세계 최초 동굴·표층 복합처분시설 완성…

"300년 뒤 자연으로 돌아갈 때까지 관리"

경북 경주 문무대왕면 동해안로를 따라 굽이진 언덕을 오르자, 사방이 산으로 둘러싸인 분지 사이에 거대한 콘크리트 구조물들이 눈에 들어온다. 가로·세로 각 20m, 높이 10m 크기의 방폐물 처분고 20개다. 리히터 규모 7.0의 강진에도 견딜 수 있게 설계된 이 '2단계 표층처분시설'은 국내에서 발생하는 저준위 방사성폐기물들을 향후 300년간 안전하게 품게 될 요새다.

지난 13일, 한국원자력환경공단(KORAD)은 이곳 중저준위 방사성폐기물 처분시설 부지에서 '2단계 표층처분시설 준공식'을 개최했다. 지난 2014년 완공된 1단계 동굴처분시설에 이어 약 11년 만에 새로운 처분 시설이 모습을 드러낸 것이다. 이번 준공으로 우리나라는 세계 최초로 한 부지에 동굴처분과 표층처분 시설을 동시에 운영하는 복합 처분 역량을 갖추게 됐다. 1단계 동굴처분시설과 함께 이번에 준공된 표층처분시설을 통해 저준위 이하 방폐물을 구문해 처분할 수 있게 됐다.

◇ "물은 방폐물의 적"… 이동식 쉘터가 만드는 철벽 방어

1단계 동굴처분시설이 해수면 이하 80~130m 아래에 있는 6개의 사일로(Silo)에 중·저준위 폐기물로 채워진 200ℓ 또는 320ℓ의 드럼을 저장하는 방식으로 방폐물을 처리했다면 2단계는 저준위 이하 방폐물을 처리하는 시설로 활용된다.

이곳에 처분되는 폐기물은 원전 작업복, 장갑, 필터, 교체된 설비 배관 등 방사능 농도가 낮은 저준위 및 극저준위 폐기물들이다. 오염도가 높은 폐기물은 지하 130m 아래 동굴(사일로)에 넣고, 상대적으로 위험도가 낮은 폐기물은 지표면 근처에 처분함으로써 공간 효율성과 경제성을 동시에 잡았다.

방폐물을 담은 드럼이 이 요새에 안치되기까지의 과정은 정밀한 외과수술처럼 진행된다. 저준위 폐기물을 실은 트럭이 도착하면, 거대한 '이동형 크레인 쉘터(MCS)'가 처분고 상부를 완전히 덮어 비를 막는 지붕 역할을 한다. MCS 내부의 크레인이 드럼을 하나씩 들어 올려 처분고 바닥에 오차 없이 안치하면, 드럼 사이의 빈 공간은 시멘트 풀인 '그라우트'로 메워진다. 이 팀장은 "원형 드럼을 저 밑에다가 쫙 깔면 공간이 생기고 흔들릴 수 있어 시멘트를 주입해 굳힌다"며 "크레인 쉘터는 콘크리트 박스에 완전히 뚜껑을 씌울 때까지 그 자리에 그대로 있고, 작업이 끝나면 레일로 이동해 다음 처분고로 가는 개념"이라고 설명했다.

기존 동굴처분시설이 있으나 지표면에 또 다른 처분시설을 만든 이유는 경제성 때문이다. 방사능 농도는 낮지만 오염됐기 때문에 일반 폐기물로 버릴 수 없는 저준위 폐기물의 경우 땅속 깊은 곳에 폐기하지 안아도 큰 위험이 없기 때문에 표층을 활용하는 것이 효율적이라는 설명이다.

◇ 25년 뒤 폐기물 채우면 '거대한 고분'으로 변신

2단계 시설은 200ℓ 드럼 기준 12만 5000드럼을 수용할 수 있다. 공단은 올 연말께 4000드럼 처분을 시작으로 2050년까지 연간 처분량을 1만 2000드럼까지 단계적으로 늘려나갈 계획이다.

지금은 차가운 콘크리트 외벽을 드러내고 있지만, 모든 처분고가 가득 차 밀봉이 완료되면 이 시설의 모습은 완전히 달라진다. 구조물 위로 약 5m 두께의 흙을 덮어 봉분 형태로 조성하기 때문이다. 경주의 거대한 능(陵)과 같은 모습으로 자연 속에 동화되는 셈이다.

이후 시설 폐쇄 후에도 300년 동안 제도적 관리가 이어진다. 공단 관계자는 "세슘이 반감기를 다 거쳐 자연 상태의 자연 방사능과 똑같아지는 시기가 300년이 걸린다"며 "시설 폐쇄하고 300년 동안 주변의 물이라든지 공기 중에 방사능 수치가 얼마 이상 높아지는지를 계속 모니터링하게된다"고 말했다.

◇ 5중 차단과 수막 타워… 세계가 주목하는 'K-방폐장'의 안전

지상 시설인 만큼 지진이나 산불에 대한 대비도 철저하다. 공단은 드럼, 뒷채움재, 처분고, 덮개, 암반으로 이어지는 '5중 다중차단 구조'를 통해 규모 7.0의 강진에도 안전을 자신했다.

시설 지하에는 작업자가 직접 들어갈 수 있는 지하 점검로가 그물망처럼 뻗어 있다. 지하 점검로에는 배수설비, 공조설비 등이 설치돼 있다. 혹시나 발생할 수 있는 방사성 폐액 등이 배관을 타고 지하 점검로를 통해 집수조 탱크에 모이면 이를 처리하게 된다. 또 산불 발생을 대비해 반경 40m까지 물을 뿌릴 수 있는 수막 설비도 갖춰 화마 접근도 원천 차단했다.

이러한 고도화된 관리 시스템은 우리 원전기술의 수출 경쟁력으로도 이어질 것으로 기대된다. 공단 관계자는 "원전 강국인 프랑스 같은 경우도 시설이 따로 떨어져 있어 운반 효율성이 떨어지지만, 저희는 같이 있으니까 효율성이 높을 수밖에 없다"며 "해외에서도 이 부분을 굉장히 자세히 보고 있고, 향후 원전 수출 시 패키지로 제안할 수 있는 강력한 기술적 기반이 될 것"이라고 설명했다.

이날 준공식에 참석한 이원주 기후부 에너지전환정책실장은 "방사성폐기물의 안전한 관리는 현재와 미래 세대에 대한 책무 중 하나"라며 "우리 기술로 건설한 2단계 처분시설의 안전한 운영을 기반으로 국민이 안심할 수 있도록 방폐물 관리에 최선을 다하겠다"고 강조했다.