원자력은 원래부터 화석연료를 대체하기 위한 대체에너지였다. 1970년대 두 차례의 오일 쇼크를 겪으면서 미국과 유럽은 중동산 원유에 의존하는 에너지 체계가 너무나 허술함을 절감했다. 이는 1차적으로는 경제를, 더 중요하게는 국가안보 문제를 가져왔다. 생산시설이 정지하고 교통이 마비되고 국방도 자연스레 약화되어 국가 전체의 문제로 비화되는 것이 에너지 공급 마비의 문제이다.

1950년대 실증용 원자로를 건설하면서 원자력발전의 가능성을 검증하고 1960년대 본격적으로 1세대 원자로가 건설되기 시작했다. 그러는 와중에 마주한 두 차례의 오일 쇼크는 원자력의 1차 부흥기를 가져왔다. 원자력발전은 핵연료를 한 번 장전하면 원자로에서 나올 때까지 약 4~5년간 탈 수 있다. 또한 비축해둔 연료로 몇 년은 외부 공급 없이 그대로 공급이 가능하다. 또한 원자력발전 단가에서 천연우라늄 원료가 차지하는 비중이 매우 낮다. 우리나라의 경우 발전원가가 50~60원/kWh인데 그 중 2원/kWh 정도가 천연우라늄 가격으로 비중이 아주 미미하다. 따라서 천연우라늄 가격이 폭등하는 경우에도 발전원가는 거의 변화가 없으며 천연우라늄 공급이 막히는 경우에도 원전은 몇 년간은 아무 문제 없이 운영이 가능해 외부 환경 변화에 아주 무던하고 강인하다.

이러한 강점을 가진 원자력발전이 오일 쇼크 시기 그 빛을 발했다. 운영하던 원전의 가치가 부각되고 신규원전이 들어서면서 적어도 발전 부문에서 원유를 이용한 발전을 퇴출하기 시작했다. 1970년대를 지나면서 원유발전은 원자력발전에 의해 대부분 퇴출되고 현재 아주 적은 양만 특수한 목적(비상발전용)으로 남아 있다. 예외적으로 사우디와 같은 나라는 여전히 50% 가까이 원유로 발전을 하고 있으나 내부 소비가 지나치게 늘어나게 되어 이제 원자력과 재생에너지로 원유발전을 대체하려고 하고 있다.

1970년대와 1980년대 원자력은 무서운 속도로 성장했다. 최고 많이 건설되던 시기에는 연간 30GW 이상의 원전이 건설되면서 빠른 속도록 원유발전을 대체해나갔다. 연중 85% 정도의 시간 동안 지속 가동되는 원자력발전소는 연중 15% 정도 가동되는 태양광 대비 6배 가까이 많은 전력을 생산한다. 따라서 원자력 30GW는 태양광 180GW와 같은데 역사상 가장 많은 태양광 설비를 건설한 2019년의 태양광 설비증설이 109GW였다는 것과 비교하면 1980년대 원자력 붐의 규모를 짐작할 수 있을 것이다. 사실 원자력발전소의 운영 기간이 60년 이상인 것과 태양광의 운영 기간이 30년이 안 된다는 것을 감안하면 원자력 30GW는 태양광 360GW와 같은 양의 전력을 생산하는 설비라고 할 수 있다. 한 마디로 1980년대 원자력발전의 증가는 가히 상상을 초월했다. 덕분에 더 이상 전기를 만들기 위해 수급이 불안하고 가격이 비싼 원유를 사용하지 않아도 되게 되었다.

오일쇼크 경험으로 증명된 원자력발전의 무한 가능성

이후 부침을 겪게 되는데 미국의 TMI 사고와 체르노빌 원전사고를 겪으면서 어려움을 겪기도 했고 후쿠시마 사고로 재개되던 원전 건설이 잠시 주춤하기도 했다. 후쿠시마 사고의 대응과정에서 수만 명의 주민이 아직 원래의 터전으로 돌아가지 못하고 있다. 그러나 우려했던 방사선 피폭에 의한 암 발생 증가나 사망자 증가는 전혀 사실이 아니라는 것도 또한 명확히 확인되었다. 오히려 과도한 대피 조치로 불필요한 손해만 발생했다는 비판이 늘어나고 있다. 초기에는 영향을 가늠할 수 없어 지나치게 과한 대피를 지시했으나 지나고 보니 그 모든 조치가 불필요한 조치였다는 것을 알게 된 것이다. 사고 당사국인 일본도 사고 직후에 모두 닫았던 원전들의 재가동을 순차적으로 추진해가고 있으며 향후 20%대의 원자력발전 비중을 가져간다는 계획을 가지고 있다.

원자력이 새롭게 화석연료의 대체에너지로 부상하고 있다. 기후변화에 대한 대응 수단으로 원자력은 완벽한 조건을 갖추고 있다. 깨끗하고, 24시간 쓰고, 가장 경제적이다.

첫째, 온실가스 배출량이 제일 적다. 이산화탄소 배출에 있어 1kWh 전력생산에 원자력 12g, 풍력 12g, 수력 24g, 태양광 48g, 가스발전 490g, 석탄발전 820g이다(IPCC 2014 보고서 기준). 원자력이 석탄이나 가스 대비 미미한 온실가스 배출량인 것은 물론이고 태양광, 풍력, 수력 등과 비교해도 제일 적은 양의 이산화탄소를 배출하고 있다. 이 수치는 발전소를 건설하고, 광산에서 원료를 채굴하고, 연료를 만들고, 사용한 폐기물을 관리 처분하는 모든 과정에 수반되는 모든 이산화탄소 배출을 고려한 것이다.

둘째, 원자력발전소는 24시간 가동이 가능하다. 원전은 하루 24시간 내가 원하는 때 전기를 공급할 수 있다. 석탄 화력이나 가스발전도 원한다면 24시간 운영이 가능하다. 그러나 태양광과 풍력은 각각 하루 평균 4시간에서 6시간 정도만 운영이 가능하고, 계절별, 일별 변동이 심하다. 따라서 석탄 화력이나 가스를 대체하기 위해서는 24시간 가동이 가능한 원자력이 가장 알맞은 발전원이 된다. 태양광으로 석탄을 대체하겠다면 밤에는 방법이 없다. 그럴 경우 가스발전을 나머지 20시간 동안 가동해야 하는데 그냥 가스발전을 하는 것과 크게 다르지 않다. 또한 배터리에 전기를 저장했다 쓰겠다는 것은 경제성도 맞지 않고, 규모도 맞지 않다. 배터리에 저장한 전기로 하루를 쓰는 일은 불가능에 가깝고, 2020년 장마처럼 50일간 흐리고 비오는 기간을 견디려면 필요한 배터리는 그 규모가 실현 불가능한 수준이다.

셋째, 원자력발전소는 가장 경제적이다. 우리나라에서는 kWh당 발전단가가 원자력 60원, 석탄화력 90원, 가스 120원, 태양광과 풍력 150원 이상이다. 외국의 경우 우리나라보다 원자력 발전단가는 비싸고(너무 오래 건설을 하지 않아 신규 원전 건설비가 우리의 2~3배) 가스나 석탄가격이 싸서 원자력발전이 석탄이나 가스 대비 싼 경우가 있지만 재생에너지와 비교해서는 대체적으로 경제성이 있다. 즉 석탄과 가스를 대체해야 하는 입장에서 가능한 옵션은 원자력 혹은 재생에너지인데 그 중에서는 원자력이 경제성이 있는 것이다. 현재 재생에너지는 지난 10년간 대규모 보급을 통해 가격이 이미 많이 내려가 있는 상황이다. 그리고 태양광의 예를 들면 패널가격이 차지하는 비중이 전체 비용의 30% 수준으로서 향후 패널가격이 추가 하락해도 그 비용 절감은 크지 않을 전망이다. 이미 싸질 만큼 싸졌다는 것이다. 그러나 원자력발전의 경우 아직 신규 건설이 본격화하지 않아 우리나라, 중국, 러시아를 제외하고는 건설 경험이 10기 이상 축적된 원전이 미국, 일본, 유럽 등에는 거의 없다. 미국과 유럽도 일단 10기 이상 건설하고나면 현재 건설비 대비 절반 수준으로 가격이 내려갈 것은 자명하며 반복 건설에 의한 경제성 향상을 감안하면 향후 원자력은 무탄소(비화석) 전력원 중에서 가장 경제적인 수단이 될 것은 자명하다. 원자력은 아직 싸지기 전이라는 것이다. 2025년에 지어지는 발전소 기준으로 균등화발전단가를 추정한 국제에너지기구의 2020년 보고서를 참고하면 신규 원자력은 육상풍력 대비 조금 비싸고, 해상풍력 대비 저렴하며, 태양광과 비슷한 수준으로 평가된다. 현재 운영 중인 원전의 계속운전의 경우에는 모든 재생에너지 대비 저렴하며 모든 화석에너지보다 저렴한 것으로 평가된다. 즉, 2025년에 새 원전을 짓게 되면 적어도 재생에너지 가격과는 비슷한데 재생에너지와 달리 24시간 쓸 수 있을 것이고, 40년 1차 운영허가기간이 만료되어 허가를 갱신하고 계속운전을 하는 원전이라면 그 어떤 발전원보다 저렴하다는 것이다. 40년 운영 이전에 이미 건설비는 모두 회수한 상황이라 발전소가 거의 공짜나 다름없기 때문이다. 경제성에 있어 원자력의 장점은 더 강화될 전망이다.

원자력이 기후변화 대처에 있어 중요한 역할을 해야 한다는 것은 유엔 기후변화에 대한 정부간 패널(IPCC)의 ‘1.5도 특별보고서’, 국제에너지기구의 ‘청정에너지 시스템에서 원자력’, MIT의 ‘탄소제약세계에서의 원자력 에너지의 미래’, G20 에너지환경장관회의의 선언문 등에 명시되어 있다. 원자력은 가장 경제적이고 24시간 믿고 쓸 수 있는 탈탄소 전력원인 것은 명확하다. 원자력이 유일한 해결책은 아니지만 원자력을 빼면 해결책이 없다.

원자력발전의 위험성은 심리적으로 큰 부담이나 실질적으로 우리에게 미치는 위험은 정량적으로 충분히 무시할 수 있다.
과다하면 문제를 일으키는 방사선도 과소하면 문제가 없다. 단 1발의 방사선 피폭이 암을 유발하는 것은 아니다. 단 1마리의 대장균이 설사를 일으키지 못하는 것과 같다. 많아야 문제가 되는데 우리가 일상이나 원전에 의해 받는 방사선으로는 그 근처로 갈 방법이 없는 수준이다.

소위 방사선의 생물학적 영향을 시버트(Sv)라는 단위로 표현하는데 우리가 1년에 자연으로부터 받는 방사선량이 약 3밀리시버트(mSv, Sv의 1/1,000) 정도다. 80년을 산다면 240mSv 정도의 피폭을 받는다. 자연방사선 피폭이 많은 나라의 경우 평생 약 1000mSv 피폭을 받는 나라도 있고 일본은 평생 170mSv 정도 피폭을 받아 우리보다 70mSv 정도 적다. 우리나라에서도 사는 지역에 따라 피폭량이 다르다. 부산에 사는 경우 강원도에 거주하는 것보다 평생 약 90mSv의 피폭을 덜 받는다.

원자력 괴담 선동에 가려진 진실들

그러면 위에 언급한 국가별 지역별 피폭량 차이로 인해 암발생 증가나 감소가 있는가? 없다. 그러면 평생 길게 피폭되는 것 말고 원폭처럼 아주 짧은 시간에 큰 양을 받으면 어떻게 될까? 원폭 생존자 18만 명을 수십 년 추적 관찰한 결과를 보면 한 번에 100mSv 이상에서만 미미하지만 암발생 증가가 있었고 그 이하에서는 없었다. 즉 짧은 시간에 과다한 양을 피폭 받기 위해서는 100mSv 정도는 되어야 한다.

후쿠시마 사고로 인한 후쿠시마 주민들의 평생 피폭량은 약 10~20mSv로 평가된다. 사고 시점부터 그 사람이 죽을 때까지 총 피폭량이다. 위의 자연방사선 피폭량의 변동에 비하면 미미한 크기다. 부산과 강원도 차이에도 훨씬 못 미치는 양이고 우리와 일본의 차이에도 미달하는 양이다. 즉, 앞으로 주민들에게 있어 건강 영향을 기대할 수 없다. 앞선 TMI-2 사고의 경우 대부분의 방사성 물질이 격납 건물 내부에 격리되어 있어 발전소 인근 주민의 피폭량이 약 0.1mSv 수준으로 미미했고 아무 영향이 없었다. 심지어 사고 후 4일째 되는 날 카터 대통령이 아무 보호 장구나 마스크도 없이 발전소 건물 내부를 시찰한 것은 잘 알려진 사실이다. 발전소 건물들조차 방사성 물질에 오염되지 않았기 때문이었다.

우리나라 원전은 TMI-2와 같은 설계이므로 우리 원전에서 일어날 수 있는 최악의 사고 결과는 TMI-2 수준이라고 보면 될 것이다. 사실 TMI-2 대비 수소 자동제거기 등 여러 안전장치가 더 구비되었으므로 그 이하의 결과를 가져올 것이다.

최근 월성원전의 삼중수소가 이슈가 되고 있다. 이슈는 세 가지 정도 된다. 1) 주민들에게 삼중수소가 검출되어 안전에 우려가 있다. 2) 지하수에서 고농도의 삼중수소가 검출되어 외부로 누출되는 것 아닌지 우려스럽다. 3) 3호기 배수관로에 기준농도 18배의 삼중수소가 검출되었는데 방사성 물질 누출이 심각하다.

첫째, 주민들에게 미치는 건강 영향은 무시할 만큼 미미하다. 주민 안전은 가장 중요한 사안이며 이는 정량적으로 측정해 확인해야 한다. 현재 주민들이 받고 있는 피폭량의 크기와 그 경향이 안전 판단에 가장 중요한 요인이다.

주민들의 소변 시료로 측정한 데이터를 살펴보면 1차분석기간(2014.6~2015.9) 495명 대상의 측정에서는 평균 5.5베크렐/리터, 최대 28.8베크렐/리터. 피폭량은 연간 0.6마이크로시버트(μSv, 1/1,000,000Sv)로 법적 선량기준인 연간 1mSv(1mSv=1,000μSv) 대비 6/10,000로 계측되었다. 

2차분석기간((2018.11~2020.7) 931명 대상의 측정에서는 평균 3.1베크렐/리터, 최대 16.3베크렐/리터. 피폭량은 연간 0.34μSv로 법적 선량기준 대비 3.4/10,000로서 1차 대비 줄어든 것으로 계측되었다. 그러나 워낙 미미한 수준이라 줄어들었다는 것이 큰 의미를 가지지는 않는다.

또한 1회 쵤영 시 50마이크로시버트(μSv, 1/1,000,000Sv)인 흉부 엑스레이 대비 1차 측정 피폭량은 1/83 수준, 2차 피폭 측정량은 1/147 정도로 극히 미미한 피폭량이다.

음식으로 인한 피폭과 비교하면 연간 바나나 6개를 먹을 경우 0.6μSv 피폭이 발생하므로 1차 조사 결과는 바나나 6개, 2차 조사 결과는 바나나 3.4개 섭취에 해당하는 피폭량이다. 또한 부산과 강원도의 자연방사선 피폭 차이가 연간 1,100μSv이므로 1,2차 최고치인 0.6μSv는 부산과 강원도 차이의 1/1,800 수준으로 극히 미미하여 어떠한 영향도 기대할 수 없다.

둘째, 지하수에서 삼중수소가 발견된다는 것은 문제가 아니다. 고농도의 삼중수소에 양도 많아 밖으로의 배출량이 많아진다면 문제가 되는 것이다. 현 수준에서는 전혀 문제가 없이 관리되고 있다.

삼중수소가 함유된 물을 담고 있는 수조에는 누수를 막기 위한 막이 설치되어 있다. 에폭시라이너라고 부르는데 여기에 틈이 발생하고 콘코리트 구조물에도 갈라진 곳이 있을 경우 물이 밖으로 흘러나갈 수 있다. 수조 밖에서 물을 모아 검사해 수조 내에만 존재하는 방사성 물질이 검출되면 누수를 쉽게 확인할 수 있다. 틈이 없는 경우에도 적은 양의 삼중수소가 물이 스미듯이(확산) 이동할 수 있다. 이러한 구조기 때문에 예를 들어 사용후핵연료 저장조 하부에는 스며 나오거나 누설되는 물을 모아 감시하기 위해 그릇을 만들어 뒀고 차수막이라고 부른다. 차수막도 누설될 가능성을 고려해 그 하부에는 물을 수집하는 공간을 또 두고 있다. 말하자면 3층 사용후핵연료 저장조, 2층 차수막, 1층 집수정으로 구성되어 있어 1층의 물을 모아 농도와 양을 측정하고 배수관로를 통해 보내서 최종적으로 희석해 농도를 극도로 떨어뜨려 외부로 배출한다. 배출하는 물의 농도도 별도로 측정하고 있다.

따라서 사용후핵연료 저장조의 물 중 일부가 확산이나 누설을 통해 아래로 모이고 수집되어 배출되는 것은 정상적인 관리 과정이라고 할 수 있다. 문제는 누설이 있을 경우 이를 수리하지 못해 누설량이 늘어나고 급기야 배출되는 방사성 물질의 양이 상당량이 되는 경우 문제가 되는 것인데 현재 배출되는 양을 보면 농도비 기준으로 1%에도 미치지 못하고 있어 관리에는 전혀 문제가 없는 것으로 판단된다. 즉, 삼중수소가 있다는 것이 문제가 아니라 많은 양이 있고 줄일 수 없을 때 문제가 되는 것인데 현재 양이 많지 않다는 것이다.

좌파의 새로운 선동 ‘삼중수소’ 의혹의 진실

마지막으로 3호기 배수관로 집수정에서 발견된 물의 농도는 기준치를 18배 초과했는가? 아니다.
수집된 삼중수소수는 모아져 배수관로를 통해 흘러간다. 중간 중간 여러 개의 맨홀이 있고 집수정이 있다. 환경단체와 여당 의원들이 주장하는 핵심은 이 집수정 중 2번째 집수정에서 713,000베크렐/리터의 물이 발견되었고 이것은 배출기준농도인 40,000베크렐/리터 대비 18배 수준으로 배출기준 위반이라 것이다. 그러나 환경단체와 여당 의원들이 기준을 잘 모르고 하는 주장에 불과하다.

집수정에 고인 물은 회수해서 배출했고 희석해서 배출된다. 희석되어 배출될 때는 농도가 10~20베크렐/리터로 기준치 40,000베크렐/리터 대비 아주 낮은 수준이다. 따라서 배출기준 불만족은 틀린 이야기다. 발견된 물은 아직 배수관로 상에 있는 물로서 발전소 외부로 나가지 않은 것이다. 여기에 발전소 외부로 나가는 농도 기준을 적용한 것은 틀린 적용이다. 차가 아직 집 차고에 주차되어 있는데 주차위반 딱지를 끊어야 한다는 것과 같다.

그 집수정의 물은 그대로 두면 추가적인 유입이 있을 시 흘러 넘쳐 다음 집수정으로 이동하고 다시 그다음 집수정으로 이동해 최종적으로 배출 직전 지점에 이르게 된다. 거기서는 농도가 측정되고 희석된 다음 최종 배출되게 되며 이때의 농도가 40,000베크렐/리터를 만족하면 되는 것이다.

월성원전에서 연간 배출하는 액체폐기물의 양이 30조 베크렐 수준이고, 집수조에서 회수된 물의 삼중수소 농도가 713,000베크렐이므로 회수된 물을 2톤 정도로 가정해도 그 양이 삼중수소 약 14억 베크렐이다. 연간 배출량의 0.005% 정도에 해당하는 작은 양이다. 연간 배출량의 0.005%에 불과한 양을 농도 기준에 맞춰 배출한 것을 기준치 18배 초과 유출이라고 잘못 주장한 것이다.

월성원전의 삼중수소는 현재 배출되는 양이 타 원전보다 많다. 이는 중수를 사용하는 원자로의 특성상 그러할 수밖에 없다. 그러나 현재 배출량이 관리하는 기준 대비 충분히 낮고, 삼중수소가 있는 물은 모아 규정에 맞게 희석하여 배출하고 있으며, 최종적으로 주민에게 미치는 영향은 무시할 만한 수준의 피폭에 그치고 있다. 따라서 주민의 건강이 충분히 보장되는 상황에서, 배출량과 농도도 문제가 없는 월성원전의 안전성에 심각한 문제가 있다는 문제 제기는 타당성이 없다. 

지하수를 포함한 월성원전 주변의 환경을 감시하는 것은 중요하나, 현재 주민에게 가해지는 위험이 없다는 것을 대전제로 확인을 하고 그다음 단계로 나가야 한다. 원안위가 민간조사단을 꾸려 조사를 할 예정이고, 민간에서도 별도의 조사단을 꾸리고 있다. 조사단에서 조사하는 문제의 성격은 “현재 월성원전 주변 주민에게 미치는 건강 영향은 무시할 수준인데 어떤 과정을 통해 이 정도로 작은 건강 영향을 주는 데 그치는지”에 대한 조사가 되어야 한다.