1 만 년 뒤 인류 는 핵 쓰레기 알아볼 수 있 을까 
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 [ 미래 ] 핵폐기물 얼마나 깊이 , 오래 묻 어야 하나 ? 
 맹독 성 사라지 는 시간 만 1 만 ~ 10 만 년 
 먼 후손 들 이해 하 는 상징 만들 기 위해 
 해 적 그림 , 인공 달 설치 등 연구 
 현재 추진 하 는 500 m 지하 처분 은 
 지각 두께 비하 면 사과 껍질 보다 얕 아 
 5 ㎞ 시추공 뚫 는 새 방식 제안 도 
 1879 년 스페인 북동부 한 시골 에서 다섯 살 짜리 소녀 가 들소 가 그려진 동굴 벽화 를 발견 했 다 . 변호사 이 자 고미술품 수집가 인 소녀 의 아버지 는 그림 이 구석기 시대 에 그려졌 다는 주장 을 폈 다 . 살 아 생전 받아들여 지 지 않 았 던 그 의 추론 은 사실 로 밝혀졌 고 , 벽화 는 3 만 ~ 2 만 5 천 년 전 구석기 시대 에 그려진 것 으로 검증 됐 다 . 이 알타미라 동굴 벽화 가 구제역 을 경고 하 기 위한 ‘ 들소 의 무덤 ’ 표식 이 라면 ? 
 절대 그런 표지 일 리 없 겠 지만 , 우리 는 3 만 년 전 현생 인류 ( 호모 사피엔스 사피엔스 ) 가 우리 에게 그림 을 남겼 듯 수만 년 뒤 지구 에서 살 고 있 을 후대 인류 에게 사용 후 핵연료 처분 장 표식 을 남겨야 한다 . 원자력 발전소 에서 원료 로 태우 고 남 는 사용 후 핵연료 는 맹독 성 방사성 물질 덩어리 여서 땅 속 에 1 만 ~ 10 만 년 을 묻어두 어야 한다 . 이유 는 이렇 다 . 
 경수로 의 경우 우라늄 ( U - 235 와 U - 238 ) 으로 만든 연료봉 을 3 년 동안 태우 고 나 서 폐기물 로 끄집어낸다 . 여기 에 는 플루토늄 ( Pu - 239 ) 과 넵투늄 ( Np - 237 ) , 아메리슘 ( Am - 241 ) 등 고독성 의 초우라늄 원소 ( TRU ) 등 이 포함 돼 있 다 . 우라늄 도 여전히 93 % 가량 이 남 아 있 다 . 이 들 원소 의 산화물 이 먼지 형태 로 공기 중 에 떠 있 다가 사람 들 이 호흡 할 때 허파 에 들어가 면 암 을 유발 할 수 있 다 . 고독성 이 라는 것 은 이 들 핵종 에서 나오 는 방사선 이 사람 몸 에 쬐 었 을 때 피해 가 막심 하 다는 것 을 말 한다 . 이 들 원소 의 독성 이 반 으로 줄어드 는 반감기 가 상상 을 뛰어넘 는다 . 플루토늄 - 239 는 2 만 4 천 년 , 넵투늄 - 237 은 200 만 년 , 아메리슘 - 241 은 430 년 이 다 . 우라늄 - 235 는 7 억 년 , 우라늄 - 238 은 지구 나이 와 비슷 한 45 억 년 이 다 . 
 사용 후 핵연료 표시 어떻게 할까 
 왜 사용 후 핵연료 를 땅 속 에 묻 어야 하 는 기간 이 1 만 ~ 10 만 년 일까 ? 최희주 한국 원자력 연구원 방폐 물 처분 연구 부 책임 연구원 은 “ 1980 년 대 스웨덴 에서 원전 을 도입 할 때 사업자 가 사용 후 핵연료 처리 방 안 에 대한 답변 을 해야 했 다 . 사업자 는 핵연료 가 붕괴 를 거듭 해 자연 상태 의 우라늄 수준 으로 돌아가 려면 10 만 년 정도 필요 하 고 그동안 핵연료 폐기물 을 부식 하 지 않 는 용기 에 넣 어 처분 하 면 오염 되 지 않 을 것 이 라고 답변 한 데 서 유래 했 다 ” 고 말 했 다 . 그 뒤 스웨덴 사업자 가 인허가 과정 에 처분 용기 수명 이 10 만 년 이 라는 것 을 입증 하 기 어려워 한 경험 을 보 고 핀란드 에서 는 용기 수명 을 1 만 년 으로 바꿨 다 . 우리 나라 의 경우 지난해 공포 한 고시 에 는 수명 이 ‘ 수천 년 ’ 으로 표현 돼 있 다 . 
 지구 역사 에서 수천 년 은 긴 시간 이 아니 지만 , 인류 역사 로 는 짧 은 기간 도 아니 다 . 현생 인류 가 출현 한 게 4 만 년 전이 다 . 신석기 가 시작 한 건 1 만 년 전 , 문자 가 발생 한 지 는 4 천 ~ 5 천 년 밖에 안 됐 다 . 글자 로 위험 을 알리 는 데 는 한계 가 있 다 . 이집트 의 상형 문자 는 고고학자 들 이 무덤 을 파헤치 는 데 경고 로 작동 하 지 못했 다 . 세종 대왕 덕 에 현대 한국인 은 한글 을 쓰 고 있 지만 600 년 이 채 안 됐 음 에 도 를 술술 읽 을 사람 은 많 지 않 을 것 이 다 . 
 맹독 성인 ‘ 사용 후 핵연료 무덤 ’ 표시 를 어떻게 해야 할까 ? 2007 년 국제 표준 화 기구 ( ISO ) 와 국제 원자력 기구 ( IAEA ) 는 1946 년 에 도입 됐 던 노란색 클로버 모양 인 ‘ 전리 방사선 위험 경고 ’ 로고 를 빨간색 의 새로운 디자인 으로 바꿨 다 . 기존 방사선 로고 와 함께 해골 을 보 고 달아나 는 사람 의 형상 을 담 고 있 다 . 하지만 해골 은 19 세기 해적 들 이 즐겨 썼 던 모양 이 어서 자칫 보물 을 숨겨둔 장소 로 오해 할 수 도 있 다 . 
 망각 된 프로메테우스 
 미국 에너지 국 ( DOE ) 은 1991 년 언어학자 , 인류학자 , 공상 과학 소설가 , 미래학자 , 과학자 들 로 팀 을 꾸려 방사성 폐기물 심지 층 처분 장 ( WIPP ) 주위 에 세울 표지 물 과 문구 연구 에 들어갔 다 . 둘레 25 ㎞ 면적 에 높이 30 m 짜리 가시 모양 의 대형 석조 물 을 세우 자는 방안 과 위험 을 알리 는 만화 가 제안 됐 지만 석조 물 안 이 채택 됐 다 . 프랑스 방사성 폐기물 관리 기관 ( ANDRA ) 도 지난해 방폐 장 표지 공모 를 했 다 . 1 등 에 는 땅 위 에 결코 치료 될 수 없 을 것 같 은 흉터 를 남기 자고 제안 한 작품 ‘ 망각 된 프로메테우스 ’ 에 돌아갔 다 . 독일 에서 는 거대 한 인공 달 을 띄워 경고 메시지 를 전하 자 , 방사선 을 쬐 면 눈 색깔 이 변하 는 고양이 를 만들 어 구전 노래 나 신화 · 속담 에 남겨 놓 자 , ‘ 원자 사제직 ’ 을 만들 자는 아이디어 들 이 제안 됐 다 . 
 하지만 인류 는 땅 위 에 세울 표지 는 커녕 사용 후 핵연료 를 땅 속 에 묻 는 일 조차 완성 하 지 못했 다 . 가장 앞선 경우 가 핀란드 와 스웨덴 인데 , 400 ~ 500 m 지하 동굴 에 핵연료 폐기물 을 쌓 아 두 는 처분 장 인허가 신청 을 각각 2011 년 과 2012 년 에 제출 한 상태 다 . 일러 야 2020 년 대 중반 부터 운영 에 들어간다 . 우리 나라 도 지난해 사용 후 핵연료 처분 로드맵 을 발표 했 다 . 2028 년 까지 부지 를 선정 하 고 심지 하동 굴 처분 방식 의 처분 장 을 만들 어 2053 년 부터 운영 에 들어간다는 일정 이 다 . 지하 500 m 는 가장 높 은 토목건축 물 인 두 바이 의 부르즈 할리파 의 높이 가 830 m 인 것 에 견주 면 결코 낮 은 깊이 는 아니 다 . 최희주 책임 연구원 은 “ 지하 500 m 에 는 산소 가 없 어 처분 용기 가 부식 할 염려 가 거의 없 다 ” 고 말 했 다 . 민기복 서울대 에너지 자원 공학 과 교수 는 “ 땅속 깊 을수록 암반 이 균질 해 지 고 틈 이 있 더라도 물 이 흐를 수 있 는 투수 율 이 낮 아 진다 ” 고 말 했 다 . 그러나 안심 할 수 있 는 곳 도 아니 다 . 1999 년 부터 운영 에 들어갔 던 지하 655 m 의 미국 방사성 폐기물 심지 층 처분 장 에서 2014 년 방사능 이 새 어 나와 사용 을 중단 했 다 . 2008 년 인허가 신청 을 했 던 미국 유카 산 의 사용 후 핵연료 처분 장 은 2010 년 오바마 행정부 에 의해 중단 된 뒤 전면 재검토 에 들어갔 다 . 지하 750 m 의 암염 을 뚫 어 만든 독일 아세 방사성 폐기물 처분 장 은 방사성 물질 누출 로 3 조 ~ 6 조 원 을 들여 12 만 6 천 드럼 의 핵폐기물 을 끄집어내 기 로 했 다 . 
 미국 에너지 국 이 1991 년 언어학자 · 인류학자 · 과학자 등 으로 꾸린 연구 팀 은 수만 년 뒤 후대 인류 가 핵연료 폐기장 임 을 알 수 있 도록 높이 30 m 짜리 가시 모양 의 대형 석조 물 을 둘레 25 ㎞ 의 부지 에 세우 는 방안 을 제시 했 다 . 위키 미디어 코먼스 제공 
 500 m 는 지구 반지름 6471 ㎞ 와 견주 면 사과 껍질 두께 보다 도 더 얕 은 깊이 지만 우리 는 땅 속 에 대해 잘 알 지 못한다 . 그런데 도 사용 후 핵연료 는 땅속 깊이 묻 을수록 안 전하 다 . 민기복 교수 는 지난 10 일 서울대 호암 교수 회관 에서 열린 ‘ 고 준위 방사성 폐기물 안전 관리 를 위한 유관 학회 공동 심포지엄 ’ 에서 심부 시추공 처분 기술 을 소개 했 다 . 석유 탐사 나 온천 개발 , 지열 발전 건설 에 쓰이 는 시추 기술 로 땅속 5 ㎞ 까지 시추공 을 뚫 어 사용 후 핵연료 를 처분 하 는 방식 이 다 . 민 교수 는 “ 지하 로 내려갈수록 투수 율 이 훨씬 낮 아 져 핵폐기물 을 인간 세상 과 더 멀리 격리 시킬 수 있 는 방법 이 다 . 동굴 방식 보다 10 배 멀리 놓 으면 100 배 , 1000 배 더 안 전하 다 ” 고 말 했 다 . 정찬호 대전 대 건설 안전 방재 공학 과 교수 는 “ 땅속 처분 장 에 있 는 방사성 물질 의 확산 은 지하수 를 통해 발생 한다 . 400 ~ 1000 m 깊이 의 국내 온천수 를 조사 해 보 니 수소 이온 농도 ( pH ) 9 ~ 10 에 이르 는 강알칼리 이 고 음 이온 이 많 으며 나트륨 · 칼륨 등 이 많 은 연령 이 오래 된 지하수 가 많 았 다 . 이런 지하수 에서 는 핵종 이 흡착 돼 이동 이 극히 제한 될 수 있 다 ” 고 했 다 . 
 땅속 깊이 뚫 는 기술 은 이미 확보 돼 있 다 . 러시아 에서 는 과학 연구 목적 이 지만 12 . 22 ㎞ 까지 뚫 어 본 경험 이 있 다 . 우리 나라 도 포항 지열 발전 사업 에서 4 . 2 ㎞ 까지 시추 한 바 있 다 . 문제 는 시추공 지름 이 다 . 현재 기술 의 한계 는 8 . 5 인치 ( 21 . 6 ㎝) 이 다 . 핵연료 폐기장 으로 쓰 려면 적어도 두 배 는 돼야 한다 . 이유 는 경수로 에 쓰이 는 핵연료 다발 크기 때문 이 다 . 핵 연료봉 은 약 1 ㎝ 가 조금 넘 는다 . 원자로 에서 는 연료봉 을 가로 , 세로 17 개 씩 붙여 만든 집합체 ( 다발 ) 를 연료 로 쓴다 . 한 쪽 변 길이 가 22 ㎝ 로 대각선 이 31 ㎝ 이 다 . 처분 용기 에 넣 고 작업 여유 공간 까지 고려 하 면 17 인치 ( 43 . 2 ㎝) 정도 는 뚫 어야 한다 . 
 “ 지진 고려 가 최우선 ” 
 깊 을수록 좋 다면 왜 5 ㎞ 인가 ? 지하 로 내려갈수록 온도 가 1 ㎞ 당 25 도 정도 씩 높 아 진다 . 핵연료 폐기물 도 자체 발열 한다 . 지하 5 ㎞ 정도 면 지하 온도 125 도 와 발열량 125 도 를 합쳐 250 도 정도 된다 . 미국 에너지 국 권고 사항 은 여기 까지 다 . 더 깊 으면 온도 가 너무 올라간다 . 
 지진 에 안 전할까 ? 10 만 년 이 면 지형 변동 은 없 을까 ? 빙하기 가 온다면 ? 김영석 부경 대 지구 환경 과학 과 교수 는 “ 지각 변동 의 시간 스케일 은 10 만 년 보다 커서 큰 변화 는 없 을 것 이 다 . 빙 하 기 는 핀란드 나 스웨덴 의 경우 영향 을 받 을 수 있 어 그 부분 까지 고려 한 설계 를 요구 한다 ” 고 말 했 다 . 중요 한 것 은 지진 이 다 . 김 교수 는 “ 심부 로 들어갈수록 단층 수 가 줄어들 고 지표 에 있 는 원전 보다 안 전할 수 있 지만 원전 수명 은 수십 년 인 반면 핵연료 폐기장 은 수천 , 수만 년 을 견뎌야 한다 . 단층 이 존재 하 지 않 는 곳 을 찾 는 것 이 가장 먼저 해야 할 일 이 다 ” 라고 말 했 다 . 
 우리 나라 로드맵 은 부지 기본 조사 를 한 뒤 주민 의사 를 묻 고 나 서 부지 심층 조사 를 하 는 것 으로 돼 있 다 . 김 교수 는 “ 지질 조사 를 통해 가장 적합 한 곳 을 찾아낸 다음 주민 을 설득 하 고 선호도 를 조사 해야지 주민 투표 부터 하 면 안 된다 . 지질학자 가 아무리 뛰어나 도 단층 을 바꿀 수 는 없 기 때문 이 다 ” 라고 강조 했 다 . 
 글 이근영 선임 기자 kylee @ hani . co . kr , 인포 그래픽 박향미 기자 phm 8302 @ hani . co . kr 
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