한국형 고준위 방폐시설의 ‘시험무대’가 될 땅속 실험실
산업통상자원부와 한국원자력환경공단은 2024년 6월부터 ‘지하 500m 연구시설(Underground Research Laboratory, URL) 구축을 위한 공모를 진행 중입니다. 이 시설은 실제 처리시설 수준의 깊이에서 한국형 고준위 방사성폐기물 처분 모델을 시험하고 기술을 개발하기 위한 실증 공간입니다.
이 연구시설은 순수 연구 목적으로, 실제 핵폐기물 반입은 없으며, 국내 고유 암반 특성과 처분 시스템의 안정성을 다방면으로 검증하는 데 집중하게 됩니다.
KURT에서 URL로 – ‘120m→500m’의 깊이 확장 실험
현재 대전 한수원 연구원 지하 120m KURT로부터 시작했지만, 이 깊이는 고준위 방폐장의 조건을 완벽하게 대변하지 못하는 한계가 있습니다.
이에 추가로 400m 깊이를 확장해 총 500m 깊이 연구층을 확보하는 계획이 추진 중입니다.
이곳에서
지하수 흐름 및 방사성 핵종 이동 속도 측정,
처분용기(구리코팅 주철)의 내구성 테스트,
암반 내 부식 환경 분석 등이 실제 심층 조건에서 실증 실험으로 이루어집니다.
지하수는 방폐장 설계의 최대 변수
이 시설의 핵심 과제 중 하나는 지하수의 이동 경로와 속도 분석입니다.
지하 500m로 내려갈수록 산소 농도가 낮은 혐기성 환경이 조성되며, 실제 방사성 폐기물 처분 시 중요한 방벽 역할을 합니다.
지하 환경에서 배출된 방사성 핵종이 암반 균열을 통해 유출되는 속도와 경로를 분석하고, 이를 바탕으로 장기 안전성 설계 기준을 세우게 됩니다.
방폐용기 테스트 – 100만 년의 안전 장벽
연구시설 내부에는 사용후핵연료 처분에 쓰일 처분용기 재료 시편 350여 개가 보관됩니다.
구리 도금 주철과 다양한 합금 샘플을 연 1회 회수해 상태를 점검하며,
이에 따라 긴 수명(100만 년 이상)의 방벽 능력을 실험합니다.
이 과정은 한국형 처분 용기의 장기 신뢰성 확보와 설계 발전의 핵심 기반이 됩니다.
국제 표준 대응 + 원전산업 혁신 센터 기능
세계 여러 국가(미국, 독일, 스웨덴 등)도 URL을 운영 중이며,
한국은 유사 암반 조건 검증과 더불어 전문인력 양성, 일반인 체험, 기술 국제화까지 아우른다는 점이 특징입니다.
총 공사비는 약 5,138억 원이 투입되며, 2026년 착공 → 2030년 부분 운영 → 2050년까지 운영을 목표로 합니다.
파이로프로세싱과 병행, 폐기물 경감 전략
또한 원자력연은 파이로프로세싱(Pyreoprocessing) 기술을 모의 시험 중입니다.
이 방식은 사용후 핵연료 내 핵무기급 플루토늄을 제거하면서도 폐기물 부피를 5%로 획기적으로 줄이는 잠재력을 지니고 있어, 처분 부지 규모와 안전성을 동시에 개선할 수 있습니다.
500m 아래서 한국형 방폐 시대 연다
지하 500m 연구시설은 단순 실험실이 아니라, 대한민국 고준위 핵폐기물 안전 처리의 중추 기지입니다.
지하수·암반 특성 실증
장기 방폐용기 성능 검증
선진화된 파이로 테스트와 병행 기술
국제 수준의 안전 기준 수립
폐기물 처리 종합 체계 구축
– 이 모든 혁신을 현실화하는 첫 발입니다.
2030년대 본격 처분장 가동을 앞두고, 이 ‘땅속 실험실’의 연구 성과는 대한민국 에너지 미래의 중대한 분수령이 될 것입니다.