생하더라도 대량의 방사능이 누출되는 사고가 없도록 발전소를 설계하고 있다. 지하 그물과 지상 차폐벽을 통해 테러리스트의 공격을 방어할 수 있다”고 제이코포는 말했다.

라이먼은 또 다른 우려로 누군가가 인가받지 않은 상태에서 시설의 접근을 성공할 수 있다면서 테러용 사제폭탄을 만드는데 여기서 획득한 방사성 물질이 사용될 수 있다고 밝히면서 이동식 원자력발전소는 기본적으로 운송이 가능한 상태를 제공하고 있어 도난이나 절취의 우려가 있다고 말했다. 우드홀 해양조사원(Woods Hole Oceanographic Institution)의 해양화학과학자 켄 부에셀러(Ken Buesseler)는 육지보다 누출된 핵물질을 격납하기가 쉬울 수 있지만 낙진으로 인해 지표가 오염될 수 있는 가능성은 여전히 있다고 말했다. 부에셀러는 해수에 누출된 방사성 물질은 희석되지만 연안에 충분히 근접해 있다면 어업에 큰 영향을 줄 수 있다고 설명했다.

후쿠시마 원자력 사고 이후, 수만 명의 주민들이 무기한 소개되었으며 수백만 달러의 손실이 발생했다. 부에셀러는 여기에서 문제는 7만 명이 육지에서 발생한 사고로 인해 집으로 돌아가지 못하는 것과 부양식 원자력발전소에서 발생한 사고로 어업이 중단되는 것 중에 선택을 해야 하는 것이라고 말했다. 현재로서는 사고 후에 어떤 일이 발생할 것인지 살펴볼 수 있는 부양식 원자력발전소가 부재하고 있지만 수십년 동안 대양을 누빈 핵잠수함과 함정에서 유추할 수는 있다. 이들 함정이 침몰한 경우를 고려해보면, 부양식 원자력발전소에서 사고가 발생할 경우 어떤 일이 벌어질 것인지 예측할 수 있다는 것이다.

현재, 과거에 사고를 당한 핵잠수함들은 해저에 그대로 방치되고 있는데 심해로부터 제거하는 것이 극도로 어려운 일이기 때문이다. 대부분의 경우, 원자로를 격납하고 있는 금속 구조물들이 견고하기 때문에 최소한 방사성 동위원소들이 붕괴되어 사라지는 짧은 시간 내에 부식이 발생하지는 않을 것으로 보인다. 어떤 경우에는 방사성 동위원소들이 물과 잘 섞이지 않기에 핵활동은 국지적으로만 제한되는 경우도 있다. 그 밖에 수용성 동위원소들이 생태계로 침투할 수 있지만 바로 희석될 것으로 예측할 수 있다.

미국과 러시아 양국은 모두 안전한 원자력 발전시설을 개발하는 것에 있어 에너지 전문가들은 물론이고 기후과학자들로부터도 지지를 받고 있다. 지난 12월 네 명의 저명한 기후과학자들이 공개 서신을 작성하여 원자력의 장점을 고려해 볼 시점이라고 말한 바 있다. 이 서신의 저자 중 한 명인 켄 칼데이라(Ken Caldeira)는 기후문제를 해결하는 것은 거의 배출이 없는 국제적인 에너지 시스템을 구축하는 것을 의미한다고 말했다. 원자력은 가능한 소수 기술 중 하나로 이 목표를 달성하는데 중요한 역할을 수행할 수 있는 잠재력이 있다는 것이다. 칼데이라는 원자력에 포함되는 또 다른 현안은 핵확산, 방사성 폐기물 관리, 기반시설 부족 등이 있다고 말했다. 원자력에 반대하는 측에서는 보안상 우려, 비싼 운영비 등을 거론하면서 에너지 효율을 증대시키고 재생 에너지원의 활용을 늘리는 것이 효과적이라고 주장한다.

나이지리아 같은 국가는 전기를 필요로 하지만 원자력을 편하게 느끼게 해주는 책임을 다하는 정부가 없다. 이러한 문제의 대안으로는 해당 국가의 연근해로 부양식 원자력발전소를 파견하여 전기를 공급하는 것이다. 물론 이런 방안에는 그 자체적으로도 보안 문제를 가지고 있다. 부양식 원자력발전을 통해 현재 국제원자력기구(IAEA)의 원자력안전협약(Convention on Nuclear Safety)에 가입하지 않은 불안정한 국가가 원자력을 도입하는 것을 방지할 수 있는 것은 사실이다. 이 협약은 지상에 기반을 둔 원자력 시설을 운영하는 국가를 위한 안전기준을 제시하고 있을 뿐, 해상 기반 원자력 시설에 대해서는 아무런 규제도 부과하지 않고 있기 때문이다.

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