[전문가 칼럼] 원전해체 산업의 경쟁력 강화에 나선다

지난 10월 31일 착공에 들어간 원전해체연구소의 조감도. ⓒ 한국수력원자력 

│세계 원전해체 시장과 국내 원전해체 계획

지구상에 건설된 원자력발전소는 620여 개이며, 이 중 203개가 영구적으로 운전을 중단했으나 이들 중 해체된 원전은 21개에 불과하다. 미국의 한 컨설팅 전문기관은 전 세계 원전해체 시장 규모가 2116년까지 549조 원에 달할 것으로 전망하고 있다. 원전도입 선진국가인 미국, 독일, 일본 등을 중심으로 해체기술 개발 및 시장 선점이 진행되고 있다. 

원전해체 시장 전망. 출처: Global nuclear power plant decommissioning market(Bates White, 2017.12.)

우리나라의 경우 국내 최초의 원전인 고리 1호기가 2017년 영구정지됐고, 2019년에는 월성 1호기가 영구정지됐다. 이 두 원전에 대한 해체절차가 진행 중이다. 원전해체는 사용후핵연료 냉각 및 반출 → 제염·해체 → 비방사성시설 철거 → 폐기물처리시설 구축 → 방사성시설 철거 → 부지 복원 순으로 진행된다. 

우리나라는 해체 전 과정에 필요한 기술을 확보하고 상용화하기 위한 실증에 박차를 가하고 있다. 해외 원전해체 시장에 진출하기 위해서는 고리 1호기 해체를 성공적으로 완료해 사업 수주 실적(track-record)을 쌓아야 하며, 중수로 원전으로서는 세계 최초로 해체되는 월성 1호기를 통해 중수로 원전해체 시장을 선점하는 기회로 삼아야 한다.

│원전해체 경쟁력을 강화하기 위한 연구개발

국내 원전해체 산업기반을 조성하고 해외시장 진출 기반을 마련하기 위한 경쟁력 있는 기술을 확보하기 위해 산업통상자원부와 과학기술정보통신부가 공동으로 ‘원전해체 경쟁력 강화 기술개발사업’을 추진하고 있다. 이 사업은 현장맞춤형 해체기술의 경쟁력을 강화하기 위해 응용수준의 기개발 기술을 상용화하고 실증하는 연구과제, 원전해체 핵종을 분석하고 그 실증기반을 구축하기 위해 핵종 분석 공백기술을 개발하는 연구과제, 선도기술을 개발하기 위해 4차산업혁명기술과의 융복합형 연구과제들을 지원한다.

원전해체 공정. 출처: 주변국 핵시설·물질 안전조치 및 방호 측면의 관리방안 도출(한국방사선진흥협회, 2019.12)

해체기술 실증, 해체 기술개발 지원, 방폐물 분석 지원, 원전해체 전문인력 교육 및 훈련, 국내외 원전해체 정보 제공 등의 역할을 수행할 원전해체연구소도 설립됐다. 향후 원전해체 관련 기술개발은 원전해체연구소를 중심으로 한국원자력연구원, 한국기계연구원, 중소·중견기업들이 참여해, 작업자의 안전성을 높이고 해체폐기물의 양을 최소화해 처분비용을 줄이는 데 필요한 기술들을 개발하게 된다. 원전해체 기술의 상용화 및 실증이 완료되면 우리나라 원자력 산업계는 원전 생애 전 주기에 걸친 산업생태계를 갖추게 된다.

│방사선 안전 강화 및 폐기물 최소화를 위한 융합기술이 경쟁력

원전해체는 작업공간에 방사선이 있다는 것, 해체폐기물 또한 방사선을 띤다는 것이 일반 건축물의 해체와는 매우 다른 점이다. 방사선 작업공간에서의 작업자 피폭을 최소화하고 부지 외부환경의 오염을 방지하기 위해서는 핵종과 방사선량을 정확히 분석해 충분히 제염하고 방사선량 예측을 기반으로 작업공정을 수립해야 한다.

지난 11월 10일 한국기계연구원에서 개발한 ‘원자로해체 수중절단훈련용 시뮬레이터’. ⓒ 한국기계연구원

고방사선 구역 내 작업은 디지털트윈 기술을 적용해 원격으로 수행돼야 한다. 디지털트윈 기술은 컴퓨터에 현실 속 사물의 쌍둥이를 만들고 현실에서 발생할 수 있는 상황을 컴퓨터로 시뮬레이션함으로써 결과를 미리 예측하는 기술인데, 여기에 더 나아가 시뮬레이션 속에서 조작을 하면 실제 사물이 그 조작에 반응해 움직이도록 하는 기술을 포함하므로, 원전해체에 필수적이라 할 수 있다.

또 표면의 방사능 오염도를 실시간으로 측정해 가면서 폐기물 발생량을 최소화하고 발생한 폐기물의 부피와 무게를 줄여 처리함으로써 처분비용을 줄여야 한다. 방사성핵종 분석 및 응용 분야, 디지털트윈 원격해체 장비 개발 분야에 많은 기술인력이 필요할 것으로 예상된다. 이들 분야에서 여성 과학기술인들의 기여를 기대해 본다.

글_한국에너지기술평가원 최훈 원자력PD