'日 방류 찬성' IAEA도 "오염수 배출 국제 모니터링 필요" 지적

지난해 4월 발간 기술 검토 보고서
방류·증발을 현실적 방안으로 인정
방사성 핵종 62종만 걸러내는 상황
새 기술 나오면 반영하도록 권고도

일본 후쿠시마 제1원전 부지에 오염수를 담아둔 대형 물탱크가 빼꼭히 들어서 있다. 연합뉴스

후쿠시마 원전 사고 오염수를 바다에 배출하려는 일본 정부의 입장에 찬성한 국제원자력기구(IAEA)도 지난해 보고서에서는 국제적인 모니터링이 필요하다는 점을 지적한 것으로 확인됐다.

중앙일보가 17일 입수한 IAEA 보고서는 지난해 4월 2일 발표한 것으로 정식 제목은 '후쿠시마 제1 원자력 발전소 ALPS 처리수 관리 진척 상황 검토 및 ALPS 처리수 처리 분과위원회 보고에 대한 IAEA 검토 보고서'다.

ALPS는 후쿠시마 원전에서 발생한 오염수를 처리하는 시설, 즉 액체 고도 처리시설(다중 핵종 제거 시설)을 말한다.
이온교환 등의 방법으로 알려진 1000여 개의 방사성 핵종 가운데 62종을 제거할 수 있는 것으로 알려졌다.

이 보고서에서 IAEA 검토팀은 "(오염수를 해양에 배출할 경우) 모든 이해 관계자와 일반 대중에게 정보를 사전에 적시에 배포할 수 있도록 지역·국가·국제 커뮤니케이션 계획에 의해 지원되는 강력하고 포괄적인 모니터링 프로그램이 필요하다는 견해를 갖고 있다"고 밝혔다.

보고서는 국제 커뮤니케이션 방법이나 모니터링 프로그램에 대해 구체적으로 언급하지는 않았지만, 오염수 배출 관련 정보를 공개하고, 국제사회가 공동으로 모니터링할 필요가 있다는 점을 강조한 것이다.

2011년 5월 후쿠시마 사고 현장을 살펴보는 국제원자력기구(IAEA) 실사팀. [로이터=연합뉴스]

IAEA 검토팀은 또 일본 측 '삼중수소수(水) 처리 태스크포스(TF)'가 2016년 작성한 보고서를 검토한 뒤, 후쿠시마 오염수의 해양 배출이나 증기 배출이 현실적 대안임을 인정했다.

하지만 IAEA 검토팀은 보고서에서 "일본 측이 기술 출현과 기술 개발을 지속해서 모니터링할 것을 권장한다"며 "새로운 기술이 미래에 유망하다면 향후 계획에 반영하라"고 덧붙였다.

현재 물속의 삼중수소를 제거하는 기술이 존재하지만, 당장은 경제적·기술적인 측면에서 후쿠시마 오염수에 적용하기는 어렵다는 게 IAEA 검토팀의 판단이다.
그렇더라도 향후 30~40년 동안 오염수 배출이 진행되는 과정에서 더 나은 기술이 개발된다면 현장에 적용할 것을 권고한 것이다.

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일본 측 5가지 처리 방법 검토

후쿠시마 오염수 희석 방류 방안. 오른쪽에 그려진 것처럼 바닷물을 끌어들여 윗쪽 탱크에서 희석한 다음 왼쪽 아래에 표시한 것처럼 방류를 하는 방식이다. [그래픽 삼중수소수 처리 TF팀]

보고서를 낸 삼중수소수 처리 TF팀은 2013년 말 일본 경제산업성 산하에 구성됐으며, 9명의 전문가가 2016년까지 활동했다.
이 TF팀은 2016년에 내놓은 보고서에서 ALPS 처리수에 대한 최종 처분과 관련해 5가지 방안을 제시했다.

5가지 방법은 ▶2500m 심부 지층(Geosphere)에 파이프로 주입 ▶해양으로 희석해서 배출 ▶가열 후 60m 굴뚝을 통한 증기 배출 ▶수소로 환원한 후 배출 ▶삼중수소수와 시멘트로 콘크리트를 만들어 땅속에 매립하는 방법 등이다.

후쿠시마 오염수를 지하 2500m의 심부 지층에 주입하는 방법을 예시한 그림. [일본 삼중수소수 처리 TF팀]

TF팀은 5가지 방법에 대해 기술적 타당성과 비용, 규모, 추가 폐기물 발생, 노동자 방사선 노출 등의 사항을 평가했다.

이와 관련해 2016년 11월 정부 전문가 13명으로 구성된 'ALPS 처리수 취급에 관한 소위위원회'는 심부 지층 주입이나 수소 방출, 지하 매몰 방법 등 3가지에 대해 이전에 채택한 전례가 없고, 해결해야 할 과제가 있다는 평가를 했다.

IAEA 검토팀도 "적용한 사례가 있는 2가지 방법(해양 배출과 증기 배출)을 선택하는 것이 합리적"이라면서도 "ALPS 처리수를 처리할 때는 포괄적인 환경 모니터링 프로그램을 수행하고 이해 관계자와 일반 대중에게 정보를 적시에 배포해야 한다"고 지적했다.

일본 정부나 후쿠시마 원전 운영회사인 도쿄전력이 오랜 절차를 거친 것처럼 보이지만, 사실은 처음부터 ALPS 처리수를 해양에 방류할 계획이었다는 지적도 나온다.

'국제 핵공학(Nuclear Engineering International)' 잡지는 2012년 7월호에서 "도쿄전력이 오염수를 바다에 방류하겠다고 발표하지는 않았지만, 정부가 정한 기준치보다 훨씬 낮게 오염수의 방사성 물질 농도를 유지하고 있는 것이 정부 승인을 받아 해양 방류하는 데 도움이 될 것"이라고 지적한 바 있다.

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삼중수소 제거할 수 있지만 비용이 문제

후쿠시마 원전 사고 현장에서 설치된 ALPS(액체 오염물질 고도 처리 시스템)

후쿠시마 ALPS 도식. 염분 제거시설과 16개의 이온교환 탱크로 구성돼 있다. [Nuclear Engineering International]

지난 2008년 미국과 캐나다 연구팀이 '퓨전 과학 기술(Fusion Science and Technology)' 저널에서 소개한 것처럼 삼중수소를 물속에서 제거해서 별도로 제거하는 방법도 없지는 않다.

일반적으로 삼중수소는 물의 형태로 존재한다. 물을 구성하는 수소(H) 원자 대신 삼중수소(tritium, T)가 들어가 있는 것이다.
일반적인 물과 삼중수소수의 성질이 큰 차이가 없기 때문에 물과 삼중수소수를 분리하기란 쉽지 않다.

미국· 캐나다 연구팀은 논문에서 물을 반복해서 증류하는 방식으로 삼중수소를 농축하는 방법을 제시했다.
보통 물은 수증기로 내보내고 삼중수소수만 고이도록 하는 방법으로 약 3ppm인 삼중수소를 약 2000ppm까지 농축할 수 있다는 것이다.

이 방법을 사용한다면 삼중수소 농도가 낮은 물과 고농도의 오염수를 분리할 수 있다.
일부 전문가들은 낮은 농도의 오염수는 해양에 배출하고, 고농도의 오염수는 별도로 저장하는 방법을 제시하기도 한다.

다음 단계는 일산화탄소(CO)를 주입해 삼중수소수를 수소로 환원시키는 단계다.
일산화탄소가 삼중수소수의 산소 원자를 떼어 내 이산화탄소(CO2)가 되면 수소가 된다.

이때 나온 수소를 공기 중으로 날려 보내는 방법도 있다.
열 확산 장치를 이용하면 환원된 수소 가운데 삼중수소만으로 이뤄진 수소(T2)를 따로 모을 수도 있다.

라파엘 그로시 국제원자력기구(IAEA) 사무총장. 그는 지난 14일 일본 NHK와의 인터뷰에서 후쿠시마 오염수 방류의 안전성을 검증하는 IAEA 조사단과 관련해 "여러 나라와 지역에서 전문가를 초빙할 가능성이 있다"고 밝혔다.[신화=연합뉴스]

문제는 처리효율과 비용이다.
삼중수소를 분리해서 별도로 처리하는 방법은 삼중수소가 든 물을 그냥 대기로 날려 보내거나 바다에 버리는 방법보다 비용이 많이 들고 시간도 오래 걸릴 수밖에 없다.

IAEA 검토팀은 보고서에서 "물속 삼중수소를 분리하면 삼중수소의 전체 부피를 줄여 다른 처리 방법을 도입할 수 있는 여지가 생긴다"면서도 "(후쿠시마 오염수처럼) 삼중수소의 농도는 상대적으로 낮고 부피는 많은 경우 기존 삼중수소 분리 기술을 적용하기 어렵다"고 평가했다.

미국 우즈홀 해양연구소 켄 부셀러 박사는 지난해 8월 과학저널 ‘사이언스’에 기고한 글에서 “삼중수소는 반감기가 12.3년으로 짧기 때문에 60년이 지나면 삼중수소의 97%가 사라진다"며 "오염수를 60년 동안 저장해야 한다”고 주장한 바 있다.

그러는 사이 삼중수소를 효율적으로 분리하는 기술이 개발되고 그 기술을 적용하면 더 일찍 방류할 수도 있을 것이다.

강찬수 환경전문기자 kang.chansu@joongang.co.kr