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1 국회에서대외공개여부를결정하기전까지대외공개를하지말아주시기바랍니다. 사용후핵연료처리기술연구개발사업재검토위원회보고서 사용후핵연료처리기술연구개발사업 재검토위원회

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5 목 차 Ⅰ. 재검토위원회추진개요 1 Ⅱ. 주요검토항목 5 Ⅲ. 항목별검토결과 6 1. 기술성 안전성 경제성 한미 공동연구 사업단 운영 및 향후 계획 58 Ⅳ. 종합검토결과 75 Ⅴ. 재검토위원회최종권고 85 Ⅵ. 맺음말 87 Ⅶ. 붙임자료목록 90 붙임 1. 재검토위원회 서면질의서 91 붙임 2. 참고문헌 목록 137

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7 Ⅰ 재검토위원회추진개요 1. 추진배경및목적 추진배경ㅇ사용후핵연료처리기술연구개발사업 ( 파이로프로세싱, 소듐냉각고속로 ) 에대해기술적불완전성, 경제적비효율성, 불확실한안전성및핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 등다양한문제제기로동연구개발사업추진에대한첨예한의견대립ㅇ국회예산심의과정에서 관련예산을수시배정으로편성하고과학기술정보통신부가전문가재검토를통해예산을집행 하도록결정 - 객관적인전문가중심으로연구개발사업을재검토하기위한절차및위원구성등에대해국회와사전협의하여추진방안확정 추진목적ㅇ사용후핵연료처리기술연구개발사업의계속지원여부를판단하기위하여기술적타당성, 안전성, 경제성, 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 등주요쟁점사항을포함한그간의연구성과, 추진과정및 2020년까지의향후계획에대한객관적검토ㅇ검토결과를기반으로보고서및최종권고안을수립하고과학기술정보통신부에제출하여검토대상사업의계속지원여부결정에참고자료로활용ㅇ검토대상사업과관련한사회적갈등해소를위한단초를제공하여국민적합의를위한기반확립에이바지 - 1 -

8 2. 재검토위원회구성및운영 위원회구성ㅇ공정성과투명성확보를위해연구중단또는추진어느쪽으로도치우치지않은중립성향의비원자력분야전문가 7인으로구성 과학기술정보통신부로부터재검토위원회위원위촉 ( ) ㅇ물리, 화학, 화공, 기계, 재료, 에너지, 과학기술정책등연구분야뿐만아니라경력, 연령등을다양하게고려ㅇ재검토위원중위원장과부위원장각 1인을선정 ( 호선 ) 하여재검토위원회의원활한운영도모 < 재검토위원명단 > 성명 소속 직급 분야 비고 김재환 인하대학교기계공학과 교수 기계 위원장 정욱진 명지대학교환경에너지공학과 교수 화공 부위원장 이효철 한국과학기술원화학과 교수 화학 위원 조윌렴 이화여자대학교물리학과 교수 물리 위원 조준식 한국에너지기술연구원 책임연구원 에너지 위원 홍태환 한국교통대학교신소재공학전공 교수 재료 위원 황석원 과학기술정책연구원 연구위원 정책 위원 위원회운영ㅇ재검토위원회자체회의는재검토절차의진행및위원들의상황을고려하여위원간일정을협의하여탄력적으로운영ㅇ각종검토자료 ( 논문, 보고서, 특허등의문헌자료 ) 에대한위원별검증은온라인공유를통해지속적으로실시ㅇ재검토위원회의검증활동을지원하고다양한행정업무추진을위해별도의실무지원단구성 운영 ( 한국연구재단원자력팀 ) - 2 -

9 위원회운영결과 ( 요약 ) ㅇ재검토위원회활동기간 : ~ ( 총 106일간 ) ㅇ재검토위원회는자체회의를비롯하여, 전문가의견청취및청문회, 사업단현장실사및설명회, 전문가자문회의등의오프라인회의를추진하였으며, 재검토위원간상시적인온라인논의를통해자체검증활동지속수행 < 당초계획한추진절차 > 자료검토 양측의견청취 / 청문 양측토론회 숙의및보고서작성 < 실제수행된추진절차 > 자료검토 사업추진측의견청취 / 청문 사업단현장실사 / 설명회 전문가자문회의 숙의및보고서작성 당초, 사업추진 / 중단전문가패널을대상으로 의견청취및청문회 와 토론회 를개최하고자하였으나, 연구중단측전문가패널은재검토과정불참선언 ( ) 하여연구추진측을대상으로의견청취및청문회를개최하였으며토론회는추진하지못함 ㅇ연구중단및추진양측의주장과입장을확인하고, 사용후핵연료처리기술연구개발사업과관련된주요이슈에대한명확한이해를위해양측에서면질의후답변내용검토ㅇ국내 외방대한분량의논문, 보고서, 특허등의문헌자료와참고자료등을검토하였으며, 수차례에걸친사업단에대한질의 답변서검토, 현장실사및설명회, 전문가자문등을통해검증을수행하고최종숙의과정을통해결론도출 - 3 -

10 4. 재검토위원회주요운영경과 날짜 주요내용 비고 재검토위원회발족및 Kick-off meeting 서울스마트워크센터 재검토위원회 1차회의 한국연구재단 ( 서울 ) 재검토위원회 2차회의 서울스마트워크센터 차서면질의서발송 ( 실무지원단 양측패널 ) ~29. 1차답변서회신 ( 양측패널 실무지원단 ) 차답변서공개 ( 실무지원단 양측패널 ) 웹하드 ( 온라인 ) 재검토위원회 3차회의 한국연구재단 ( 서울 ) 차서면질의서발송 ( 실무지원단 연구추진측 ) 차답변서회신 ( 연구추진측 실무지원단 ) 전문가의견청취및청문회 ( 연구추진측 ) 서울 the K호텔 재검토위원회 4차회의 한국연구재단 ( 서울 ) 차서면질의서발송 ( 실무지원단 연구추진측 ) 차답변서회신 ( 연구추진측 실무지원단 ) ~27. 재검토위원회 5차회의 TBC/ 롯데씨티호텔 차서면질의서발송 ( 실무지원단 연구추진측 ) 재검토위원회 6차회의 서울 SKY1004빌딩 차답변서회신 ( 연구추진측 실무지원단 ) 재검토위원회 7차회의 서울스퀘어빌딩 사업주체측대상현장실사, 설명회 KAERI/ 연구재단 ( 대전 ) 재검토위원회 8차회의 한국연구재단 ( 대전 ) ~24. 재검토위원회 9차회의 서울라마다호텔 재검토위원회 10차회의 서울 SKY1004빌딩 재검토위원회 11차회의 서울 SKY1004빌딩 재검토위원회 12차회의 서울라마다호텔 전문가자문회의및재검토위원회 13차회의 한국연구재단 ( 대전 ) 재검토위원회 14차회의 한국연구재단 ( 대전 ) 1 차회의 ( ) 의견청취회의 ( ) 5 차회의 ( ) 7 차회의 ( ) 사업주체측현장실사및설명회 ( ) 9 차회의 ( ) 13 차회의 ( ) - 4 -

11 Ⅱ 주요검토항목 주요쟁점사항도출ㅇ연구중단측이제기한사용후핵연료처리기술의이슈사항, 국회공청회의견진술자료 ( 17.11), 공익감사청구자료 ( 17.11), 검토대상사업의연구내용및결과, 국내 외관련문헌자료등을검토하여기술성, 안전성, 경제성등 5개분야의 11개세부쟁점항목도출 구분 기술성 안전성 경제성 한미공동연구 사업단운영및향후계획 세부검토내용 해외기술및연구개발동향 - 사용후핵연료처분및처리방식에대한세계적동향 - 파이로공정기술에대한동향 - SFR에대한동향 - 여러고속로형중 SFR 선택에대한검토 부피감소, 처분면적축소, 독성저감에관한이슈 파이로공정기술의안전성 - 파이로공정기술의운전안전성 - 방사성폐기물및배기가스처리기술에대한안전성 SFR의안전성 - 소듐폭발성 ( 반응성 ) 에대한이슈 - SFR 시스템안전성에대한이슈 - 자연재해및중대사고에대한이슈 직접처분대비비용이슈 사회적수용성관련이슈 파이로공정의핵비확산성또는핵확산저항성에관한이슈 한미원자력협정하에서의연구가능범위 한미공동연구가한미협력에미치는영향 기술적실현가능성 - 현재확보된기술상황 - 향후추진계획에대한타당성및실현가능성 기술적파급효과 사업형태의적정성, 투입대비성과의적정성등 - 5 -

12 Ⅲ 항목별검토결과 서문 사용후핵연료 (Spent nuclear fuel) 란원자력발전소의우라늄연료가원자로속에서약 3~5년간핵분열을일으키고나온핵연료를말합니다. 우리나라에서운영되고있는원자력발전소의사용후핵연료는 2017년말기준약 15,000톤에달하고있으며, 정부의에너지전환정책으로더이상의신규원자력발전소를건설하지않고, 기존원자력발전소의수명을연장하지않을경우국내에서발생할사용후핵연료의총량은약 40,000톤 ( 경수로약 27,000톤, 중수로약 13,000톤 ) 에이를것으로예상하고있습니다. 이러한사용후핵연료는고독성 ( 高毒性 ) 고방열 ( 高放熱 ) 방사성물질이포함되어있기때문에적절한차폐와냉각등단기적으로집중관리되어야함은물론적절한방식으로장기적으로안전하게관리되어야합니다. 사용후핵연료의처분및처리방식은직접처분 (Direct disposal) 과재처리 (Reprocessing) 방식으로구분할수있습니다. 직접처분은사용후핵연료를처분용기에담아단단한지반의깊은땅속 ( 지하약 500m 이상 ) 에매립하여관리하는것을말합니다. 반면, 재처리는물리 화학적방법으로사용후핵연료에서우라늄과초우라늄원소 (Transuranic elements) 등을분리 회수하여재활용하는것을의미합니다. 재처리의종류에는사용후핵연료로부터순도높은플루토늄의단독분리가가능한습식재처리 (PUREX) 와우라늄외초우라늄원소를플루토늄과함께회수하는건식처리 (Pyroprocessing) 방식이있습니다

13 현재까지우리나라는사용후핵연료처분 처리에대한정책방향을결정하지않은상태이며, 사용후핵연료의독성, 부피를감소시키기위한기술적대안으로파이로공정 (pyroprocessing)-소듐냉각고속로(sodium cooled Fast Reactor, SFR) 연구개발을추진해오고있습니다. 지난 1997년부터시작된연구개발사업은현재까지약 7천억원정도의예산이투입되었으며, 한국원자력연구원 (Korea Atomic Energy Research Institute, KAERI) 을중심으로연구가진행되고있습니다. 그러나사용후핵연료처리기술의실효성및안전성등에대한의문이지속적으로제기되고있으며, 이기술을둘러싸고연구중단및연구추진으로양분되어첨예하게대립하고있습니다. 사용후핵연료처리기술에대한다양한이슈가제기되고있는상황에서여러쟁점들에대한사실관계를과학기술적근거를바탕으로객관적으로검토하여정부가동연구개발사업추진여부를결정하는데도움을주기위하여재검토위원회가출범하였습니다. 본위원회는물리, 화학, 화공, 기계, 재료, 에너지, 과학기술정책등비원자력분야이지만원자력인접분야의전문가 7명으로구성되어있으며, 지난해 12월부터약 4개월동안 14차례의재검토위원간회의를비롯하여, 연구추진측과중단측의서면답변서검토, 전문가의견청취, 현장실사, 사업단설명회및전문가자문회의등을개최하여심도있는검토를통한숙지결과에기반을두어검증을수행하였습니다. 재검토위원회는파이로공정-SFR 연계시스템의기술성, 안전성, 경제성, 한 미공동연구, 사업단운영및향후연구계획등제반사항에대해포괄적으로검토하고자하였습니다. 이를위해연구추진및중단양측의서면질의 답변을통해양측의주장및입장을확인하고, 연구개발사업과관련한주요이슈에대해명확하게이해하려고노력하였으며, - 7 -

14 다양한재검토활동을통해확보된국내 외다양한문헌자료, KAERI 보고서, 발표자료등방대한양의검증자료에대해서면밀하게검토하여다음과같은보고서및권고안을마련하였습니다. 재검토위원회의보고서및권고안은우리나라원자력분야의향후방향설정에머무르지않고국민안전과미래세대의안녕을위한노력가운에하나가될것을충심으로기원합니다

15 참고 보고서에사용된주요용어의정의 사용후핵연료 (Spent nuclear fuel) : 원자로에서일정기간사용한후의핵연료 직접처분 (Direct disposal) : 사용후핵연료는연료로서의수명을다하더라도여전히고열 / 고방사능상태이기때문에, 장기간안전하게보관하기위해지하 500~1,000 m 깊이의안정한암반층에격리보관하는방법 재처리 (Reprocessing) : 사용후핵연료에남아있는유효성분을화학적으로추출하는작업 파이로공정 (Pyroprocessing) : 사용후핵연료처리방법중의하나로서, 고온 ( ) 의용융염에서전기화학반응을통하여산소를제거하여금속으로전환한뒤에우라늄을분리하고용융염에남은초우라늄원소를동시에회수가능한기술 소듐냉각고속로 (Sodium cooled Fast Reactor, SFR) : 용융 ( 溶融 ) 소듐 (Na) 을냉각재로사용하여경수로나중수로등기존의원자로에비해높은에너지의고속중성자로핵분열을일으켜전기를생산하는고속로 초우라늄원소 (Transuranic elements, 이하 TRU) : 우라늄보다원자번호가큰원소로넵투늄 (Np), 플루토늄 (Pu), 아메리슘 (Am), 큐륨 (Cm) 등 습식재처리 (Wet reprocessing) : 재처리방식중사용후핵연료를초산, 질산염등유기용매의액체를사용해분리, 추출하는재처리하는방법 피복관 (Nuclear cladding) : 원자로용핵연료요소를감싸는금속외피로서연료의부식과핵분열생성물의냉각재속으로의이탈방지 냉각재 (Coolant) : 노심온도를일정하게유지할수있도록핵분열연쇄반응에의해높아진핵연료의온도를낮추는데이용되는물질 노심 : 원자로의중심부로, 원자로의핵연료인연료봉다발을의미 경수로 (LWR) : 원자로안에서핵분열로발생하는중성자의속도를감속시키기위하여천연수를사용한원자로 중수로 (HWR) : 중성자를감속하는감속재와냉각재로중수를사용하여농축하지않은천연우라늄으로도운전이가능한원자로 마이너악티나이드 (Minor actinide, MA) : 메이저악티나이드 (Major Actinide) 원소인우라늄과플루토늄의대칭개념으로핵연료로쓰일수있는악티나이드원소. 원자번호가큰넵투늄 (Np, 93), 퀴륨 (Cm, 96) 등 핫셀 (Hot cell) : 방사성물질을취급할수있도록차폐시설을한설비 - 9 -

16 방사성붕괴 : 불안정한원자핵을가지고있는원소가방사선방출후다른원소로변해가는것 방사선 (Radiation) : 핵종의방사성붕괴에따라방출되는입자선및전자파 방사성물질 : 방사선을방출하는물질로써, 자연계에는원자번호가큰우라늄, 라듐등 40여종의원소가있으며, 핵분열, 핵변환등으로생성된인공원소도방사성물질이될수있음 핵분열 (Nuclear fission) : 원자핵이보다작은원자핵으로쪼개지는현상으로이로인해핵분열생성물및핵분열에너지가발생 핵분열생성물 (Fission product) : 핵분열에의해생기는방사성원소및붕괴생성물 방사선원항 (Radiological source term) : 원자력발전소의사고시외부환경으로방출되는방사성물질의특성을의미 방사성붕괴열 (Decay heat) : 원자로가정지되어연쇄핵분열반응이일어나지않더라도핵분열생성물과마이너악티나이드가붕괴하면서생기는열 고준위방사성폐기물 : 방사선의방출강도가높은방사성폐기물로사용후핵연료, TRU 포함폐기물등이이에해당 중저준위방사성폐기물 : 방사성물질이나방사성오염물질중발전소, 병원등에서사용된작업복등방사능함유량이미미한폐기물 피동안전계통 : 원전에전력공급이완전히중단됐을때, 중력과같은자연현상으로냉각재를공급하는안전개념 노심손상빈도 (Core damage frequency) : 중대사고로노심이손상될확률 특정설계안전성분석보고서 (Specific Design Safety Analysis Report, SDSAR) : SFR 원형로특정설계의안전성검토를위한것으로상용경수로의안전성분석보고서 (SAR) 형식을준용하여작성 특정기술주제보고서 (Topical Report, TR) : 특정기술주제보고서는원자로시설의설계및운전과관련되는기술적사항으로서원자력안전성확인에중요한주제, 즉설계방법, 해석방법, 성능시험또는이에관련된전산코드개발내용등을기술한보고서 혼합산화물 (Mixed Oxide, MOX) 핵연료 : 플루토늄산화물 (PuO₂) 과우라늄산화물 (UO₂) 을혼합하여만든핵연료 소듐-물반응 (Sodium-water reaction) : 액체나고체상태의소듐과물이접촉할때발생하는격렬한화학반응

17 1. 기술성 해외기술및연구개발동향 ㅇ사용후핵연료처분및처리방식에대한세계적동향 - 주요검토사항사용후핵연료의원자력발전소내임시저장이후최종관리정책은크게직접처분 (Direct disposal), 재처리 (Reprocessing) 또는유보상태 (Wait and see) 로나누어볼수있으며, 관련기술의발전과국가의정책에따라직접처분이나재처리또는두방식이조합된형태로정해질수있습니다. 사용후핵연료처분또는처리는원자력발전을수용하고있는모든국가가당면한현안이자중요한쟁점사항이며, 과학기술적논의외에도정치 / 사회적공론화과정의병행도필요하다고보고있습니다. 따라서우리나라가추진하고있는건식재처리기술인파이로공정 (Pyroprocessing) 과소듐냉각고속로 (Sodium cooled Fast Reactor, 이하 SFR) 를포함하여사용후핵연료최종관리방식에대한세계적동향을검토할필요성이있다고판단됩니다. - 연구중단측주장 ( 인용 ) 직접처분이가장안전한방식입니다. 건식재처리 ( 대표적으로파이로공정 ) 는입증된기술이아니며, 재처리중에나오는 Cs-137 및 Sr-90을분리후 100% 포집하여지상에서안전하게장기간보관하기어려우며, 다른고독성기체 / 고체방폐물의안전한보관도우려스럽습니다. 일단재처리를하게되면소량이라도플루토늄분리가가능합니다. 일부의견으로는직접처분을하지않더라도파이로공정과 SFR만이유일한대안은아닙니다

18 - 연구추진측주장 ( 인용 ) 미국은직접처분방식을유지하고있으나, 사용후핵연료처리를통한재순환및소멸기술등에대한여러가지대안연구를동시에진행하고있습니다. 파이로공정도대안중의하나로미국에너지부 (Department of Energy) 산하의연구소인아이다호국립연구소 (Idaho National laboratory, 이하 INL) 에서집중적으로연구중입니다. INL에서는파이로공정을위한공정장비를구축하여사용후핵연료처리, 핵연료제조, 연구로에서의소각에이르는전 ( 全 ) 과정을진행하면서기술적검증을수행하고있고, 현재한국원자력연구원 (Korea Atomic Energy Research Institute, 이하 KAERI) 과파이로공정에대한공동연구도수행하고있습니다. 일본은 2006년부터 FaCT(Fast Reactor Cycle Technology, 고속로주기기술 ) 개발에본격착수하였고, NEXT(New Extraction systems for TRU recovery, 선진 TRU 추출시스템 ) 기반의습식처리 (Wet reprocessing) 기술을주 ( 主 ) 개념으로, 파이로공정기반의금속핵연료주기기술을보조개념으로개발중입니다. 러시아는 BN-800 고속로에핵연료를공급하기위한독자적인파이로공정기술을보유하고있으며, 2018년에아르곤셀파이로공정이포함된차세대원형시설을시운전하며 2020년에는준상용규모의시설을구축할계획으로있습니다. 인도는 1990년대부터파이로공정기술개발을진행해왔으며, 고속증식시험로에서발생할금속연료를처리할파이로공정시설을 2020년에시운전할계획입니다. 중국은 2025년까지상용재처리시설을구축하고 2030년까지실증규모의파이로공정시설을구축하는장기계획을추진하고있습니다. - 재검토위원회검토의견원자력발전소를운영하는주요국가들은사용후핵연료를재처리없이직접처분하거나플루토늄 우라늄 (Uranium) 등을재사용하기위해습식재처리와고속증식로개발정책을추진하고있습니다. 우리나라를제외한원전운영국 30개국가운데 10개국 (33%) 은직접처분방식을, 8개국

19 (27%) 은재처리방식 (6개국은자체재처리, 2개국은해외위탁재처리 ) 을채택하고있으며, 나머지 12개국 (40%) 은사용후핵연료처분에대한정책결정을유보하고있습니다. 사용후핵연료처분및처리방식에대한세계적동향을살펴본결과, 파이로공정-SFR 연계시스템만이유일한대안은아니지만, 사용후핵연료공론화위원회 (2015.6) 에서관련기술개발다각화할것을권고한바와같이사용후핵연료처리와관련한다양한기술적선택사항중하나인것으로파악되었습니다. ㅇ파이로공정기술에대한동향 - 주요검토사항파이로공정은사용후핵연료를처리하는방법중의하나로서, 고온 ( ) 의용융염 (LiCl, LiCl-KCl) 에서전기화학반응을통하여산화물소결체에서산소를제거하여금속물질로환원한뒤우라늄을분리하고, 용융염에남은초우라늄원소 (Transuranic elements, 이하 TRU) 를동시에분리 / 회수하는기술입니다. 파이로공정기술과관련하여다음과같은기술적이슈가있습니다. 즉, 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 과관련된플루토늄분리가능성, 방사능분진및중저준위방사성폐기물처리수요증가가능성, 소각없는파이로공정에대한현실적제약등입니다. 그럼에도불구하고파이로공정연구개발과시설및운영을위한정부예산투자를계속해야하느냐하는점이주요쟁점사항입니다. - 연구중단측주장 ( 인용 ) 건식재처리의하나인파이로공정은사용후핵연료속의약 200 핵종을분리 하는기술일뿐입니다. 게다가, 현재수준은가장세밀한핵종분리및원소

20 분리가아니라, 겨우 1 우라늄, 2 TRU( 불순물로서 Lanthanoid족포함 ), 3 세슘 스트론튬, 4 핵분열생성물의 4가지로군 ( 群 ) 분리하는수준에머물고있습니다. 이또한각각 100% 분리도아니며, 연구추진측의주장 (99.9%) 에훨씬미치지못하는상황입니다. 여러단계로구성되는파이로일관공정에서는휘발성핵종, 고발열성핵종, 희토류핵종, 피복관, 미분리된혼합폐기물등저준위부터고준위까지다양한공정 / 비공정폐기물이발생합니다. 이들중일부는경주처분장의인수기준이상의핵종을포함할가능성이있어새로운중준위처분장의확보가필요합니다. 따라서고준위폐기물처분장감소효과에비해새로운중준위폐기물처분장건설에따른비용-효과에대한비교평가도필요합니다. 이경우새로운중준위처분장확보에따른처분비용상승이예상되므로, 구체적인비용평가는고준위폐기물처분장설계와함께이루어져야합니다. 파이로공정에플루토늄추출공정이추가될수없다든가, 임의의공정을통해서도플루토늄추출을위해서는시간, 공간 ( 차폐 ) 등의제약사항으로현실적으로불가능할것이라는구체적인사실에대한확인이필요합니다. KAERI의답변으로는궁극적으로는플루토늄추출이가능할것으로판단됩니다. 이는향후한미협의시에도현안으로제기될수있으므로플루토늄추출이현실적으로불가능하다는객관적인자료제시가필요합니다. 다양한형태의파이로공정시설의전용가능성에대한대응체계의국제원자력기구 (IAEA) 및미국승인이전제되어야합니다. - 연구추진측주장 ( 인용 ) 파이로공정적용후 SFR을통해장반감기 ( 長半減期 ) TRU 물질을상당부분소멸하면관리기간도획기적으로줄일수있습니다. 분진에대한문제는포집등의방법으로해결이가능합니다. 파이로공정중전처리공정에서만방사성배기체가발생하며, 나머지공정 ( 전해환원 정련 제련 ) 에서는방사성배기체가발생하지않습니다. 또한, 습식재처리가아닌파이로공정으로는플루토늄분리가된다고하더라도효율이매우낮으므로실질적으로플루토늄분리에사용될가능성이높지않습니다. SFR는그동안많은발전이있었고화재와

21 같은문제는발생할가능성이낮고증식로가아닌소각로로개발하더라도 사용후핵연료의독성및처분기간감축, 폐기물보관면적축소등의이득이 크기때문에개발할가치가매우높습니다. - 재검토위원회검토의견핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 과관련하여파이로공정을통한플루토늄분리가능성에대해서는습식재처리에비해파이로공정이순수한플루토늄분리가매우어렵다는점에서습식재처리플루토늄추출공정과는차별화된공정으로판단됩니다. 다만, 파이로공정을통한순수플루토늄별도추출은미래기술발전에따라이론적으로는가능할수있을것으로판단되지만, 이경우에는분리를위한별도의시설이필요하며, IAEA 등의국제기구사찰을고려할때현실적인가능성은낮다고판단됩니다. 파이로공정에서발생하는방사능분진에대해서는현재확보한기술로포집처리가가능한것으로확인되었습니다. 한편, 중저준위방사성폐기물처리수요증가이슈와관련해서는파이로공정-SFR 연계시스템을통한중저준위폐기물이추가적으로발생하는것으로확인되어기존중저준위폐기물처분장수용기준에부합하지않을가능성이높아기존의중저준위처분장의수용기준변경또는용량확대, 추가처리장소가필요한지에대한검토가필요합니다. 사용후핵연료처리를위해파이로공정에서발생되는 TRU를감소시키는소각로연계시스템구성은사용후핵연료의효과적인처리를위하여필요하며, 미국, 프랑스, 일본등몇몇주요원자력국가도후행핵연료주기기술과연계한다양한고속로기술개발을병행추진하고있는것을확인하였습니다

22 ㅇ SFR에대한동향 ( 경수로원자로와의비교 ) - 주요검토사항 SFR은소듐 (Na) 을냉각재로사용하여경수로나중수로등기존의상용원전에비해높은에너지의고속중성자로핵분열반응을일으키는고속로의한종류입니다. 고속로는크게두가지로구분되는데, 핵분열가능핵종을더생산하는방식인 증식로 와핵종을소비하여저감시키는방식인 소각로 입니다. 이중우리나라는소각로를채택하고자연구개발을진행하고있으며, 안전성과독성측면에서충분히검토할필요가있습니다. - 연구중단측주장 ( 인용 ) 방사성독성을 1/1000 수준으로줄이려면경수로 2기당같은발전용량의고속로가 1기이상필요한데, 2035년까지국내운영이계획되어있는약 40기경수로를가정하면, 같은발전용량의고속로는 20기이상도입되어야합니다. 소듐은물과공기와접촉하면폭발하므로핵재난의위험성에대한우려가지속적으로제기되고있습니다. 파이로공정을성공적으로마치더라도재활용한핵원료를사용할수있는안전한고속증식로개발이되지않으며, 고속증식로는실험단계에서도사고가빈발해제대로가동된적이없습니다. - 연구추진측주장 ( 인용 ) 사용후핵연료의독성저감측면에서 10만년후의독성차이가현안이슈가아니라처분장의관리기간내유의미한독성저감이가능한지가중요합니다. 만약 TRU는소각하되일부요오드 (Iodine), 테크네튬 (Technetium) 과같은장수명핵분열생성물을처분하는경우에도허용기준이하로충분히관리가능합니다. 파이로-SFR 기술을통해고독성 장수명원소들을가능한많이소각하여사용후핵연료의내재적위험을감소시키고대중의불안감을해소할수있는장점이있습니다

23 소듐화재를원천적으로배제할수있는기술은소듐이담겨진용기와배관을이중으로설계하는것이며이중용기의내 외부용기와이중배관의사이에는불활성가스 ( 질소 ) 로채워져있어만에하나소듐이유출된다하더라도소듐화재가발생하지않습니다. 이중용기 ( 원자로용기 + 보호용기 ) 는원자로용기가파손되는가상사고가발생하더라도소듐과방사성물질이보호용기내에수용되어외부로유출되는것을근원적으로차단합니다. - 위원회검토의견 SFR 연구는파이로공정연구와연계될수있는분야이며, 연구추진측의주장과같이사용후핵연료의폐순환 (closed cycle) 재활용을위한주요공정수단중하나입니다. 그러나연구중단측의주장대로 SFR의안전성은기술의진보와과학기술계에서일반적으로수용되는확률론적보장상황으로만언급할수없는것이현실입니다. 또한제4세대원자력시스템국제포럼 (Generation Ⅳ International Forum, 이하 GIF) 의 SFR 시스템의프로젝트중 SO(Safety & Operation) 프로젝트의주요연구개발항목에서도볼수있듯이소듐-물반응에따른안전성이슈는여전히 SFR 개발에있어안전성과관련된주요쟁점항목입니다. SFR 안전성및독성저감에대해서는안전성분야에서자세하게검토합니다. ㅇ여러고속로형중 SFR 선택에대한검토 - 주요검토사항파이로공정-SFR 연계시스템은파이로공정을통해사용후핵연료에포함된고독성 장반감기핵종을분리하여회수한핵연료물질 (TRU 핵연료 ) 을 SFR의연료로재순환함으로써고독성 장수명물질을소멸 / 처리하는연계시스템입니다. 장수명원소의소멸이가능한고속로는냉각방식에따라 SFR, 납냉각고속로 (Lead cooled Fast Reactor, 이하

24 LFR), 가스냉각고속로 (Gas cooled Fast Reactor, 이하 GFR) 등으로분류할수있으며, 우리나라는다양한고속로후보노형중 SFR을선택하여개발하고있습니다. 여러국내 외상황이변화한현시점에서 SFR을선택한배경과타당성등에대해검토해볼필요가있습니다. - 연구중단측주장 프랑스, 일본등원자력주요국에서는이미폐쇄된또는폐쇄가결정된노형으로서, 프랑스의경우약 13조원이투입된슈퍼피닉스 (Super Phoenix) 를폐기한바있고일본은약 10조원이투입된몬주 (Monju) 원전을 2035년까지폐기하기로결정하였습니다. 검증된바가없는기술을미국에의존하여개발하는것은무리한계획이며파이로공정으로확보한 TRU연료를실험로에서검증한최소한의연구결과가필요합니다. - 연구추진측주장 소각기술의실현성, 안전성, 경제성측면을모두고려할경우에도 SFR이사용후핵연료독성물질소각목적의원자로로서최선의선택입니다. GIF에서는제4세대원자로후보노형중안전성에있어서도 SFR이우위에있음을평가한바있습니다. 장수명원소의소멸이가능한고속로는냉각방식에따라 SFR, LFR, MSR, GFR 등으로분류할수있으나, 타옵션으로대체할경우많은비용과시간이소요됩니다. 우리나라가다양한고속로후보노형중 SFR을선택한가장중요한이유는파이로공정과연계하여사용후핵연료독성물질소각에필요한고속중성자를경제적으로공급가능하고타고속로형에비하여기술적성숙도가가장높기때문입니다. 파이로공정-SFR 연계사용후핵연료부피 독성저감기술은국내 외과거의개발경험과 GIF의평가결과를고려하고, 원자력위원회, 원자력진흥위원회등정부가신중하고장기적으로검토하고원자력계토론등을통해결정한결과입니다. 따라서원자로의안전성과현재의기술적성숙도를고려할때상기제안된타노형으로연구방향및미래전략을수정하는것은어려울것으로판단됩니다

25 - 재검토위원회검토의견 GIF에서제4세대원자로후보노형중안전성등에있어서 SFR이상대적우위에있다고평가한점과우리나라에서의다양한후보노형에대한기술성숙도단계및연구개발상황을고려할때, 우리나라가 SFR을사용후핵연료 TRU 및독성물질소각목적의원자로로선택한것은합리적이라고판단됩니다. 또한, 프랑스와일본이 SFR을이미폐로하였거나폐로하기로결정한것은사실이나, 프랑스의경우 ASTRID라는제4세대 SFR을개발중에있고, 일본도몬주원전폐로결정후새로운고속로개발계획을추진하고있는것으로확인하였습니다. 따라서위에언급한사항을종합적으로고려했을때, 우리나라에서지난 20여년간지속적으로연구개발을추진해오고있는 SFR을지금시점에서모두가납득할만한대안이나이유없이다른고속로노형으로연구방향및미래전략을수정하는것은여러가지측면을고려할때현실적이지않다고판단됩니다. 추가적으로다양한기술옵션에대한탐색및연구개발을병행하여추후다시검토해보는것도바람직할것입니다. 부피감소, 처분면적축소, 독성저감에관한이슈 - 주요검토사항사용후핵연료의처분과관련한부피, 면적및독성은서로밀접하게연관되어있습니다. 연구추진측에서는파이로공정-SFR 연계시스템을이용하면직접처분해야하는경수로고준위사용후핵연료의부피는 1/20, 면적은 1/100, 독성은 1/1000로감소한다고일관되게주장하고있으나, 연구중단측은연구추진측의주장은근거가없다고맞서고있습니다. 따라서구체적인숫자의정확성과각각의개념에대한양측의논지는기술적인측면에서면밀히검토될필요가있습니다

26 - 연구중단측주장 최종처분장크기 ( 면적 ) 의주요결정요인은사용후핵연료의양이아니라발열량의고저 ( 高低 ) 에따른부피입니다. 발열량을중심으로재임계를방지하기위해필요한간격, 즉부피가최종처분장의크기를결정합니다. 파이로공정으로분리하여만든금속연료를핵분열및붕괴로무해화 ( 안정핵종 ) 또는단수명핵종으로바꿀수있는 ( 변환 ) 장치의완성이절대적인전제조건입니다. 즉 SFR 또는가속기구동미임계로 (Accelerator-Driven Subcritical, ADS) 가개발되지않는다면, 파이로공정은아무런의미를가지지않습니다. 파이로공정에서발생하는중저준위방폐물량이많아사용후핵연료의처분장면적이 1/100로축소될가능성이낮습니다. 사용후핵연료영구처분장의면적은사용후핵연료에서발생하는방사성붕괴열 (Decay Heat) 에의해결정되는바 KAERI의처분면적감소주장은사실이아닙니다. KAERI는소요지하처분단면적 (Footprint area) 이약 20 km2에달할것으로주장하고있습니다. 8차전력수급기본계획을기준으로사용후핵연료의발생량을추정하면대략 3.6만 ~4만톤정도일것으로추정됩니다. 경수로 2만톤, 중수로 1.6만톤을기준으로할경우 KAERI가수행한직접처분시스템개념설계에의하면처분면적은최소 4.6 km2라고하므로, 4만톤정도라면약 6 km2의처분면적이필요할수있습니다. 경수로 : 중수로원전에서발생하는사용후핵연료의비는약 2:1이될것인데만일동일한질량의사용후핵연료를처분하는경우총처분단면적의 1/6~1/7은중수로사용후핵연료처분에사용됩니다. 또한이처분단면적에는지하로사용후핵연료를이송하기위한수직갱 (Shaft), 터널 (Tunnel), 지하터널내운송시설보관소및각종장비저장소등의면적 ( 이하서비스면적 ) 이포함되어야하는바이런서비스면적은기본면적으로반드시포함되어야합니다. KAERI 직접처분시스템개념설계에따라처분장면적이약 6 km2라고하고, 파이로-고속로를할경우처분장면적이 1/100로줄어든다는 KAERI 주장보다완화하여 1/10~1/20로줄이더라도그면적은 0.25~0.6 km2로줄여야하는데이는서비스면적을전면무시하더라도중수로사용후핵연료처분에필요한면적정도로서비스면적등을전혀포함하지않아명백히사실이아닙니다

27 - 연구추진측주장 독성저감을위한사용후핵연료재처리는필수적인과제입니다. 현재사용 후핵연료의반감기를고려한처분기간은최소한 1 만년이소요되고처분면 적도우리나라에서는장소를찾을수있는가능성이거의없습니다. 국토 면적이협소한우리현실에서사용후핵연료처분의기술적옵션은매우중 요한사항입니다 년경사용후핵연료누적량은약 4 만톤으로예상되어 직접처분시여의도면적의 3~5 배의안정한화강암반이필요합니다. 아래 표는파이로공정과 SFR 을통해경수로사용후핵연료를처리하였을때 얻을수있는처분면적분석결과입니다. 구분 제7차전력수급계획제8차전력수급계획경수로중수로경수로중수로 사용후핵연료발생량 60,127 톤 13,000 톤 27,000 톤 13,000 톤 직접처분면적 약 km2 약 0.4 km2 약 6.0 km2 약 0.4 km2 PWR+SFR 사용후핵연료재순환공정고준위폐기물관리면적 약 km2 약 0.4 km2 약 0.06 km2 약 0.4 km2 파이로공정처리를거치면사용후핵연료무게의약 1.4 % 에달하는 TRU ( 플루토늄 + 마이너악티나이드 ) 및소량의희토류 (rare earth element) 가 금속상태로생산됩니다. 이는초기에는고방사능을가지므로도난위험이 낮으나, 약 100 년경과후에는도난및핵무기전용위험이커지므로지하 처분장에영구처분은안전조치에엄청난비용을초래합니다. 파이로공정 처리를거치면 TRU 원소들이동시에혼합상태로회수되기때문에별도의 마이너악티나이드 (minor actinide) 물질은발생하지않습니다 년 11 월 발효된新한 미원자력협력협정합의의사록에도, 파이로공정처리후 발생하는악티나이드원소군의재고축적을회피하도록함 이라고되어 있습니다. 따라서악티나이드원소군의재고축적을회피하기위해서는 SFR 기술과같은 TRU 핵변환기술이확보되어야할것입니다. 파이로공정기술은 핵종분리기술로핵변환기술과결합해야하나, SFR 만으로제한되는것은 아닙니다. 파이로공정기술은고 ( 高 ) 독성 장수명원소와고방열원소를분리 (Partitioning) 하는기술로핵변환 (Transmutation) 기술과결합해야부피 독성저감효과가극대화됩니다. TRU 핵변환기술없이파이로공정만단독

28 추진시에는 TRU 의소각이불가능하기때문에고방열핵종 (Cs, Sr) 의분리에 의한발열량감소만있어처분장면적이직접처분대비약 1/2 로감소할것 으로분석됩니다. - 재검토위원회검토의견사용후핵연료의처분부피, 면적및독성과관련한양측간의상반된주장은각자가부피를정의하는기준이다르기때문에발생하는것으로판단됩니다. 연구추진측은사용후핵연료봉을그대로직접처분할경우에비해서파이로공정-SFR 연계시스템을통해약 5% 에해당하는핵분열생성물만직접처분하고, 나머지약 95% 에해당하는부분은재활용을통한소각및포집등으로직접처분없이해결할수있다는가정하에부피가 5% 로감소한다고주장하고있습니다. 반면, 연구중단측은사용후핵연료봉하나를기준으로하는대신, 실제처분시에사용후핵연료의양과발열량을모두감안한처분부피를기준으로하고있습니다. 또한연구추진측에서는경수로폐기물만을고려하는반면, 연구중단측에서는경수로폐기물과중수로폐기물전체를고려하고있습니다. 이정의에따르면, 연구추진측이주장하는파이로공정-SFR 연계시스템의경우 1/20의부피저감효과를인정하더라도중수로폐기물의부피때문에결국전체적으로는 33% 의부피저감효과를보인다는주장도근거없는것은아니라고판단됩니다. 또한경수로폐연료봉에서파이로공정을통해각핵종을순수하게분리하는것이아니라군 ( 群 ) 분리만이가능하기때문에 SFR을연계하지않으면연구추진측의부피에대한정의를적용하더라도부피저감효과는 1/20(5%) 보다는 1/14(7.2%~7.5%) 로보는것이타당성이있다고판단됩니다. 최종처분장의면적은파이로공정의효율, 폐연료봉의집적도 (Degree of integration), 중층처분등의영향을받습니다. 파이로공정

29 -SFR 연계시스템을통해서직접처분장면적저감효과를기대할수는있다고판단되나, 그정확한규모가 1/100인지에대해서는판단하기가어렵습니다. SFR을적용하여 TRU와마이너악티나이드 (MA) 를모두소각하더라도최종처분장의규모는발열량을고려할때 1/100로감소한다는연구추진측의주장은여러가지가정을내포하고있기때문에실현가능성을현재로선판단하기어렵습니다. 독성이 1/1000로저감된다는것과관련하여재검토위원회의의견은다음과같습니다. 파이로공정-SFR 연계시스템을통해플루토늄을비롯한장반감기물질을소각하면보관기간이 1~10만년에서 300년내외로줄어들게되므로, 독성이 1/1000로저감된다고주장하는것으로이해됩니다. 다만, 여러가지복합적인가정이완벽하게만족되어야하고경수로폐기물만을처리대상으로할때성립되는주장이라고판단됩니다. 다만, 이를받아들이더라도 300년의기간조차현재세대가국가적인해결책으로수용하기에는여전히긴기간이라는견해도있습니다. 부피저감, 처분면적저감및독성감소에관한정량적지표는국내 외상황변화및기술성숙도단계에따른지속적인재논의및정립이필요합니다. 특히, 처분장면적계산시직접처분시설이외의간접시설 ( 지원및부대시설등 ) 면적까지포함하는것이타당한것으로판단됩니다. 아울러, 관련기술개발의진보와연계된 SFR의효용성, 공정중에발생하는중저준위폐기물에대한기술적고려외에도국민수용성을고려한예측값들이연구추진측의연구내용에정량적인지표값으로보완되어야합니다

30 2. 안전성 파이로공정기술의안전성 ㅇ파이로공정기술의운전안전성 - 주요검토사항파이로공정은 사용후핵연료전처리 전해환원 전해정련 전해제련 의 4단계로구성되어있습니다. 이과정에대해다음의세가지우려가제기되고있습니다. (1) 공정운전시사고발생가능성에대한우려, (2) 사고시사용후핵연료등에의한방사성물질누출등막대한피해발생가능성에대한우려, (3) 사용후핵연료의파이로공정처리시안전성에대한우려이며, 각각에대해서구체적으로확인해볼필요가있습니다. - 연구중단측주장 파이로공정의 4단계중전해환원공정은국내에서처음으로개발되는기술로서이에대한국내기술개발시신뢰도가부족하며, 파이로공정에서방사성핵종유출및파이로공정안전성이우려되는문제를제기하고있습니다. 미국도전처리, 전해환원을해보지않아 KAERI 주장의타당성은입증되지않았고, 전해환원공정에서추출된 VFP(Volatile Fission Product; 휘발성핵분열생성물 ) 등전체 FP(Fission Product, 핵분열생성물 ) 를정말안전한고화체로만들수있음이증명되어야하고이고화체가이런 FP가발생하는방사성붕괴열을잘견디고수만년이상균열이발생하지않는등세심한증명이필요하나입증된사실이없습니다. 참고로미국 EBR-Ⅱ의경우고속로사용후핵연료인금속연료이기때문에전처리, 전해환원공정이필요없어서미국도전처리, 전해환원은한적이없고전해정련공정만한것입니다. 한 미원자력협력협정에서국내실험이가능한전해환원공정은초기의파

31 이로공정법에서는없던공정입니다. 오직고속로의금속연료를전제로한건식재처리법으로서, 미국아르곤국립연구소 (Argonne National Laboratory, ANL) 가부족한재원확보를위해일본과공동연구를실시하게되어, 일본의경수로에서나오는산화물연료를파이로공정법으로처리하기위한전처리공정의하나로서, 전해환원공정을새로이도입한것입니다. 왜냐하면, 산화물연료는전류가통하지않으므로일단최대한금속으로환원되지않기때문입니다. - 연구추진측주장 파이로공정기술의구성은 4단계의독립적인소규모회분식 (Batch) 형태의공정장치로구성되어있습니다. 이러한이유로파이로공정사고시에도핫셀전체로전파될가능성이낮기때문에발생하는선원항의양은상대적으로적다고볼수있습니다. 또한파이로공정시설은각종안전설비와내진안전성을확보한여러개의독립적인핫셀로구성되어있기때문에시설전체로사고가확산될가능성역시굉장히낮습니다. 한미공동연구를통해미국에서 2 kg/ 회규모의시설에서혼합산화물 (Mixed oxide, 이하 MOX) 사용후핵연료로한미공동연구실험을수행했습니다. 파이로공정운전시사고발생가능성은 KAERI가파이로공정실증시설인 KAPF(Korea Advanced Pyroprocessing Facility) 를대상으로한안전성분석연구를수행한바 KAPF 종합안전성분석을통해작업자와일반인에대한정량적결말이규제기준치이하 ( 위해지수 6 미만 ) 를만족하는 1~4 정도로나왔으며, 이를통해최종적으로작업자와일반인에대한안전성요건이만족되었음을확인하였습니다. 사고시사용후핵연료등에의한방사성등막대한피해발생가능성은다음의이유로파이로공정사고시피해규모가원자력발전소보다훨씬적습니다. 상용파이로공정시설은기본적으로사용후핵연료를원전수조내에저장되어있는사용후핵연료의양대비약 40~70% 수준의재고량 ( 에너지전환정책을고려한경수로사용후핵연료 27,000톤을파이로처리하기위한시설의경우, 60년시설운영기간을가정하면 450톤 / 년의처리

32 용량을가지며, 시설내사용후핵연료재고량은약 300톤으로예상 ) 만을시설내에보유하므로현재국내원전호기당평균사용후핵연료재고량 423톤과비교하면사고시피해가능성은최소한도로국한됩니다. 또한, 파이로공정시설은원전과달리노심이없고냉각된사용후핵연료만취급하므로발열량이현저히낮아서, 사고발생가능성이매우낮고, 원전사고시야기되는방사선피폭량의대부분을차지하는 I-131이존재하지않으므로사고가발생하더라도주변주민과환경에미치는영향이원전에비해훨씬적을것으로예상됩니다. 파이로공정을통해발생되는생산물및방사성폐기물은안정한잉곳 (Ingot) 형태로차폐용기에저장되어핫셀내부에안전하게보관됩니다. 또한핫셀외부의운전구역은방사선준위가극히낮아작업자가특별한방호장구없이상주할수있는수준입니다. 독성이강한사용후핵연료파이로공정처리시기개발된파이로공정기술개발에대한경험부족은현재는파이로공정기술개발경험이풍부한 INL 에서한미공동연구를통해실험실규모 (<1 kg/ 회 ) 기술을확보하였습니다. 국내파이로공정연구는초기실험실규모 (g/batch) 에서 20 kg/batch 까지용량을키워가며요소기술, 핵심공정에대한기술개발을수행하였습니다. 이를기반으로공학규모 ( 최대 50 kg/batch) 파이로일관공정시설 (PyRoprocess Integrated inactive DEmonstration facility, PRIDE) 을구축하고모의핵연료를이용한일관공정성능실험을성공적으로수행하여 TRL 5단계 ( 공학규모모의핵연료 ) 의기술을확보하였습니다. 특히 KAERI에서개발한흑연음극 ( 전해정련 ) 과잔류악티나이드회수기술 ( 전해제련 ) 은한미공동연구에서우리나라독자개발기술로미국측에이전되었습니다. 한미공동연구를통해 3년후 TRL 7단계 ( 공학규모사용후핵연료 ) 의기술확보가가능하게됩니다. 파이로공정국내연구는파이로실용화에필수적인핵심격차기술 ( 전해환원양극, 전해정련음극, TRU 폐기물최소화기술등 ) 을개발하여파이로공정의공학적타당성을크게개선할수있는기술개발에집중할것입니다

33 - 재검토위원회검토의견파이로공정기술의 (1) 공정운전시사고발생가능성, (2) 사고시사용후핵연료등에의한방사성물질유출등막대한피해발생가능성, (3) 사용후핵연료의파이로공정처리시기술경험부족등에대해검토한결과, 다음과같은의견을제시합니다. 방사성독성이강한사용후핵연료를파이로공정기술을활용하여처리하는것과관련하여, 안전성이완벽하게담보되고파이로공정기술에대한국내기술개발경험이충분히확보되었다고보기는어렵습니다. 그러나 (1) 시뮬레이션에기반을둔결과를보면, 파이로공정운전시사고발생가능성에대해서는작업자와일반인에대한안전성요건이수치상으로는충족된것으로판단됩니다. 다만, 시뮬레이션결과는실제운전과는완벽하게일치하지않을수있다는점은고려되어야할것입니다. (2) 사고시사용후핵연료에의한방사성물질유출등막대한피해발생가능성은낮다고판단됩니다. 그이유는다음과같습니다. 첫째, 원자력발전소에비해단위시간당처리되는사용후핵연료의양이적기때문입니다. 둘째, 원자력발전소에서발생한사용후핵연료를곧바로파이로공정에사용하지않고일정기간냉각하여발열량및방사선피폭량을감소시킨후사용하기때문입니다. 셋째, 파이로공정은 4단계의독립적인소규모회분식형태의공정장치로구성되어있으므로사고시에도시설전체로사고가확산될가능성이낮기때문입니다. (3) 현재까지의연구내용및결과등여러가지상황을고려했을때, 사용후핵연료의파이로공정처리를위해개발된기술수준은아직초기단계라고판단되므로파이로공정기술개발완성도를지금평가하기에는다소이르다고판단됩니다

34 ㅇ파이로공정의방사성폐기물및배기가스처리기술에대한안전성 - 주요검토사항파이로공정에서는방사성폐기물및배기가스가발생하고이를분리포집하는과정에서고준위및중 저준위폐기물로 3가지형태의폐기물 ( 금속, 필터, 염 ) 이발생합니다. 이과정에서 (1) 폐기물처리기술, (2) 사용후핵연료파이로공정에서발생하는배기가스중세슘 (Cs), 스트론튬 (Sr) 처리기술, (3) 고 ( 高 ) 이동성장수명원소인테크네튬 (Tc), 요오드 (I) 처리기술의확보및신뢰성에대한우려가있습니다. - 연구중단측주장파이로공정에서는고준위및중 저준위폐기물이발생하며, 또한배기가스 Cs와 Sr 및장수명원소인 Tc와 I 등이발생하며폐기물및배기가스처리기술및고화체보관기술에대한국내기술확보및기술안전성에대한근본적인의문이있습니다. 파이로공정에서나오는방대한 2차폐기물의발생과처분, 그리고정상공정중이라도포집하지못한희 ( 稀 ) 가스등에의한주변지역오염 ( 누적오염 ), 작업원과주민피폭을가져옵니다. 특히, Cs와 Sr의분리체는최소 300년이상을별도로안전하게보관해야하며, 공정후의 2차폐기물도방사능이높으므로, 경주에있는저준위처분장에는보관할수없습니다. 즉, 별도의중간저장또는저준위의최종처분장을새로건설해야합니다. KAERI는전처리와전해환원공정, 이두가지공정을통해처분장방사성붕괴열의 89% 를내는 FP인 Cs 핵종들과 Sr 핵종들을분리보관하여처분장면적을감소하겠다는주장입니다. 그러나 FP는용해도가높고토양에흡착이잘되지않아이와같은분리과정을통하여오히려생태계로유출될가능성을높이는것입니다. 전처리공정등을통해 VFP가회수되어안정한고화체로변환하겠다는주장역시 KAERI가고화체를만들어서안정화되었다는것을입증해야합니다. 아직처분가능한고화체를한번도제조해본적이없기때문에아무런과학적근거가없는자료입니다

35 - 연구추진측주장 1) 파이로공정에서는고준위및중 저준위폐기물로 3가지형태의폐기물 ( 금속폐기물, 필터폐기물, 염폐기물 ) 이발생하며폐기물발생량, 폐기물처리및보관기술은다음과같습니다. 2017년사전부합성평가결과, 경수로사용후핵연료 1톤처리시발생하는공정폐기물은중저준위폐기물약 0.07 m3 /thm, Cs/Sr 폐기물 5.3 kg/thm, 고준위폐기물 kg( 핵종무게 )/thm 정도발생할것으로예상되고있습니다. 또한, 파이로공정에서는습식과다르게액체폐기물이거의발생하지않는만큼보수적으로 2차폐기물 ( 장치폐기물및소모품, 작업자피복, 필터및공조시스템폐기물 ) 이상용습식처리수준 (1.58 m3 /thm) 으로발생할것으로예상되며, 이미상용화된처리기술 ( 압축, 소각, 시멘트고화등 ) 이존재하므로, KAERI에서는별도로이에대한연구는수행하지않고있습니다. 향후 3년간폐기물부피감용과장반감기핵종등의고화체에대한장기안정성증진에주안점을두고, 한미공동연구폐기물실증시험을통해, 폐기물처리기술의실효성을실증시험으로검증하고고화체의안정성평가자료를생산할계획입니다. 폐기물종류현재기술수준 3년후확보가능기술구조재상용화기술사용 (R&D 제외 ) 금속 필터 염 폐피복관, 귀금속계 장반감기핵종폐필터 C-14/H-3 폐필터 Cs 폐필터 Sr, REE 폐기물 염폐기물고화 염폐기물재생 실험실규모 Zr 기반합금조성평가단계 실험실규모 Ag/Te 계고화체평가단계 상용화기술사용 (R&D 제외 ) 실험실규모유리화공정고화체제조시험단계 공학규모 (20kg/batch) 염재생공정시험단계 Zr 기반금속용융합금고화기술 ( 실험실규모 ) - 금속용융고화기술 - 고화체장기안정성평가자료 - 한미공동연구고화체제조실증자료 장반감기핵종고화기술 ( 실험실규모 ) - 폐필터고화기술 - 고화체장기안정성평가자료 유리고화핵심공정기술 ( 공학규모 ) - 60kg/batch 급유리고화공정기술 - 유리고화체장기안정성평가자료 - 한미공동연구고화체제조실증자료 염재생공학규모공정기술 ( 공학규모 ) - 공학규모일체형염재생공정기술 - 한미공동연구염재생공정실증자료

36 2) 파이로공정에서발생하는배기가스중 Cs와 Sr 처리기술의확보여부는다음과같습니다. 처분대상파이로공정폐기물 3종 ( 금속폐기물, C/H 폐기물, 희토류염폐기물 ) 의독성도저감기간은약 15년, 저장대상파이로공정폐기물 3종 (Cs 폐필터폐기물, Sr 염폐기물, Kr, Xe) 의독성저감기간은약 275년으로평가되었습니다. 전체파이로공정중전처리공정에서입자형태로배출될수있는방사능물질은미량의사용후핵연료분진 (UO 2 ), 세슘 (Cs 2 O 형태 ), 요오드 (CsI 형태 ) 분진이며, 나머지주요핵종 ( 스트론튬, 우라늄, TRU, 희토류등 ) 은입자형태로배출될수없습니다. 미세입자제거를위해사용되고있는고성능 HEPA 필터 (High Efficiency Particulate Air, 0.3μm 이상의입자에대해 % 포집효율 ) 및 ULPA 필터 (ULPA, Ultra-Low Penetration Air, 0.12μm 이상의입자에대해 % 포집효율 ) 를이용하여높은효율 (> 99.97%) 로포집이가능하며, 현재상용규모로운전되고있는습식재처리시설 ( 영국 THORP, 프랑스 La Hague, 일본 Rokkasho) 에서도공정중발생하는미세분진포집을위해 HEPA 필터를사용하고있습니다. 또한, 원자력시설안전성시민검증단 (2017년 3월 27일발족 ) 은파이로공정에서발생할수있는세슘배기체방출을포함한파이로공정전반에걸친안전성검증활동을수행하였습니다. 파이로공정과정에서발생되는 Sr은반응증류공정으로분리할수있음을증명하였습니다. Cs와 Sr을안정한유리고화체에고정화하여금속재질의용기로다시차폐후보관하는국외기술사례로서프랑스 AREVA는 Cs와 Sr을포함하는고준위폐기물인유리고화체를 180리터용량의표준형캐니스터 (canister) 에초기발열량 2 kw 수준으로장전하여, Cs와 Sr의안전한보관법을수립하였습니다. 미국 ANL에서도파이로공정에서발생하는 Cs, Sr 폐기물을세라믹고화체로고정화하여유카마운틴처분장에안전하게처분할수있음을보고하였습니다. 3) 이동성이좋고장수명원소인 Tc, I 처리기술의확보여부는다음과 같습니다. Tc 과 I 는파이로공정을통해분리 회수가가능하며, 한미공동연구를통해

37 BR-3 사용후핵연료를이용한 Tc와 I의분리포집에대한연구를수행중입니다. 세슘 / 요오드배기체의포집을위해 KAERI에서제공한비산재 /AgX 필터를이용하여 KAERI 국내실험및미국 INL에서배기체포집실험결과 Cs/Tc/I 배기체는 99 % 이상의높은효율로포집되는것을확인하였습니다. Tc/I 고화체처분기술로서국외사례로서 AgI계유리고화체의경우침출분율은 10-6 ~10-7 /yr, AgI계세라믹은 10-9 /yr로보고있으며 ( 침출분율 =1/ 침출기간 ), Tc에대한금속고화체는유리고화체보다수십배높은안정성을보인다고보고되고있습니다. - 재검토위원회검토의견파이로공정을통해사용후핵연료를처리할때발생되는폐기물및배기가스, 방사성물질의유출등에대해우려하는것은당연하다고생각합니다. (1) 앞서언급한폐기물처리기술에대해서는이미상용화된기술이존재하므로추가로개발할필요는없다고판단됩니다. (2) 파이로공정에서발생하는배기가스중세슘 (Cs) 과스트론튬 (Sr) 처리기술및 (3) 고 ( 高 ) 이동성장수명원소인테크네튬 (Tc) 과요오드 (I) 처리기술의확보및신뢰성에대한우려와관련하여, 파이로공정중발생하는배기가스처리를위한실험실수준의기술은일부확보되었지만방사성물질의고화체제조기술은개발중인것으로판단됩니다. 이와같은상황을고려할때, 향후파이로공정의방사선안전성에대해서국민들이충분히납득할수있도록폐기물및배기가스처리기술확보를위한연구개발을지속하는것이필요하다고판단됩니다. 특히국내에서는사용후핵연료를이용한파이로전 ( 全 ) 공정을수행할수없는여건하에서는한미공동연구결과에따라이러한우려가해소될수있는지에대해판단할것을제안합니다

38 SFR 의안전성 ㅇ소듐폭발성 ( 반응성 ) 에대한이슈 - 주요검토사항물을냉각재로사용하는경수로원자력발전소와는달리 SFR은물대신에액체소듐을냉각재로사용합니다. 소듐은상온에서는고체로존재하나온도를올리면 1기압기준으로섭씨 98 이상에서액체가되며, 883 에서비등합니다. 액체소듐은열전달특성이좋아냉각재로사용시우수한성능을발휘할수있으나, 공기중에노출되면자연발화하며연기가발생합니다. 물과접촉하면격렬한반응 ( 물-소듐반응 ) 이일어난다는것은잘알려진사실입니다. 이런위험성을가진소듐을냉각재로사용할경우만일에있을수있는균열을통한소듐의외부유출이나정전, 지진등비상사태에서발생할수있는소듐폭발반응으로인해원자로가손상을입어내부의방사성물질이외부로유출되거나화재가일어나원자력발전소전체로화재가번지는등의여러시나리오에대한충분한설계상또는운영상대비책이있는지검토가필요합니다. - 연구중단측주장 1950년대경수로보다먼저개발이시작된고속로는경수로가전세계적으로 400기이상이상용발전용으로운영되고있는것에비해, 불안전및고비용문제로지금까지상용발전에성공한사례가없습니다. 미국, 영국, 프랑스, 독일 ( 가동전폐로 ), 일본의경우, 원형로또는실증로 ( 프랑스 Super-Phoenix) 중에서계획대로가동한것은하나도없습니다. 프랑스의슈퍼피닉스 (1240 MWe) 가유일한상용고속로였으나 1985년운전이후잦은고장과사고로 1998년운전중지되었고전부예정기간보다빨리폐로에

39 이르렀고성공사례는없습니다. 독일 ( 가동전폐로 ) 을제외하면, 빈발하는증기발생기용융사고, 냉각재유출 ( 폭발및화재 ) 등의사고와그수습비용의증가등으로폐로하지않을수없었던것입니다. 2007년 5월에고속실험로조요 ( 常陽, JOYO, 14만kWt) 에서이동장치의고장으로금속핀 6개 ( 직경 1.6 cm 길이 1.3 cm) 가행방불명되는사고가있었는데도, 수습이끝난것은 2015년 7월인데여전히재가동이연기되고있습니다. 냉각재인소듐이불투명하고공기와의접촉으로화재가일어나므로, 발견과화재방지등에새로운기기의개발이필요하기때문입니다. 해외의사례를보더라도, 기술완성도및경제적으로실현가능성이없다고보고됩니다. 즉실현불가능하므로더이상세금의낭비를해서는안된다고생각합니다. 관련예산을해체및안전향상을위한연구에투입하는것이보다효율적이라고판단됩니다. 소듐은폭발한다는강한인식이주민들에게있는한국민수용성관점에서국내에고속로 10기를짓는다는것은의미가없는비현실적인시나리오입니다. - 연구추진측주장 SFR의운전온도는최대 550 수준으로비등하는 883 까지약 300 이상의큰열적여유도가있습니다. 소듐이담겨진용기와배관의이중설계로인해이중용기의내 외부용기와이중배관의사이에불활성가스 ( 질소 ) 로채워져있어소듐이누출되어도화재가발생하지않습니다. SFR의 1차전달계통에는물을사용하지않으므로소듐-물반응이발생할수없습니다. 소듐-물반응이발생가능한곳은증기발생기로소듐-물반응이발생하더라도이로인해원자로가영향을받는일을원천봉쇄하기위해중간열전달계통을별도로설치합니다. 중간열전달계통배관과소듐공급배관을이중으로설계하여외부충격으로부터주배관을보호합니다. 또한원자로용기와보호용기의이중용기설계로원자로용기가파손되는사고시에도소듐과방사성물질이보호용기내에수용되어외부유출을근원적으로차단합니다. 풀형 SFR의경우대부분의일차소듐냉각제가이중용기 ( 원자로용기및격납용기 ) 안에위치하여일차냉각재가누설될가능성이거의없으며,

40 원자로용기내에열전달성능이우수한소듐이다량있기에원자로출력이상승해도 1차소듐냉각재가이를모두흡수하므로출력상승대비온도상승이완만합니다. 또한소듐냉각재의우수한열전달성능으로인해소듐과대기의자연대류순환만으로붕괴열을냉각할수있어, 후쿠시마원전사고에서처럼전력완전상실사고가나도외부전력공급없이자연순환으로인한붕괴열감소가가능합니다. 산소가없는밀폐공간에서소듐-물반응은화염을동반하지않고밀폐공간의압력을증가시킵니다. 배관의재질인 SS316강은이중용기와이중배관의질소온도 ( 약섭씨 ) 가높지않고, 압력이대기압수준이므로질화물생성으로인한기술적문제는없습니다. 질소는폐순환회로를구성하여연속적으로불순물, 온도, 압력을감시합니다. 소듐이물과만나더라도산소가없는밀폐공간에서는화염을동반하지않으며, 단지발생되는가스로인해밀폐공간의압력이증가하는데증기발생기연결배관에소듐-물반응에의해발생하는압력증가를수용하도록일정압력이상에서자동으로파열되는파열판과이와연계된압력완화계통이설치됩니다. 또한향후배관의소듐누설방지를위해열전대관통부를제거하고비접촉식열전대설치를추진할예정입니다. 무엇보다소듐-물반응을원천배제하기위해소듐과물에반응성이없는중간매질을추가하는이중튜브번들증기발생기와인쇄기판형증기발생기를후보개념으로고려중에있습니다. 해외고속로의사고사례로서초창기고속로에는용접및열처리기술과같은증기발생기제작기술이발달하지않았고초기운전기술의미숙때문에많은소듐-물반응사례가있었으나, 이경우에도중간열전달계통과소듐-물반응대처설비로인해원자로의안전에영향을미친사례는없습니다. 최근 SFR 증기발생기제작기술과운전기술의발달로러시아의 BN-600은 1991년부터현재까지소듐-물반응사고가없었습니다

41 - 재검토위원회검토의견연구중단측이주장하는바와같이, 과거다른국가에서개발된 SFR 에서는증기발생기용융사고, 냉각재유출 ( 폭발및화재 ) 등의사고가빈발했던것은사실이나, 이는초창기 SFR에서용접및열처리기술과같은증기발생기제작기술이발달하지않았고, 초기운전기술의미숙등으로인해발생한것으로보입니다. 이경우에도중간열전달계통과소듐-물반응대처설비로인해원자로의안전에영향을미친사례는없었던것으로판단됩니다. 물과공기에폭발적으로반응하는액체소듐을냉각재로사용할때의위험성을배제하기위하여여러장치및기술을개발하고있는것으로보입니다. 그러나앞서언급한바와같이소듐은폭발잠재력이있기때문에, 소듐을냉각재로사용한원자로건설에는주민반대가예상된다는연구중단측주장또한타당하다고생각합니다. 따라서소듐안전성이슈에대해서는과학적사실과연구결과를바탕으로국민들의이해를높이는노력이지속되어야할것입니다. ㅇ SFR 시스템안전성에대한이슈 - 주요검토사항원자력발전을통한상용전력생산을위해물을냉각재로사용한경수로원전과중수로원전이주로이용되고있습니다. 이에비해 SFR은소듐을냉각재로사용하는새로운종류의원전으로개발되고있으며, 상용화원자로수준에도달하기위해서는연구개발이필요한상황입니다. SFR이상용화되더라도운전안전성이경수로혹은중수로원전에비해좋지않다면국민수용성관점에서불안감이해소되기에충분하지않을것입니다. 그러므로 SFR의시스템안전성에대한사실관계를확인할필요가있습니다

42 - 연구중단측주장 고속로의본질적약점인양의반응도및냉각재문제에관한언급이전혀없습니다. 고속로의실현가능성을확인하기위해서는불가결한요소입니다. 1950년대경수로보다먼저개발이시작된고속로는경수로가전세계적으로 400기이상이상용발전용으로운영되고있는것에비해, 불안전및고비용문제로지금까지상용발전에성공한사례가없습니다. 미국, 영국, 프랑스, 독일 ( 가동전에폐로 ), 일본의경우, 원형로또는실증로 ( 프랑스 Super-Phoenix) 중에서계획대로가동한것은하나도없습니다. 프랑스의슈퍼피닉스 (1240 MWe) 가유일한상용고속로였으나 1985년운전이후잦은고장과사고로 1998년운전중지되었고전부예정기간보다빨리폐로에이르렀고성공한사례는없습니다. 독일 ( 가동전폐로 ) 을제외하면, 빈발하는증기발생기용융사고, 냉각재유출 ( 폭발및화재 ) 등의사고와그수습비용의증가등으로폐로하지않을수없었던것입니다. 2007년 5월에고속실험로조요 (JOYO, 14만 kwt) 에서이동장치의고장으로금속핀 6개 ( 직경1.6 cm 길이1.3 cm) 가행방불명되는사고가있었는데도, 수습이끝난시점은 2015년 7월인데여전히재가동이연기되고있습니다. 냉각재인소듐이불투명하고공기와의접촉으로화재가일어나므로, 발견과화재방지등에새로운기기의개발이필요하기때문입니다. 해외의사례를보더라도, 기술성립성및경제면의실현가능성이없습니다. 즉실현불가능하므로더이상세금의낭비를해서는안된다고생각합니다. 관련예산을해체및안전향상을위한연구에투입하는것이보다효율적입니다. 러시아, 인도, 중국의사례중예를들면러시아고속로 ( 최근가동한 BN-800 제외 ) 에서냉각재누출및화재사고가일어나지않은것이없습니다. - 연구추진측주장현재각국이개발중인소듐냉각고속로는어떠한사고에서도소외대응이필요없는 (Elimination of off-site emergency response need) 제4세대 SFR로서국내는물론고속로개발국이이의실증에성공하는경우, 말그대로기존제3세대원전을대체할수있는원자로로서평가받을수있을

43 것으로예상합니다. SFR과관련한기초안전기술 ( 소듐안전기술 ) 은그동안의설계개선을통해국제적으로는이미확보된기술로, 현재고속로개발국이추진하고있는 SFR은기존 3세대고속로의안전성 ( 중대사고예방및대처 ) 을획기적으로향상시키기위한제4세대고속로입니다. 제4세대고속로기술의핵심은원자로가갖는고유안전성을높이고피동안전개념을적극적으로도입하여중대사고를예방하고, 만일중대사고가발생하는경우에도이를대처할수있는설비를갖추는것입니다. 금속연료 SFR의탁월한고유안전성은 1980년대중반미국의 EBR-II 시험에서실증되었습니다. 고유안전성향상을위해고속로개발국은산화물연료에서금속연료 ( 미국, 일본, 중국, 인도 ) 또는질화물연료 ( 러시아 ) 로변경할계획으로, 금속연료와질화물연료는열전도도가높고중대사고에대한저항성이높아고속로의차세대연료로주목받고있습니다. 금속연료안전특성의실증사례로는미국의 EBR-II 실험로에서는 1980년대중반두가지비보호사고 (ULOF, ULOHS) 에대하여실증실험을수행하여원자로정지없이도원자로를안전한상태로유지될수있음을실증하였습니다. 이러한실험결과에서원자로를정지하지않았음에도불구하고금속연료의고유안전성으로원자로의출구온도가자동으로낮아짐을확인할수있었습니다. 국제적으로피동안전개념향상을위한연구는원자로정지를위한피동원자로정지계통, 원자로정지후잔열을냉각하기위한피동잔열제거계통에집중되어있습니다. 피동원자로정지계통은온도상승에의한열팽창 ( 한국, 미국 ), 큐리포인트자석 ( 일본, 프랑스, 러시아 ), 고온자동파열판 ( 인도 ), 유량이상실되는경우에대비한수력학적낙하 ( 러시아, 프랑스, 인도 ) 를이용한것으로각국가에서는이미기본개념및분석이완료된상태이며, 따라서향후 30년간노내 외시험을통해성능이검증될수있을것으로전망되고있습니다. 피동잔열제거계통은소듐과공기의자연대류를이용하여냉각하는방식을채택하며, 냉각하고자하는대상및위치 ( 고온풀, 저온풀, 원자로용기외벽, 증기발생기외벽등 ) 에따라각각의개발국은기본개념을완성한상태입니다. 이를위해개발국등은이를검증하기위한검증시험시설 ( 프랑스 CHEOPS, 일본 ATheNa, 한국 STELLA) 을구축중이며, 향후 10년이내에검증이완료될예정입니다. 그러므로제4세대고속로의핵심안전기술은향후 30년이내에

44 시험적검증이완료될수있습니다. SFR 원형로의안전해석결과는 2017년말발행한특정설계안전성분석보고서에수록되어있으며, 설계기준사고의경우모든허용기준을충분한여유도로만족하고있으며, 노심손상빈도가 10-9 / 원자로-년수준으로극히낮은것으로나타났습니다. 또한격납건물의온도와압력증가요인이극히적어최대가상사고에서도소외선량기준을충분한여유도로만족하고있습니다. 최대가상사고에대한소외선량분석결과제한구역경계 ( 약 200 m) 에서선량허용기준의 14.5 %( 전신 ), 24.3 %( 갑상선 ) 수준입니다. 일부알려진소듐위험도 ( 소듐화재, 소듐-물반응 ) 에대한기술은설계개선을통해이미해결된기술이며, 우리가개발하고있는 SFR에도소듐위험을예방하고대처하기위한설계가반영되어있습니다. - 재검토위원회검토의견 SFR은다른국가에서장기간에걸친운전사례가확인되고있습니다. 예를들어미국에서는 EBR-II가수명 (1963~1991) 이끝날때까지성공적으로운영되었고, 운전기간중소듐-물반응사고는없었다고보고되고있습니다. 러시아에서는원형로인 BN-600을 1980년부터현재까지 38년간 ( 설계수명 30년 + 수명연장 ) 운전중이고, 인도에서는실험로인 FBTR을 1985년부터현재까지 33년간운전하고있습니다. 한편, 현재건설중인사례로, 러시아에서는 2013년기본설계완료후 2015년착공하여 2020년완공을목표로다목적고속실험로 (MBIR, 150 MWt) 를건설중이고, 미국에서는 2026년완공을목표로다목적고속실험로 (VTR, 300 MWt) 건설계획을추진하고있습니다. 이와같은사례를볼때그동안의연구개발을통해국제적으로는 SFR과관련한기본적인안전기술은이미확보된것으로보입니다. 현재고속로개발국이추진하고있는 SFR은기존 3세대고속로의안전성 ( 중대사고예방및대처 ) 을크게향상시키기

45 위해원자로의고유안전성을높이고피동안전개념을적극도입한제 4세대고속로로서, 보다향상된시스템안전성을추구하고있는것으로판단됩니다. 국내에서연구중인 SFR 시스템은제4세대고속로가갖추어야할기본적인안전성조건이나수준은충족하고있다고판단되나, 아무리강조해도지나치지않는안전성인만큼지속적인연구개발을통해안전성을한층제고하여국민수용성을확보할필요가있습니다. ㅇ자연재해및중대사고에대한이슈 - 주요검토사항지진후해일에의해촉발된지난 2011년 3월발생한후쿠시마원전사고이후, 원전사고위험에대한우려가커지고있습니다. 경수로원자력발전소보다안전성에대한우려가더많이제기되고있는 SFR의경우, 지진, 해일등의자연재해및테러나전쟁과같은인위적공격등의다양한돌발사태에대한대비가충분히되어있는지검토할필요가있습니다. - 연구중단측주장 자연재해및중대사고에대한자세한언급은없었습니다. - 연구추진측주장 SFR 원형로의안전성분석결과, 설계기준사고에대하여모든기준을만족하며, 노심손상빈도가 ~10-9 / 원자로-년정도로국내최신형경수로의 ~10-7 / 원자로-년에비해서도 1/100 수준입니다. 대기압으로운전되는 SFR 의특성으로인해극한사고에서도모든방사성물질은원자로용기내에국한되며, 격납건물의온도와압력증가가적어최대가상사고에서도소외

46 방사선량기준을충분한여유로만족합니다. SFR 원형로에는면진설계가적용되어지진시기초지반의가속도를 1/7 수준으로저감시키며, 주요안전계통 ( 원자로정지계통과잔열제거계통 ) 은피동개념으로설계되어지진에의해소외전원공급설비가파손되어도정상작동하도록설계되었습니다. 쓰나미에대한설계는원전의건설위치에따라결정될것이나통상적으로건설부지의조건을고려하여지표의위치가낮은경우인공해안방벽등으로쓰나미에대비하고있습니다. 국내 SFR의주요안전계통에피동개념이적용되어외부전원공급없이도작동하므로, 후쿠시마원전사고와같이비상디젤발전기의침수가일어나더라도원자로를안전하게유지가능합니다. 외부테러에대한대비에대해서는법에따른원자력시설의방호에대한규제지침을준수하도록하고있습니다. 국내 SFR의주요안전계통은모두원자로및보조건물내부에위치해있고건물외부로노출된배관또는기기가없기때문에외부의테러등에의한사고가능성은극히희박합니다. 국내 SFR의최대가상사고는노심의모든핵연료봉이파손되어방사성물질의 1차냉각재에누출된경우로서이경우에도제한구역경계에서의소외선량은기준치의최대 24.3% 수준입니다. 앞으로도중대사고예방실증해석모델개선및확장과사고예방및진단을위한실시간감시 / 제어기술개발을확대해나갈것입니다. - 재검토위원회검토의견국내에서건설되는모든원자력발전소에대해서는국내 원자력시설등의방호및방사능방재대책법 과미국의 10CFR73 또는 IAEA의 INFCIRC/225/Rev.5 에따라핵물질과원자력시설의방호에대한규제지침을준수하도록하고있기때문에기본적인방호대책은확보되어있는것으로판단됩니다. 또한원자로의고유안전성을높이고피동안전개념을적극도입하고있는제4세대고속로인 SFR의특성상기존경수로에비해노심손상빈도면에서향상되는것을목표로하고있고지진과쓰나미등의자연재해에대한대비가설계에반영되어있으며,

47 테러등에대한물리적방호대책도고려되고있다고판단됩니다. 향후여건변화및정부의정책결정등에따라 SFR을건설하게될경우, 상기언급한법령과지침등에서규정하고있는바를반드시준수해야할것이며, 감리및규제기관등은철저한관리및감독을통해준수여부를확인해야합니다. 그외에도국민수용성제고를위해중대사고방비와관련한지속적인연구개발을통해안전성을제고하여국민이납득할수있도록노력해야합니다

48 3. 경제성 직접처분대비비용이슈 ( 중저준위폐기물처분일부포함 ) - 주요검토사항사용후핵연료를처분하는방법은사용된핵연료봉을일정수준으로냉각시킨후직접처분하는방식과연료봉피복을벗기고사용후핵연료물질을물리화학적방법으로분리추출하여재처리하는방식으로크게구분됩니다. 후자의예로, 추출된물질중일부를제외하고남은물질로새로운연료봉을제조하여이를 SFR의연료로재사용하는파이로공정 -SFR 연계시스템이있습니다. 이경우에도 SFR에서사용된사용후핵연료가나오게되나, 이를또다시재처리하기때문에최종적으로직접처분해야하는사용후핵연료의양은줄어들게됩니다. 하지만, 처분할양이줄어들기때문에직접처분장관련비용은줄일수있으나파이로공정시설과고속로시설의건설및운영비용이발생합니다. 따라서경수로폐기물 27,000톤과중수로폐기물 13,000톤을직접처분할경우의비용과파이로공정-SFR 연계시스템을활용하여처리하는경우의비용을비교해서경제성여부를확인할필요가있습니다. - 연구중단측주장 직접처분할경우의비용은 60.6조원이고파이로공정-SFR 연계시스템의처분비용은 848.1조원으로후자의경우 787.5조원이추가로발생합니다. 파이로공정-고속로연계시처분비용에서가장큰비중을차지하는부분은고속로의건설, 운영, 폐로에드는비용 709.6조원입니다. 이비용은실제로다른나라에서운영되던고속로를기준으로한것입니다

49 - 연구추진측주장 직접처분할경우의비용은 52.2조원이고파이로공정-고속로연계할경우의비용은고속로에서나오는전력생산에의한 212.4조원의이익을고려하면파이로공정시설과고속로시설의건설및운영비용을감안하더라도총 70.4조원의이익이발생합니다. 따라서직접처분대비 122.6조원의비용절감효과가발생합니다. 전력생산에의한 212.4조원의이익을고려하지않으면직접처분대비 89.8조원이추가로발생합니다. 연구중단측에서산정한건설, 운영, 폐로비용은기존의여러고속로중최악의상황을고려했기때문에높게나온것으로판단됩니다. 한편, 제7차전력수급기본계획에따른 2029년원전시설용량 ( 약 38.3 GWe) 이지속된다는가정이적용된파이로공정-SFR 연계시스템재순환핵연료주기의발전단가추정결과는다음과같습니다. 동일전력생산에소요되는총할인비용을비교하는전력생산비용의경우직접처분은 원 /kwh, 파이로공정-SFR 연계시스템은 원 /kwh 로분석되었으며, 비용차이는오차범위내로분석되었습니다. - 재검토위원회검토의견양측에서추산한직접처분비용은각각 60.6조원과 52.2조원으로비슷한수준으로확인되었습니다. 하지만파이로공정-SFR 연계시스템시나리오에대한비용은각각 848.1조와 -70.4조원으로무려 918.5조원이라는큰차이를보이고있습니다. 연구중단측에서는전력생산이익을고려하지않고있으며, 전력생산이익을제외한경우에도양측의추정치는 848.1조원대비 142조원으로 706.1조원이라는큰차이가있습니다. 이런차이를보이는주된요인은, 양측의 SFR 건설, 운영, 폐로에드는비용에대한추정액이 749.6조원대비 59.3조원으로차이가나기때문입니다. 전자의경우는사고가나서운영이장기간중단된경우를기준으로비관적으로가정한것이고, 후자의경우에는정상적으로운영되는고속로를낙관적으로가정한것으로보입니다

50 구분핵연료주기단계별소요비용연구중단측연구추진측 직접처분 파이로공정 - SFR 연계시스템 1 경수로 SF 27,000 톤중간저장 5.5 조원 2 경수로 SF 27,000 톤처분 29.2 조원 20.2 조원 3 중수로 SF 13,000 톤중간저장 1.2 조원 4 중수로 SF 13,000 톤처분 7.4 조원 8.8 조원 5 경수로 (26 GWe) 폐로 15.7 조원 16.7 조원 6 중수로 (2.8 GWe) 폐로 1.7 조원 2.6 조원 15 중저준위폐기물처분 조원 합계 60.6 조원 52.2 조원 1 경수로 SF 27,000 톤중간저장 5.5 조원 8.3 조원 3 중수로 SF 13,000 톤중간저장 1.2 조원 4 중수로 SF 13,000 톤처분 7.4 조원 8.8 조원 5 경수로 (26 GWe) 폐로 15.7 조원 16.7 조원 6 중수로 (2.8 GWe) 폐로 1.7 조원 2.6 조원 7 경수로 SF 27,000 톤파이로 67.1 조원 17.4 조원 8 고속로건설 조원 27.5 조원 9 고속로운영 조원 10 고속로폐로 조원 31.8 조원 11 고속로 SF 파이로 조원 12 Cs/Sr 저장 조원 13 회수우라늄 (RU) 저장 조원 14 재순환고준위폐기물처분 조원 15 중저준위폐기물처분 조원 소계 (1~15) 조원 조원 16 추가전력생산 (3,127 TWh) 조원 순비용 조원 조원 양측의주장이이와같이극단적으로다른것은사안을바라보는관점의차이를반영하는측면도있지만, 무엇보다도수십 ~ 수백년에이르는먼미래를예측함에있어불확실성이대단히크기때문입니다. 낮은단계의기술성숙도 (Technology Readiness Level; TRL) 등으로인해처분장비용, 재처리비용, 고속로비용의세가지항목모두불확실성이크기때문에경제성분석에있어불확실성을가장중요한사항으로고려해야한다는견해도있습니다. 경제성분석을수행하는과정에서불확실성이클때는일반적으로

51 여러가지가정을하는경우가많습니다. 이해관계자들은여러가지가정가운데이해당사자에게상대적으로우호적인가정을바탕으로분석을수행하는경향이있습니다. 이런경향을감안하고보더라도발전단가관점의분석결과를제시한자료에따르면, 파이로공정 -SFR 연계시스템은직접처분대비발전단가관점의경제성이우월하지는않습니다. 직접처분을전제로할때의발전단가와파이로공정-SFR 연계시스템주기를도입할때의발전단가를비교분석한미국 MIT의연구보고서 (The future of the nuclear fuel cycle, MIT(2011)) 에따르면, 전자가 Mill/kWh, 후자가 Mill/kWh로연구추진측의추정과마찬가지로파이로공정-SFR 연계시스템주기의경제성이발전단가측면에서더우월하지는않은것으로평가하고있습니다. 정리하자면경제성관점에서는첫째, 불확실성이크고, 둘째, 발전단가관점의경제성분석을수행한연구추진측의주장과위언급한 MIT 연구보고서에비추어볼때파이로공정-SFR 연계시스템이경제적으로우월하다고말할수없습니다. 그러므로파이로공정-SFR 연계시스템과직접처분방식중에서어느하나를선택하여예산을집중투자해야한다고지금당장결정하기는어렵다고판단됩니다. 경제적측면뿐만아니라기술적측면에서도불확실성이크기때문에관련분야의 R&D는수행하되, 여러가지가능성을열어놓고다양한기술을탐색하고필요한핵심요소기술을개발하는것이바람직하다고사료됩니다. 현재까지진행된연구개발성과및기술을자산화하고예산여건에유연하게대응하면서핵심요소기술개발과관련한 R&D를수행하는것이바람직합니다. 미래사회경제적변화와기술변화에따라국민들의우려를불식할수있을만큼의안전성, 기술적완성도, 경제성을갖추게

52 될경우, 잘보존된기술자산을활용할수있도록필요한조치를취할필요가있습니다. 따라서인허가절차 (TR 인증 ) 등을포함한그동안의투자에대한지적자산화는예산과관련해변동이발생하더라도필요한연구개발을수행하는것이바람직한것으로판단됩니다. 사회적수용성관련이슈 ( 고준위, 중저준위처분장개수, 위치등 ) - 주요검토사항직접처분과비교할때파이로공정-SFR 연계시스템은직접처분장의면적, 고준위폐기물의양, 중저준위폐기물의양, SFR 및파이로공정시설의입지등에따라차이가있습니다. 그에따라특성은다르지만두가지대안모두국민수용성및사회적비용문제를안고있습니다. 직접처분의경우파이로공정-SFR 연계시스템을통한직접처분에비해더큰면적이필요한데지질학적으로적합한부지를국내에서찾기어려울수있기때문에국민수용성측면에서적지않은사회적갈등을초래할수있습니다. 한편, 파이로공정설비와다수의 SFR로구성되는파이로공정-SFR 연계시스템의경우도 1기또는그이상의파이로공정시설과수기의 SFR을위한복수의부지를필요로할가능성이높아, 마찬가지로국민수용성측면에서상당한사회적갈등을초래할수있습니다. 이와관련한양측의주장을검토할필요가있습니다. - 연구중단측주장직접처분대비파이로공정-SFR 연계시스템도입시의처분장면적감소에대해연구추진측의 1/100 감소주장에대해다음과같이반론할수있습니다. 국내고준위폐기물처분시설에는중수로핵연료의처분면적도포함되어야하며처분대상폐기물에대한규제기준의영향도크므로실제처

53 분면적의 1/100 감소는그동안알려져온것과차이가있을것으로예상됩니다. 또, 파이로공정-SFR 연계시스템에서추가로발생하는폐기물가운데경주처분장인수기준이상의핵종을포함할가능성이있어새로운중준위처분장의확보가필요합니다. 한편, 직접처분시의처분장면적과관련해기술발달에따라미래에소요면적이상당히감소하여파이로공정-SFR 연계시스템도입의필요가크지않을수있습니다. 직접처분장처분공의충전재로사용되는벤토나이트 (Bentonite) 최고허용온도가상승하게되면촘촘하게사용후핵연료를처분할수있게되어직접처분장바닥면적이 1/3~1/4 수준으로줄어들고복층처분장건설도가능해지기때문입니다. - 연구추진측주장 직접처분에비해파이로공정-SFR 연계시스템도입시의고준위직접처분장면적은, 중수로사용후핵연료처분까지고려해도대폭감소하게됩니다. 제8차전력수급기본계획을반영하는경우사용후핵연료누적발생량은약 4 만톤으로예상됩니다. 제7차전력수급기본계획을바탕으로작성된사전부합성평가결과를활용하여사용후핵연료양에비례하여면적이감소한다고가정하여추정하면, 재처리없는직접처분시처분장소요면적이 6.4 km2인데, 파이로공정-SFR 연계시스템에서처분장면적은 0.46 km2로줄어듭니다. 한편, 파이로공정-SFR 연계시스템이도입될경우소각로성격의 SFR은 5기정도가필요합니다. 경수로사용후핵연료파이로시설 ( 용량 450톤 / 년 ) 이 2045년부터 60년간운영하여 27,000톤의사용후핵연료를처리하는것을가정하고, SFR은 2050년부터 2년마다 1.4GWe 1기씩도입하여총 7GWe를운영하는것으로가정하면, SFR 소요기수가 5기로추정됩니다. 파이로공정-SFR 연계시스템에서추가로발생하는중저준위폐기물은약 70만드럼 (200 L 드럼기준 ) 이추가로발생할것으로추정됩니다. 2100년까지예상되는관리대상폐기물양을산정한것으로이들폐기물의특성자료가전무하기때문에모두저준위폐기물로간주하였습니다

54 - 재검토위원회검토의견파이로공정-SFR 연계시스템을통한직접처분장면적감소수치 (1/100) 에대해양측은대립하고있습니다. 연구추진측은경수로사용후핵연료의재처리만고려하여 1/100이라고제시한것인데, 이수치는중수로사용후핵연료까지포함하여사안전체에대해정확히분석하고의사를결정하는데에는충분하지않다고판단됩니다. 단순히수치하나만을놓고서로대립할것이아니라전체사안에대해분석하고논의할필요가있습니다. 직접처분의경우, 파이로공정-SFR 연계시스템에비해필요한고준위직접처분장면적이 10배이상크며, 독성측면에서는수만년수준의긴관리기간이필요합니다. 이에대해연구중단측은향후기술발전에따라처분장면적을대폭줄일수있을것이라주장하나, 그렇다하더라도직접처분에필요한처분장면적은파이로공정-SFR 연계시스템에필요한처분장면적보다는클것으로예상됩니다. 연구추진측주장에따르면직접처분에따른처분장면적은약 6.4 km2 ( 약 190만평 ) 이고연구중단측주장에따라미래기술발전을전제로면적을 1/3~1/4까지줄일수있다고하더라도여전히 1.6~2.1 km2가필요합니다. 직접처분시처분장면적감소를위해서는미래기술발전이반드시수반되어야하기때문에여기에서또다른불확실성이발생합니다. 또하나의고려사항은직접처분의경우수만년이라는긴관리기간이필요한반면, 파이로공정-SFR 연계시스템의경우에는경수로사용후핵연료관리기간이수백년으로줄어들수있다는점입니다. 파이로공정-SFR 연계시스템이성공적으로개발될경우, 처분대상고준위폐기물을감소시켜사회적비용을줄일수있다고기대됩니다. 하지만, 여전히중수로사용후핵연료를포함한처분장이필요하며, 1기

55 또는그이상의파이로공정시설과복수의 SFR 시설이필요하다는점도고려해야합니다. 더욱이직접처분시나리오에비해중저준위폐기물약 70만드럼이추가로발생하기때문에, 파이로공정-SFR 연계시스템을도입하지않더라도발생하게되는폐기물을감안할때, 경주중저준위폐기시설의용량 (80만드럼 ) 만으로는충분하지않을것으로예상됩니다. 따라서상기여러시설설치에필요한사회적비용이추가발생할것으로예상됩니다. 종합하면, 사용후핵연료의직접처분의경우, 상대적으로크고 1만 ~10 만년정도의관리가필요한고준위직접처분장이필요합니다. 이에비해파이로공정-SFR 연계시스템은상대적으로작고경수로사용후핵연료의관리기간이수백년정도로짧은고준위직접처분장이필요하며, 추가적으로 1기또는그이상의파이로공정시설과복수의 SFR 부지가필요합니다. 직접처분의경우필요한고준위직접처분장의면적이매우크고그관리기간도매우길기때문에이에따른사회적비용이필요하고, 파이로공정-SFR 연계시스템의경우복수의부지 ( 상대적으로작은직접처분장부지, 1기또는그이상의파이로공정시설및복수의 SFR 부지, 추가로필요할수도있는중저준위폐기물처리장부지 ) 에대한사회적비용이발생할것입니다. 면적이크고도관리기간이긴고준위직접처분장에대한사회적비용은파이로-SFR 연계시스템에필요한복수의부지에대한사회적비용에비해비교하기힘들정도로클것이라는견해도있습니다. 다양한불확실성으로인해앞서언급한두가지방식중에어느방식이사회적비용면에서더유리할지는현재로서는명확하게판단하기어렵습니다. 양측모두미래의기술적불확실성을고려해야하는데, 직접처분장면적을대폭줄일수있는기술진보가이루어진다면직접처분의사회적

56 비용은크게감소할것입니다. 한편, 다른에너지원으로부터의에너지수급이불안정해지고원자로의안전성과경제성을대폭제고할수있는미래원자력기술이발전하여원자력발전에대한국민수용성이현재에비해높아진다면, 파이로공정-SFR 연계시스템의사회적비용이현시점에서예상하는것에비해상당히감소할가능성도있습니다. 어느쪽이든가장중요한관건은기술의발전일것입니다. 일반적으로기술발전은 R&D를통해이루어집니다. 미래의기술발전수준에대해서는누구도단언하기어렵다고판단됩니다. 이런상황에서는여러가지가능성을염두에두고다양한기술탐색과기초원천연구수행, 미래불확실성에대비하는여러가지기술적옵션을갖추기위한준비가필요합니다. 따라서사용후핵연료처분장관련 R&D와파이로공정 -SFR 연계시스템관련 R&D, 그리고그외다양한기술적가능성을내포하고있는 R&D에대해현시점에서섣불리의사결정을내리고, 어느한쪽에전적으로의존하는것은바람직하지않다고판단됩니다. 더욱이기술적 경제적불확실성, 그리고환경변화까지고려하려면사전에충분한시간을갖고심층적으로분석할필요가있으며, 파이로공정-SFR 연계시스템에대한한미공동연구결과와앞서언급한다양한 R&D를바탕으로향후보다신중하게의사결정하는것이바람직하다고판단됩니다

57 4. 한미공동연구 ( 핵비확산성또는핵확산저항성포함 ) 파이로공정의핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 에관한이슈 - 주요검토사항신 ( 新 ) 한미원자력협력협정 ( 15.11) 을통해미국은한국내에서의플루토늄분리및우라늄농축을반대하고있습니다. 따라서플루토늄분리가상대적으로용이한습식재처리는금지하고건식재처리의일종인파이로공정만한미공동연구의틀안에서가능하도록하고있으며그중에서도가장중요한공정인전해정련과전해제련은미국내에서만공정개발을진행하고있습니다. 파이로공정의핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 과관련하여한미공동연구의역할에대해서검토할필요가있습니다. - 연구중단측주장 미국이파이로공정에대하여핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 을인정할리가만무한데이미미국정부가파이로공정에대해핵확산의관점에서위험한수준이라고지적한바있습니다. Richard Stratford 미국무부핵안전및안보국장은 2011년 3월 29일카네기재단국제핵정책회의에서다음과같이발언한바있습니다. " 미행정부내핵문제에전문적판단을하는에너지부는파이로공정이재처리라고분명하게규정하고있습니다 (Pyro-processing is reprocessing. Period!)." " 한국과협력연구를시작했을때인 5년전과달리, 건식재처리의핵심분야인전해환원과전해정련기술이핵확산의관점에서볼때위험한수준에도달했습니다."

58 - 연구추진측주장 사용후핵연료처리기술중일반적으로많이사용되고있는습식처리방식은플루토늄만을선택적으로회수가능한재처리기술로서국제핵비확산체제측면에서매우엄격하게통제되고있습니다. 국내에서개발하고있는파이로공정을통해회수한플루토늄과마이너악티나이드생성물은습식처리방식대비핵확산저항성측면에서우수하고기술적장점이많기때문에국제핵비확산체제를준수하면서도국가전략기술로서확보할가능성이가장높은사용후핵연료처리기술입니다. 플루토늄의깁스자유에너지에따른전해전착값은우라늄과마이너악티나이드 ( 넵투늄 (Np), 아메리슘 (Am), 퀴륨 (Cm) 의값과차이가매우작고, 희토류원소들의값과도차이가크지않으므로전기화학적특성상플루토늄에는항상불순물로서다량의우라늄과마이너악티나이드는물론일부희토류금속원소들이공존할수밖에없습니다. 1단계한미핵연료주기공동연구에서총 200 g의사용후핵연료사용한파이로실증시험을통해 TRU 버튼이혼합물형태로생산됨을실험적으로확인하였습니다 ( 순수플루토늄분리안됨, ` 차운영위원회승인 ). 한미공동연구를통하여핵확산저항성이높은파이로공정을검증하는것은매우바람직하고효율적인방법으로판단됩니다. - 재검토위원회검토의견핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 이슈는원자력발전소를활용하는모든나라에서반드시고려해야할부분입니다. 파이로공정에서는원자별깁스자유에너지 (Gibbs free energy) 값의차이를이용하여핵종별로분리하게되는데플루토늄과다른 TRU 원자들과의깁스자유에너지값의차이는매우작으므로습식재처리에비하여파이로공정이상대적으로순수한플루토늄의분리가어렵다는것은인정됩니다. 하지만깁스자유에너지값이완벽히같지는않기때문에순수한플루토늄의분리가이론적으로완전히불가능한것은아니라고판단됩니다. 순수플루토늄분리를목적으로별도의전해질개발이나전극개발등의추가적인기술

59 개발을하고상당한시간과예산을투입한다면기술적인실현가능성을완전히배제하기는어려운것으로판단됩니다. 하지만이러한정도의노력은현재허용되지않는습식재처리를통해순수플루토늄을얻는노력보다더클것입니다. 한편, 사용후핵연료를어떤형태로든분리하여재처리 ( 또는재순환 ) 과정을거치는동안플루토늄확보의위험성은있는것으로보입니다. 현재신 ( 新 ) 한미원자력협력협정에서도이점을고려하여파이로공정으로얻어지는 TRU와마이너악티나이드를장기간유지 / 보관하지못하도록규정하고있습니다. 이러한정황을볼때파이로공정을통해얻어지는플루토늄이포함된 TRU를 SFR 등을통해완전히소각하는것이필요합니다. 따라서향후국내에서실제사용후핵연료를활용하여파이로공정의전 ( 全 ) 과정을실시하게된다면핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 에상응하는규범적, 기술적장치를구체적으로마련해야할것입니다. 한미원자력협정하에서의연구가능범위 - 주요검토사항우리나라의핵연료처리관련기술은한미원자력협력협정에서한정하고있는범위안에서만가능합니다. 2020년까지의파이로공정과관련한한미공동연구의역할과예산을고려하여연구가능한범위는무엇이며향후사용후핵연료재처리연구개발에대한영향은무엇인지현시점에서면밀히검토할필요가있습니다. - 연구중단측주장 사용후핵연료재처리기술에대한연구는기본적으로바람직하지않고어떤

60 경우라도직접처분에비하여나쁘므로이를한미양국이공동연구로수행할사유가없습니다. 한미원자력협력협정등계약적으로한미공동연구결과 ( 실증시험결과, 설비설계, 재료수급선등 ) 를 KAPF 건설에제한없이활용할수있는지여부가확인되어야합니다. 또한, 실증규모의설비설계, 또는, 단일공정에대한실증결과를상용규모및연속공정으로 scale-up하기위하여요구되는추가의기술개발및실증등이정량적으로사업계획에반영되어야할것입니다. 기본적으로한미원자력협정에의하여국내에서는재처리기술을적용할수없으므로한미공동연구는실효성이전무합니다. - 연구추진측주장 기술성검증 연구항목 kg규모파이로전체공정실증시험및 TRU 연료조사시험 ( 한미공동연구미국현지시험 ) PRIDE 핵심 / 혁신기술모의핵연료실험 ( 한미공동연구현물출자 ) 경제성검증 ( 한미가각자예산으로수행 ) 핵비확산수용성검증 ( 한미가각자예산으로수행 ) 금액 ( 백만원 ) `17 `18 증감 비율 (%) 9,500 10, ,200 4, ,800 1, ,200 1, 비고 분담금 (73 억 ) 외파견자인건비및파견비 (4 인 ), 국내지원인력인건비, 간접비포함 한미공동연구는양국의이해관계를고려하여예산을저비용으로지출하면서도 파이로공정의모든공정을기술적으로검증할수있는매우중요한연구입니다. - 재검토위원회검토의견한미공동연구는양국간협력관계를유지하면서공동으로예산을출자하여파이로전 ( 全 ) 공정에대해종합적으로검증하기위해추진하는연구이며당초계획에따르면 2020년까지연구를지속할예정입니다. 한미공동연구의구체적인역무는파이로공정기술의실효성을확보

61 하기위해 PRIDE 실용화기술적용및모의핵연료사용검증시험, 파이로전체공정시험, TRU 연료봉조사시험, 파이로타당성제고방안도출, 경제성분석 평가, 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 제고및기술적타당성확보등의다양한연구내용으로구성되어있습니다. 그러나신 ( 新 ) 한미원자력협력협정에따라국내에서수행가능한파이로공정연구범위는사용후핵연료전처리및전해환원에한정되며, 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 우려가있는전해정련및전해제련단계는미국내에서만수행하고있습니다. 한편, 일부지역주민과시민단체등의반대로경수로사용후핵연료를활용한전처리및전해환원연구는국내에서수행하지못하고있으며, 모의핵연료를사용한연구만진행하고있는상황입니다. 1974년 5월처음협정을체결한이래여러차례의개정을거쳐지금의신 ( 新 ) 한미원자력협력협정 ( 15.11) 에이르렀으며, 동협정에따라기존에는건별또는 5년간계획에대해미국의사전검토및동의를받아야만했었지만, 개정후에는조사후시험, 전해환원연구등에대한장기 ( 長期 ) 동의를확보하여사전절차없이도연구를수행할수있는환경이조성된것도사실인것으로판단됩니다. 따라서지금의한미원자력협력협정등을비롯한원자력연구환경을고려할때우리나라에서수행가능한최대한의범위내에서최상의연구성과를확보하는것이중요하다고판단됩니다. 이를위해우리나라원자력기술의우수성을인정받을수있도록파이로공정-SFR 연계시스템의안전성을확보하고국민수용성을제고할수있는연구를중점적으로수행하는것이바람직하다고판단됩니다. 따라서 2020년한미공동연구가마무리된후에그간의연구성과를평가하고향후파이로공정에대한추가적인공동연구의내용, 일정및예산등을검토하는것이바람직하다고판단됩니다

62 한편, 한미공동연구의결과가긍정적으로나온다고하더라도실제로한국에서파이로공정의전 ( 全 ) 과정을실시하는것은신 ( 新 ) 한미원자력협력협정에제한을받으므로당장전망을하기는어렵다고판단됩니다. 또한, 모의핵연료가아닌실제사용후핵연료를다루는파이로공정시설의규모와장소를결정하기위해충분한논의가필요할것입니다. 한미공동연구가한미협력에미치는영향 - 주요검토사항파이로공정-SFR 연계시스템연구중단혹은규모축소시원자력관련연구및사업에대한한미간협력 ( 외교적문제 ) 에미치는영향이있을지, 그리고원자력연구개발사업에서큰비중을차지하는파이로공정-SFR 연계시스템연구중단시한미공동연구및기타사업에대한협력에부정적으로미칠경우에도국내의관련연구및사업에미치는영향은없는지는중요한검토사항입니다. - 연구중단측주장 SFR은고농축우라늄연료도이용할수있으나, 기본적으로는재처리한금속연료를전제로하고있습니다. 한미공동연구는미국측의연구비경감과한국의기술및정보획득 ( 궁극적으로는국내파의기득권확대 ) 이라는동상이몽의상태라고생각합니다. 또한, 앞서도말했듯이 2020년이후에도전해정련 제련공정의국내실험에대한미국의승인은기대할수없을것입니다. 미국측에는한국의재처리기술습득에대해부정적인시각이더많다는점이일반상식입니다. 미국이한국의집요한재처리승인요구를거절하면서, 조금무마하려는방법의하나로서한미공동연구를전략적으로선택한것으로이해하고있습니다. 한미공동연구의조건을알수없는상황이지만, 미

63 국정부레벨에서는오히려안도를할것으로판단됩니다. 파이로-고속로연구가중단된다고하여원자력관련연구및사업에대한한미간협력에미치는영향은있을수없거나미미하다고판단됩니다. 원자력연구개발사업비중 70% 를차지한다는것은다른분야의연구가정상적으로이루어지지않고있다는증거입니다. - 연구추진측주장 한미공동연구는 2011년한국정부 ( 舊교과부, 외교부, 산업부 ) 와미국정부 ( 에너지부, 국무부 ) 간합의에따라추진되는연구로서일방적으로중단한다면외교적문제가될수있습니다. 한미공동연구는양측이연구비를 50:50 분담해진행하고있어중단할경우미국측은향후 3년간의연구개발을중단하는문제에대해항의할가능성이큽니다. 공동연구중단시공동연구기간중미국측으로부터송부받은모든자료는반납해야하며현재까지개발된기술및장치에대한지식재산권을행사할수없습니다. - 재검토위원회검토의견우리나라와미국의외교적, 정치적, 경제적관계등을종합적으로고려할때, 원자력관련한미공동연구가향후원자력협력관계전반에걸친한미협력에미치는영향이없다고단언하기는어렵습니다. 그러나한미공동연구에대해서미국내에서도국무부와에너지부의의견이다를수도있고, 국내에서도한미공동연구에대한실질적인성과에대하여회의적인시각이존재하므로한미공동연구를통해보다적극적으로우리나라의입장을이해시켜야할것으로보입니다. 이를위해서, 우선적으로는한미공동연구를성공적으로마무리하고차후해당연구결과가한미원자력협력협정에긍정적으로반영될수있도록범정부적인노력을기울이는것이합리적이라고판단됩니다

64 5. 사업단운영및향후계획 기술적실현가능성 ( 기술개발성공가능성 ) ㅇ현재확보된기술상황 - 주요검토사항 KAERI는파이로공정및 SFR 관련기술개발사업을 1997년부터착수하여수행하고있습니다. 파이로공정연구는 (1) 실용 ( 공학 ) 규모일관공정및시스템기술, (2) 관련폐기물처리기술, (3) 타당성검증 ( 한미공동연구 ) 등을확보하는것을목표로하고있으며, SFR 연구는 (1) 원형로특정설계안전성분석, (2) 소듐열유체종합효과시험시설구축, (3) 금속연료기술등의확보를주요연구목표로설정하여추진해왔습니다. 최근까지사업추진을통하여확보된파이로공정및 SFR 관련기술에대한연구결과공개및평가는외부발표 ( 논문, 특허 ) 와연차별 / 단계별평가등을통하여이루어졌으나, 평가결과와공개자료부족등으로확보기술수준에대한의문이제기되고있는상황입니다. 이에따라, KAERI에서추진하고있는파이로공정및 SFR 관련기술의현재까지사업추진현황및연구목표대비달성도, 기달성된기술수준등에대한전반적인검토가필요한상황입니다. - 연구중단측주장 KAERI 및관련분야의연구자료는해외의전문지에실린것이대부분이며파이로공정에관한논문을조금게재하고있습니다. SFR 분야는 IAEA 및 OECD/NEA 연차보고서에부분적으로실리는정도입니다. 파이로공정의관련발표도국내에서는핵심공정인전해정련및전해제련등에관한발표

65 는거의없습니다. 단지, 전처리공정에서발생하는희 ( 稀 ) 가스의포집능력향상, 전해환원의환원효율향상및장치개발에집중된초기단계의연구에머물러있습니다. 전해정련및전해제련은한 미원자력협정상국내실험이불가능한탓에서오는한계로보이지만 2020년까지의한 미공동연구가종료되어도전해정련및전해제련공정에관해특이한진전을기대할수없는상황이라고판단됩니다. 파이로공정의핵심공정은미국에서만가능하기때문에실제한국에서는모의핵연료를이용하여한두번정도실험한것밖에없어서연구개발비용이어디에쓰였는지모르겠다는의혹이제기되고있습니다. 따라서 KAERI가독자적으로수행한실험은어떤것들이있는지, 그실험은어떤공정에해당되는지, 그리고기술적수준은어느정도인지, 지금까지의실험한내용을제시해서국내에서독자적으로연구가이루어졌음을입증할필요가있습니다. 파이로또는고속로관련기술결과는철저히비공개이며, 관련기술자료를본적이없습니다. 파이로-고속로사업단이도달가능한기술적수준을객관적으로평가할수있는기관은국내에서는한국원자력안전기술원밖에없지만현재공식적인인허가단계가아니므로한국원자력안전기술원이공식적인의견을제시하기도어려운상황입니다. - 연구추진측주장 파이로공정기술은실험실규모의연구개발을통하여파이로전체공정에대한기초 기반기술을확보하였습니다. 파이로전체공정에대한공학규모일관공정모의시험시설 ( 최대 50kg/ 회 ) 을구축하여모의사용후핵연료를이용한실증시험을수행하였습니다.( 13년부터현재까지논문 197편, 특허 198건발표 ). 한미공동연구로사용후핵연료 2 kg/ 회규모공정장치공동개발및혼합산화물 (MOX) 사용후핵연료를이용하여파이로공정실증, ATR 조사시험용핵연료원료물질 ( 우라늄 /TRU) 확보, 장치설계자료및실증데이터를확보하였습니다.( 사용후핵연료실험자료 79건수령, 국내기술자료 11건발송 ) SFR은 SFR 원형로의인허가를위한특정설계안정성분석보고서 (SDSAR) 와특정기술주제보고서 (TR) 10종을기술적으로뒷받침하는설계문서생산에집

66 중하였으며 SFR 원형로설계에대한설계요건서, 계통설명서, 계산서, 도면, 설계지침서등총 1,836건을발행하였습니다. 미국과공동설계를통한 SFR 안전성에관한핵심전산코드의공동개발 검증을수행하여과거미국의 SFR 운전경험을반영한한미공동설계문서총 371건을생산하였습니다. ( 금속연료성능해석전산코드, 안전해석전산코드의검증자료, 중간열전달계통펌프, 플랜트제어계통, 방사선설계지침서등운전경험기반의설계문서 ). 12년부터현재까지국내 외논문게재 123건 ( 국내 47건, 국외 76건 ), 국내 외학술발표 684건 ( 국내 492건, 국외 194건 ), 국내 외특허출원 35건 ( 국내 31건, 국외 4건 ), 국내 외특허등록 43건 ( 국내 37건, 국외 6건 ) 이있습니다. - 재검토위원회검토의견 KAERI는국내연구및한미공동연구를통하여파이로공정의실험실수준기초 ( 기반 ) 기술, PRIDE 시설 ( 모의핵연료사용, 용량 50 kg/batch) 구축및이를이용한파이로일관공정시스템, 폐기물처리기술등의개발을목표로하고있는것으로파악됩니다. 파이로공정의핵심기술은한미공동연구를중심으로개발되고있으며, 국내연구는공학규모확대를위한연구와공정개선을위한핵심요소기술개발에집중하고있는것으로판단됩니다. 파이로공정의목표달성및완성도확보를위해서는경수로사용후핵연료를이용한연구결과확보가필수적이나현재국내 외여건에따라혼합산화물 (MOX) 또는모의핵연료사용등으로대체되고있는상황입니다. 또한파이로각공정단계별 ( 전처리 전해환원 전해정련 전해제련 ) 로확보된기술수준이상이하고사용후핵연료를직접이용해서전처리및전해환원기술에대한요소기술개발도필요한것으로판단됩니다. 따라서파이로공정개발은 2020년까지의한미공동연구등을통한기술성의집중적인확인이필요하며이와함께안전성, 경제성, 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 등에대한확인도필요합니다

67 파이로일관공정시험과관련해서는공학규모또는그이상의모의핵연료를활용하여일관공정실현가능성을검증하는파이로일관공정시설 (PRIDE) 을통해대체전극개발, 배기체포집, 염재생공정및폐기물고화체안전성확보기술등의핵심요소기술을확보할수있도록한미공동연구와연계하여노력해야할것입니다. KAERI는연구개발을통하여 SFR 설계의안정성에대한특정설계안전성분석보고서 (SDSAR) 및핵심기술에대한특정기술주제보고서 (TR) 를작성하였음을확인하였습니다. 또한피동잔열제거계통열교환기성능시험시설 (STELLA-1) 을구축하고금속연료제조기술등을개발하고있는것으로파악되었습니다. 그동안진행된 SFR 관련연구성과에대한객관적인검증과종합적인평가를위해서는작성된 TR에대한국내공인규제기관의승인이필수적이라고판단됩니다. 결론적으로, SFR 연구는 TR에대한인증에주력할필요가있으며, 파이로공정의한미공동연구를바탕으로기술가치에대한평가가필요합니다. ㅇ향후 (3년간) 추진계획에대한타당성및실현가능성 - 주요검토사항앞서언급한바와같이사용후핵연료처리기술에대한대내 외환경변화에따라수립된연구개발사업의추진계획에대한재검토필요성이대두되었습니다. 따라서사업주체인 KAERI가제시한 2020년까지의연구목표 ( 내용 ) 및추진계획등에대해서타당성및실현가능성에대한검토가필요한상황입니다

68 - 연구중단측주장 현재의기술력과안전성등을고려할때 10톤공학규모의시설도쉽지않을것이라예상되는데 30톤규모의실증시설을건설한다는기획이과연적절한것인지에대한객관성있는자료가필요합니다. 당초계획에의하면이미인허가에착수하여실증로를건설하기위한준비를모두갖추어 2024년까지완공해야했으나이번재심사에계류되기이전이미상당부분과제를미흡하게수행해실증로가건설운영될부지의윤곽조차마련하지못했고인허가검토는물론관련기술조차마련하지못해실질적으로과제수행에실패했습니다. 또한, SFR 운영에중요한연료생산을위한파이로공정실증시설을조속히완비해야하나실질적으로실증연구를하기에꼭필요한대규모핫셀 (Hot Cell) 구축은시도조차못하고방사성물질을전혀사용하지못하는프라이드시설건설에많은연구비를투자했습니다. 프라이드를통해상당한기술단축이가능하다고주장하나이는고방사능환경에서관련화학공정들의화학평형상수등이반응조규모와방사능준위에따라엄청나게달라진다는핵재처리공정의기본을이해못한결과입니다. 이러한高방사능공정들은비록과학적아이디어가확실하더라도상용화를위해서는기초적수준의연구실규모실험, 엔지니어링규모실증시험과최종운영을위한상용시설가운영등오랜기간동안다양한실험실증을거쳐야비로소상업운전이가능할것입니다. 따라서과연이러한파이로공정이실제향후처분장단면적축소및안전성향상에도움을줄수있는지는매우불분명한것입니다. 고속로설계에사용한계산값이고속로건설운전등의인허가에아무문제가없는지? 그리고이러한설계값이 2019년으로예정된표준설계인가신청에반영이되는지? 이러한내용들이확인되지않으면고속로가눈앞에놓여있다고가정하더라도안정성또는한미원자력협정등의문제로운영조차불가능한상황에놓여결국문제가되는 TRU를그들표현대로소각시키지못할수있습니다. 문제는이러한문제를세밀하게검토하면서실증계획을세우고있는지확인이필요한것입니다

69 - 연구추진측주장 파이로공정기술은향후 3년간공학규모사용후핵연료실증시험에기반하여파이로공정기술의기술적타당성, 경제적실효성, 핵비확산수용성을한미공동연구로확인할예정입니다. 파이로공정핵심격차기술 ( 전해환원대체양극, 전해정련음극, 폐기물최소화방법등 ) 및스케일업기술개발을통한파이로공정의공학적타당성검증을추진할예정입니다. 예산삭감에따라전처리 / 전해환원사용후핵연료국내실증착수는유보할계획입니다. 연구개발추진을위한고려사항은 2020년재순환처분기술타당성평가에도지금까지제기된논쟁의범위를벗어나지않을것이므로향후 3년간연구개발을통해보다신뢰성있는정량화된기술자료를확보할것입니다. SFR 기술은고속로설계기술자산화및소각성능향상핵심기술개발을진행할예정입니다. 고속로설계기술국가자산화는핵심안정성승인대응, 핵심재료 DB 구축완성, 고속로기술국가자산화등을진행하며소각성능향상핵심기술개발은소각성능극대화핵심기술개발, 소각성능극대화안전성강화핵심기술개발, 소각성능극대화경제성향상핵심기술개발을추진할예정입니다. 이를통하여 2020년까지핵심안정성확인 (TR 승인획득 ) 및기술자산화시스템구축 운영 ( 형상관리보고서 ), 사용후핵연료부피 독성저감기술타당성 ( 기술성, 안전성, 경제성, 사회적수용성 ) 평가보고서를주요성과물로제출할예정입니다. - 재검토위원회검토의견국내상황변화및 2018년도예산조정에따라 KAERI가수행중인파이로공정및 SFR 기술개발은당초계획에따라추진되기는어려울것으로판단됩니다. 앞서논의되었던파이로공정의다양한논쟁해소및미확보핵심기술확보를위해서는한미공동연구의집중적인추진이필요합니다. 또한 SFR 기술개발성과물의객관적인검증을위해서는 TR에대해승인을받는것이중요할것으로판단됩니다. 다양한노력을통해 TR 10종에대한국내공인규제기관의승인을받는것이중요하

70 다고판단됩니다. 또한새로제시된소듐현안극복및소각성능향상핵심기술도국민수용성확대를고려할때기술개발필요성은있을것으로판단됩니다. 파이로공정및 SFR 연구의실증규모연구개발은 2020년한미공동연구를통한타당성평가결과및 TR 10종인증여부와함께, 경제성, 국민수용성등을종합적으로고려하여판단하는것이바람직합니다. 기술적파급효과 ( 연구성과활용성등 ) - 주요검토사항 KAERI가수행중인파이로공정및 SFR 기술은기투자금액및향후투자예상규모를고려할때, 해당연구분야에대한성과창출과더불어타분야의기술활용성및연관산업에대한직 간접적파급효과에대한검토가필요할것으로판단됩니다. - 연구중단측주장 기술적파급효과에대한자세한언급은없었습니다. - 연구추진측주장 파이로공정기술은알루미늄을비롯한내화금속, 희토류생산및원재료의분리정제, 고순도처리와희소금속재활용에도활용이가능합니다. 파이로공정에서개발된사용후핵연료전처리, 원격취급, 안전조치, 핵물질계량, 폐기물처리기술은사용후핵연료의운반저장과최종처분을위한결함및손상핵연료안전관리기술에도직접활용할수있습니다. 사용후핵연료내에존재하는세슘과스트론튬은파이로전처리공정과전해환원공정을통해분리가가능하며국가의산업적, 전략적기술분야에재활용될수있는유효한자원입니다. ( 세슘 : 의료용방사선치료, 감마선조사선원대체 / 스

71 트론튬 : 원자력전지원료및전략적기술분야의장기전력원 ) 악틴족원소들의물리 화학적특성자료와방사성폐기물내에존재하는방사성물질들의거동특성분석기술은방사성폐기물의안전관리와최종처분에활용이가능합니다. 현재개발하고있는 SFR 원형로 (150 MWe) 기술은약 300 MWe 규모의풀형 (pool-type) SFR에바로적용될수있으며 10 MWe 이하로규모를축소할경우소형모듈형원자로설계및초장주기형진행파원자로 (TWR) 설계에도적용할수있습니다. SFR 개발기술은고속중성자원의활용을위한연구로서고속중성자를이용한시스템형연구에적용될수있습니다. SFR 개발로획득할수있는요소기술은타발전플랜트의열교환기및계통설계기술, 고온구조해석기술에도적용할수있습니다. 또한 SFR 원형로에적용된면진설계기술은가스저장탱크, 화학플랜트, 국가안전시설에지진대비기술로공통적으로적용가능합니다. - 재검토위원회검토의견파이로공정연구개발을통하여획득된화학공정의금속, 희토류등의생산및재활용기술에대한연관효과는기대할수있을것으로판단되나, 현재확보된기술수준을고려할때직접적인영향성및활용가능성여부를판단하기는어려운실정입니다. 국내관련산업현황및미래산업방향과의종합적인고려를통한직 간접적인영향및파급효과검토가추후에다시필요할것으로판단됩니다. 다만, 세슘, 스트론튬등의자원이용및원자력관련기술에대한연관효과는유효할것으로판단됩니다. 한편, SFR 기술의유관원자력발전분야및타발전관련설계, 시스템분야로의활용가능성은있을것으로판단됩니다. 또한지진에대비한시스템면진기술에대한기술기여도기대할수있습니다. 다만, 현재확보된 SFR 기술수준의향후검증이요구되고있고소듐관련냉각기술의타분야활용도에대해서는추가적인판단이필요한상태입니다

72 사업형태의적정성, 투입대비성과의적정성등 - 주요검토사항 KAERI가수행중인파이로공정및 SFR 기술은 1997년부터 2017년까지약 6,764억원의예산이투입되었으며향후 2020년까지의추진에대한검토가진행중입니다. 연구중단측은기술실효성및한미공동연구문제성등을이유로사업성과에대한부정적인입장을견지하고있습니다. 따라서그간추진된사업에대한사업형태및투입대비연구성과의적정성등에대한검토가필요합니다. - 연구중단측주장 안전성, 경제성측면에서부정적이고사용후핵연료처분문제에실질적도움이되지않는파이로공정-SFR 연계시스템연구에그동안이미 7천억원정도예산을쏟아부은것도모자라, 단지 2020년까지계획되어있다는이유만으로연구를계속하기위해연간 400억원이상의예산을지출한다는것은도덕적해이입니다. 2020년까지진행될파이로공정한미간 10년공동연구예산만남기고전액삭감하는것이바람직합니다. 국제정서상의문제를고려하면 2020년이후에한국이전해정련 전해제련공정을국내에서할수있도록미국의승인을과연얻을수있는가하는점입니다. 미국내에서하고있는전해정련 제련공정도경수로의사용후핵연료가아니라조성이다른사용후 MOX 연료가이용되고있는점입니다. 따라서실험만이아니라이론적인보완책까지마련되어야하는비합리적인상황이발생하고있습니다. 미국내의재처리연구비가축소되는경향에서한국의집요한요청을이용한비용보완책으로해석될소지도있습니다. 연구의즉시중단이합리적인이유는파이로공정법은추진파가내세우는연구효과즉경제성, 안전성, 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 등을확인할수없기때문입니다. 덧붙이면최종처분장축소와독성기간의단축등의친환경성은 SFR 또는 ADS (Accelerator Driven System) 의성립없이는이론상으로도달

73 성되지않습니다. 파이로공정-고속로사업은연구목적의타당성이없을뿐만아니라기회비용측면에서볼때파이로-고속로사업에투입되는연구비와예산을오히려반드시필요한원전안전관련연구및원전해체, 직접처분연구에투입하는것이한정된재원사용의우선순위에서지극히필요한것이현실입니다. - 연구추진측주장 파이로공정기술개발사업은사업단형태가아닌국가계획에따른연구과제로수행되고있으며미래원자력시스템연구개발장기추진계획 ( 08.12, 원자력위원회 ), 미래원자력시스템개발장기추진 ( 수정 ) 계획 ( 11.11, 원자력진흥위원회 ), 미래원자력시스템기술개발및실증추진전략 ( 16.7, 원자력진흥위원회 ) 에따라정부주도로추진되어왔습니다. 기초연구 ( 97~ 06) 부터시작하여, 실험실규모와공학규모연구개발 ( 07~ 11) 을수행하고, 공학규모공정기술의시현 ( 12~ 16) 과한 미공동연구 ( 11~ 20) 및국내실증을통해, 기술을검증하는단계 ( 17~ 20) 에이르고있습니다. 97년부터 17년까지 21 년동안약 3,524억원의예산이투입되었고사용후핵연료의취급및처리관련전문연구인력양성에약 1,800억원, 원천기술확보, 공정시험, 주요시설구축등에직접비로약 1,300억원, 사용후핵연료를이용한파이로일관공정기술실증을위해수행되고있는한미공동연구분담금으로약 400억원이사용되었습니다. 사용후핵연료처리와핵물질취급과관련된공정기술, 안전조치, 안전성에대한기반기술을개발하고인력을양성하여, 우리나라가사용후핵연료를공학규모로직접처리할수있는기술수준에도달하였습니다. 파이로일관공정기술에대한실험실규모와공학규모의공정기술, 핵물질계량및안전조치, 시설설계연구를통해, 파이로공정기술실증을위한주요시설을구축했고, 이를운영할수있는역량을키웠습니다. 세계최대규모의파이로공학규모일관공정모의시험시설 (PRIDE) 과사용후핵연료를이용한실증시험이가능한국내실증시설 (DFDF, ACPF) 을보유하였습니다. 사용후핵연료처리기술확보라는전략하에지속적연구로파이로기술개발분야의선도적위치로자리매김하여, 사용후핵연료처리기술분야에서미국과의공동연구를이끌어냈고, 실제사용후핵연료를이용한파이로일관공정

74 실증시험을진행하여사용후핵연료실증자료를축적중입니다. 투입예산은적정하게사용되었으며, 민감기술확보를위한독자적으로노력에비해가치있고실질적인성과를달성하였습니다. 전체집행예산중인건비성경비는약 53%, 직접비는약 36%, 분담금은약 11% 로투입되었습니다. SFR 연구는미래원자력시스템연구개발장기추진계획 ( 08.12, 원자력위원회 ), 미래원자력시스템개발장기추진 ( 수정 ) 계획 ( 11.11, 원자력진흥위원회 ) 에따라추진되다 12년 5월명확한사업목표달성을위해성과중심의개방형사업수행방식을채택한 SFR 개발사업단으로진행하였습니다. SFR 관련기초연구가시작된 97년부터 17년까지 SFR 연구개발에투입된예산은약 3,240억원으로본격적인예산투자는설계연구가본격화된최근 6년 ( 12~ 17년, 2,089억원 ) 에집중되었습니다. 핵심성과는안전성분석에사용되는설계방법론과관련전산코드에대한검증을완료하고이에대한특정기술주제보고서 (Topical Report) 를발행완료 (2017년 12월 ) 하여규제기관의심사를위해제출할수있는기술수준에도달하였습니다. SFR 원형로의주요구조물, 계통및기기에대한안전성검증시험을통해안전성을확인하였다. SFR 원형로의건설을대비하여핵연료및기기의제작공급선확보를준비하여이와관련한산업인프라를구축하였습니다. SFR 연구개발에투입된예산은신형경수로 (APR-1400) 또는 SMART(100MWe급일체형중소형경수로 ) 개발등일반적인원자로연구개발에투입된예산과비교해도적정수준입니다. KAERI에서개발한 SMART원전은 97~ 12년표준설계인가획득까지약 3,154억원이투입되었으며안전성향상연구 ( 12~ 15년) 와건설전설계연구 ( 16년 ~ 18년 ) 에약 1,723억원이투입되고있습니다. 한수원에서개발한신형경수로 (APR-1400) 의경우, 표준설계인가 (SDA) 획득 ( 02 년 ) 까지 11년동안연구개발비포함하여약 2,460억원이투자되었다. 신형경수로와일체형경수로는기가동경수로원전을통해상용화된핵연료설계와구조물, 계통, 기기등기확보된기술을기반으로개발된데반해, SFR 은설계개념부터이를검증까지모든과정을새롭게수행된도전적이고선도적인연구사업입니다. SFR은국내에서처음으로수행된비경수로형 (Non-LWR) 제4세대원자로라는점을감안할때예산투입대비성과가더높다고볼수있습니다

75 - 재검토위원회검토의견 KAERI는경수로사용후핵연료처리를위한파이로공정및 SFR 기술개발을 97년부터추진해오고있습니다. 현재까지진행된사업기간동안파이로공정기술은기술개발사업형태로약 3,524억원, SFR 기술은사업단형태로약 3,240억원을투입하여수행되었습니다. 연구수행을통해파이로일관공정실현가능성검증을위한 PRIDE, SFR 피동잔열제거계통열교환기성능검증을위한 STELLA-1 등의연구시설을구축한것과 SFR 설계인허가를위한 TR 작성완료등은가시적인연구성과로인정됩니다. 그러나 KAERI가수행중인파이로공정및 SFR 기술에대한투입성과 ( 기술성, 경제성, 핵확산저항성등 ) 의검증은앞서논의되었던바와같이기술성숙도단계를고려했을때아직은종합적인판단을하기어려운실정입니다. 이에, 파이로공정기술과관련하여본재검토위원회는다음과같은검토의견을제시하고자합니다. 주지한바와같이, 우리나라의사용후핵연료처리관련기술개발은한미원자력협력협정에서한정하고있는범위내에서만가능합니다. 이협정에따라한미공동연구는양국간협력관계를유지하면서공동으로출자하여파이로전 ( 全 ) 공정에대해종합적으로검증하기위한연구를수행중이며, 2020년에종료하는것으로되어있습니다. 따라서파이로공정기술에대한평가가이루어지는 2020년까지파이로공정에대한타당성여부를검증할만한연구결과를확보하고이를위해미확보된핵심요소기술을추가로개발하여최상의성과를도출하는것에집중해야합니다. 이러한측면에서파이로일관공정시설 (PRIDE) 은사용후핵연료처리시일관공정실현가능성을검증하기위해필수적인시설로서, 그간

76 모의핵연료를이용하여다양한성능실험을수행한것을확인하였습니다. 하지만실제사용후핵연료를활용한파이로공정기술 (DFDF/ACPF) 확보수준은아직초기단계라고판단되므로, 한미원자력협력협정에서허용하고있는범위내에서다공성펠렛제조 / 특성분석자료, TRU 거동에대한물리 화학적실험자료를확보하고안전조치를위한핵심요소기술을확보하는등국내에서연구가능한범위내에서연구성과를도출할수있는관련연구에집중해야할것입니다. 파이로일관공정시험과관련해서는공학규모또는그이상의모의핵연료를활용하여일관공정실현가능성을검증하는파이로일관공정시설 (PRIDE) 을통해대체전극개발, 배기체포집, 염재생공정및폐기물고화체안전성확보기술등의핵심요소기술을확보할수있도록한미공동연구와연계하여노력해야할것입니다. 한편, 파이로공정기술의실효성 ( 경제성, 핵비확산성, 기술적타당성 ) 을확보할수있는관련연구도추진할필요는있으나, 역무별시급성과한정된재원을종합적으로고려하여효율적으로추진되도록선택과집중이필요할것입니다. 경제성분석 / 평가 는한미공동연구에서정의하고있는공동역무이나, 한미양국이개별적으로수행하여연구결과를상호비교할수있도록최소한의범위에한정하여수행하는것이바람직할것입니다. 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 검증 은핵물질계량관리등의안전조치관련기술에국한하여추진하고, 기술적타당성확보 는파이로공정의기술성및안전성증진등필수연구로한정하여수행하는것이바람직합니다. 또한, 파이로형상관리역무는현재로써는시급성이낮다고판단되어 2020년한미공동연구결과를확인한다음추진하는것이바람직할것입니다. 종합적으로, 파이로공정기술연구는 2020년파이로공정에대한

77 타당성을평가받기까지한미공동연구를중심으로그와연계된핵심요소기술개발에연구역량을집중하여야할것입니다. 이를통해파이로공정을둘러싼다양한논쟁에대한기술적해답을제시하고미확보된핵심기술을확보할필요가있다고판단됩니다. 다만, 역무별시급성과한정된재원등을고려한우선순위에따라체계적이고효율적으로연구가수행되어야할것입니다. 한편, SFR 기술과관련하여본재검토위원회는다음과같은검토의견을제시하고자합니다. 앞서언급한바와같이우리나라는파이로공정과연계하여사용후핵연료를처리하기위한고속로형으로 SFR을선택하여관련연구개발을수행하고있습니다. 그간의연구결과를토대로노심열유체설계용코드, SFR 설계코드, 소듐화재및방사화평가코드등 SFR 설계기술및안전성핵심기술등에관한특정기술주제보고서 (TR) 10종을작성하였음을확인하였습니다. 연구성과에대한객관적검증과 SFR의안전성여부등을확인하기위해서는 TR 10종에대해공인된규제기관의승인을받는것이중요하다고판단하였습니다. SFR과관련한연구개발에있어핵심적인사항은 SFR의정상상태및과도상태의열유동특성을확인하고관련 TR 2종 ( 열유체설계전산코드, MARS-LMR 코드 ) 에대해검증하는것입니다. 이를위해열수력종합실험장치 (STELLA-2) 를활용하여그간축적한전산해석결과와실제시험결과를비교 / 분석하는것이필요하다고판단됩니다. 재검토위원회현장실사 ( ) 를통해 STELLA-2의 1차주요기기 ( 시험용기, 열교환기등 ) 구입등장치구축예산의약 60% 이상이집행되었고장치구축을위한기초지반공사도완료된것을확인하였습니다. 이에, 피동잔열제거계통열교환기성능검증을위해기구축한 STELLA-1의활용성을

78 제고하고소듐열유동종합효과시험을위한 STELLA-2를구축하여 SFR의성능및안전성을입증하고지금까지개발한국내 SFR 설계기술, 전산체계등축적된연구결과를종합적검증해야할것입니다. 이와더불어, SFR 안전성과관련하여국민수용성확보를위해소각성능향상및소듐현안극복기술개발의필요성은있다고판단됩니다. 다만 TR 인증등에반드시필요한핵심요소기술개발위주로제한하여수행하는것이바람직합니다. SFR 설계를위한국제협력관련연구는시급성은그리높지않은것으로판단되나, 시험연료봉의연소시험및피복관 / 금속연료봉의노내성능시험은금속연료봉관련 TR 인증에필요한역무라고판단됩니다. 아울러, 사업단운영및관리는앞서언급한 TR 인증및핵심요소기술등필수적인기술개발지원에한정하여수행할필요가있습니다. 종합적으로, SFR을포함한소각로에대한연구는지속여부와는관계없이그간의연구성과를평가 / 검증하고지적자산화하기위해서는 TR 승인을받는것이중요한역무라고판단했습니다. 이를위해 STELLA-2를구축하여필수적인데이터베이스를확보 검증하고, 소듐 -물반응및소각성능향상등의핵심요소기술개발과관련한제반준비를철저하게해야할것입니다. 또한, 파이로공정-SFR 연계시스템은어느하나만분리하여지속하는것은합리적이지않기때문에파이로공정기술개발진척상황과행보를맞추어 SFR 관련연구를수행해야하며, 한정된재원을효율적으로활용해야할것입니다. 파이로공정-SFR 연계시스템에대한연구개발내용과관련하여재검토위원회가제시한주요항목별연구내용에대한검토의견을정리하면다음의표와같습니다

79 구분 주요항목 2018 년도계획 위원회검토의견 공학규모 PRIDE는사용후핵연료처리를목적 PRIDE 실용화기술적용으로하는일관공정실현가능성 (scale-up 및모의핵연료사용검증포함 ) 을검증하기위해필요한기술이며, 한미시험공동연구에따른역무이므로지속적인연구가필요함. 실제사용후핵연료를취급하여파이로공정연구를수행하기위한기술로, 한미간원자력 전처리 / 전해환원국내협력관계를감안할때우리나라가확보해야할실험역량유지핵심요소기술중의하나임. 시설유지 / 보수및모의 新한미원자력협력협정에따라국내에서의시험실험을인정하고있으므로한미공동연구가종료되는 2020년까지최대한의연구성과를확보할필요가있음. 파이로공정 kg규모파이로전체공정시험및 TRU 연료봉조사시험 한미공동연구에따라파이로공정기술의실효성을평가하기위해 kg 규모의파이로전 ( 全 ) 공정에대해기술성, 경제성, 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 을검증하는중요한역무로지속적인수행이필요함. 경제성분석, 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 한미공동파이로타당성검증, 기술적타당성확보는한미공동연구에서제고방안도출합의한역무에포함된사항으로, 연구추진의 핵주기대안분석 / 평가필요성은있음. 역무별시급성과한정된재원등을종합적으로고려할때, 경제성분석 은미국에서수행중인 안전조치핵심장치 (TRU 관련연구결과와비교를위한최소한의범주에비파괴측정및용융염시료한해수행하고, 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 측정장치등 ) 개념설계검증 은핵물질계량관리등의안전조치관련 격납감시평가기법개발사항에대한기술항목에국한하여추진하며, 기술적타당성확보 는기술성및안전성증진 파이로공정기술성및등필수적으로연관된연구로한정하여수행안전성증진하는것이바람직함. 파이로공정형상관리형상관리역무는다른역무에비하여시급성이높지않아최소화하여수행하는것이바람직함

80 SFR SFR 연구성과에대한객관적검증과안전성 SFR 특정설계안전성심사여부등을확인하기위해 TR 10종에대한공인 - 핵심특정기술주제보고서규제기관의승인을획득하는것은중요한역무임. (TR) 심사대응등 TR 10종가운데 2종 ( 열유체설계전산코드, MARS-LMR 코드 ) 의인증가능성을높이기위해서는열수력실험장치 (STELLA-2) 를통한 핵심기술개발실험결과의확보가필수적이기때문에열수력 - 열수력실험장치 (STELLA-2) 실험장치를구축하여정상상태및과도상태의 1차발주주요기기예비설치열유동적특성을종합적으로검증하는것이 - 제어봉구동장치등안전필요함. 관련핵심기기검증시험 TR의완결성제고를위해핵심요소기술개발마무리 ( 소듐-물반응, 소듐화재방호등 ) 위주로추진 - 소각성능향상핵심기술하는것이바람직함. 개발 SFR 안전성과관련한국민수용성확보를위해, - 소듐현안극복기술개발소각성능향상및소듐현안극복기술개발은 - ICT 접목융합기술개발추진할필요가있으나핵심사항위주로최소화하여수행하는것이바람직함. SFR 설계국제협력 러시아에서수행되는핵연료 / 피복관노내실험은 - 한미공동설계 / 연구금속연료봉과관련된 TR 인증에필요한사안마무리이며한러양국간의협약에따른역무이므로 - 핵연료 / 피복관러시아필요성이인정되나, 그외의사항은시급성이노내실험상대적으로높지않음. - 프랑스, 러시아설계협력 원활한연구수행을위해사업단운영 / 기획 / 평가 SFR사업관리등관리역무는필요하나, 한정된재원을고려 - 사업단운영, 기획및하여긴요한내용을중심으로최소화하여수행평가등하는것이바람직함. SFR 형상관리역무는다른 - 기술보존및자산화 ( 형상역무에비해시급성이높지않아최소화하여관리 ) 수행하는것이바람직함

81 Ⅳ 종합검토결과 지난 20여년간우리나라는사용후핵연료의재처리 ( 또는재활용 ) 를위하여파이로공정과 SFR을연계하는순환핵주기 (closed nuclear fuel cycle) 연구에적지않은예산을투자하여왔습니다. 그러나국내 외환경변화에따라파이로공정 SFR 연계시스템연구에대해여러시민단체와원자력학계내일부에서연구지원의필요성에대한논란이가중되고있습니다. 이에공정성과객관성을담보하면서도최대한전문성있는결론을도출하기위하여물리, 화학, 화공, 기계, 재료, 에너지, 과학기술정책등과학기술전문가 7인으로구성된재검토위원회가출범하게되었습니다. 지난 4개월동안방대한양의자료수집및검토, 연구추진측과중단측의서면답변서검토, 전문가의견청취및청문회, 사용후핵연료처리기술연구개발사업을수행하는한국원자력연구원에대한현장실사및설명회, 전문가자문, 재검토위원간회의및숙의등다양한활동을거치면서검토대상사업전반에대해종합적으로검토하였으며, 그결과를바탕으로보고서와권고문을작성하였습니다. 재검토위원회는사용후핵연료처리기술연구개발사업에대한검토결과를다음과같이정리하여정부와원자력계, 그리고국민들에게보다정확한사실을알리고자합니다. 그리고우리나라의사용후핵연료처리기술에있어서국민적합의를얻는데도움을주기위하여권고안을마련하였습니다. 이하내용은앞서논의한항목별검토사항에대한재검토위원회의검토의견을요약한글입니다

82 1. 기술성원자력발전소를운영하는세계주요국가들은사용후핵연료를직접처분하거나사용후핵연료에포함된플루토늄 우라늄등을재사용하기위해습식재처리와고속로개발정책을추진하고있습니다. 우리나라를제외한원자력발전운영국 30개국가운데 10개국은직접처분방식을, 8개국은재처리방식을채택하고있으며, 나머지 12개국은사용후핵연료처분에대한정책결정을유보하고있습니다. 이러한상황을고려할때, 우리나라가추진하고있는파이로공정-SFR 연계시스템에대해세계적동향에비추어기술적성공가능성과가치등을면밀하게검토할필요가있습니다. 기술성측면에서는연구추진측의일관된주장 ( 파이로공정-SFR 연계시스템을활용하면사용후핵연료의부피는 1/20, 면적은 1/100, 독성은 1/1000로감소 ) 에대해기술적인관점에서검토하였습니다. 우선 부피감소 이슈와관련하여, 1/20(5%) 의부피감소주장은경수로폐기물만을기준으로하고파이로공정-SFR 연계시스템을통한 TRU의완전한핵변환을가정한경우에한해도출가능한수치로판단됩니다. 연구추진및중단양측의부피감소율에대한차이는사용후핵연료봉의부피를기준으로하느냐, 아니면실제처분시의열량을고려한필요부피를기준으로하느냐의차이와경수로폐기물뿐만아니라중수로폐기물을함께고려하느냐여부에따라달라지는것으로판단됩니다. 최종처분장면적축소 이슈와관련하여, 최종처분장면적의규모는발열량을고려하였을때 1/100로줄어든다는연구추진측의주장은여러가지가정을내포하고있기때문에실현가능성을현재로선판단하기어렵습니다. TRU와마이너악티나이드를소각하는과정에서또다시폐

83 연료 (spent fuel) 가나오고재처리후의 U 238 의경우도연료로재활용하는것이필요하기때문에연구추진측주장보다는조금더많은양의폐기물이발생할가능성이있으므로정확한폐기물양에대한수치는추후정밀한검토가필요합니다. 독성저감 이슈와관련하여, 파이로공정-SFR 연계시스템을통해플루토늄을비롯한장반감기물질을소각하면보관기간이 1~10만년에서 300년내외로줄어들게되므로, 독성이 1/1000로저감된다고주장하는것으로이해됩니다. 다만, 이주장은여러가지복합적인가정이완벽하게만족되어야하고경수로폐기물만을처리대상으로할때성립되는주장이라고판단됩니다. 부피감소, 처분면적축소, 독성저감에관한이슈는처분장면적계산시직접처분시설이외에간접시설 ( 지원및부대시설면적 ) 면적등을포함해야하며, 정부의전력수급기본계획에따라일부달라질수있을것으로판단됩니다. 우리나라가다양한고속로후보노형중 SFR을선택한가장중요한이유는, 파이로공정과연계하여과거국내 외개발경험과제4세대원자력시스템국제포럼 (GIF) 의평가결과를고려하고, 원자력위원회, 원자력진흥위원회등정부가신중하고장기적으로검토하고원자력계토론등을통해결정한결과로보입니다. 부피감소, 처분면적축소및독성저감에관한정량적지표는국내 외상황변화및기술성숙도단계에따라지속적인재논의및정립이필요합니다. 특히, 직접처분방식으로사용후핵연료를처분하는경우, 관리가가능한기간을설정할필요가있으며, 직접처분및간접시설 ( 지원및부대시설포함 ) 을위한대규모부지확보방안및국민수용성에대한대책마련이필요할것입니다. 한편, 파이로공정-SFR

84 연계시스템을통해사용후핵연료를처리하는경우, 독성감소가능성, 관리기간단축가능성뿐만아니라중저준위시설추가가능성, 파이로공정-SFR 연계시스템추가설치필요성등을포함하여논의하는것이타당하다고판단됩니다. 2. 안전성방사성독성이강한사용후핵연료를파이로공정으로처리할경우안전에대한위험성이존재하며, 사용후핵연료를직접이용하여파이로공정에적용해본국내연구개발경험이충분히확보되었다고보기어렵습니다. 그러나파이로공정운전중사용후핵연료에의한방사성물질유출로인한피해발생가능성은낮아보입니다. 그이유는처리되는사용후핵연료의양이적고, 사용후핵연료는일정기간냉각하여발열량및방사선피폭량을감소시킨후파이로공정에사용하기때문입니다. 또한, 파이로공정은 4단계의독립적인소규모회분식장치로구성되어있으므로사고시시설전체로확산될가능성이낮기때문입니다. 파이로공정의방사성폐기물및배기가스처리기술에대한안전성과관련하여, 파이로공정을통해사용후핵연료를처리할때발생되는폐기물및배기가스, 방사성물질의유출등에대해우려하는것은당연하다고판단됩니다. 그러나방사성폐기물처리를위해이미상용화된기술이존재하며관련기술개발도고도화되고있는것도사실입니다. 파이로공정에서발생하는배기가스중세슘과스트론튬처리기술및고이동성 장수명원소인테크네튬과요오드처리기술의확보및신뢰성에대한우려와관련하여, 파이로공정중발생하는배기가스처리를위한실험실수준의기술은일부확보되었지만방사성물질의고화체제조기술은개발중인것으로판단됩니다

85 SFR의안전성에있어서, 다른나라에서개발된초창기 SFR에서는사고가발생한것은사실이나그시점에비해수십년의연구개발이진행된현시점에서는과거의유사한사고발생위험을낮출수있는기초안전연구개발이진행되고있는것으로보입니다. 현재고속로개발국에서추진하고있는 SFR은기존 3세대고속로의안전성을크게향상시키기위해고유안전성을높이고피동안전개념을적극적으로도입한제4세대고속로입니다. 그러나앞서언급한바와같이소듐은폭발잠재력이있기때문에, 소듐을냉각재로사용하는원자로건설에는인근주민의반대가예상된다는연구중단측주장또한타당하다고생각합니다. 따라서향후중대사고를포함한여러가지형태의사고에대비한운전안전성에대해과학적사실을기반하여국민들의이해를높이는노력이지속되어야할것입니다. 3. 경제성직접처분대비파이로공정 SFR 연계시스템의비용측면에있어서, 양측이추산한직접처분비용은비슷한수준이나파이로공정-SFR 연계시스템을이용한시나리오에대한비용은 900조원이상의큰차이를보이고있습니다. 이런차이를보이는주된요인은파이로공정-SFR 연계시스템의건설, 운영, 폐로비용에대한추정액이 600조원이상차이가나고전력생산에따른수익계상여부차이때문입니다. 이와같은양측추산값의극단적차이는수십 ~ 수백년에이르는먼미래를전망하는과정에서필연적으로동반되는불확실성을여실히보여주고있습니다

86 고준위및중저준위처분장의개수, 위치등의결정과관련한사회적비용에대하여, 직접처분의경우수만년이상의관리가필요한큰면적의고준위직접처분장이필요합니다. 파이로공정-SFR 연계시스템은경수로사용후핵연료관리기간을수백년으로줄일수있는, 작은면적의고준위및중저준위처분장이필요합니다. 추가적으로파이로공정-SFR 연계시스템에서는 1기또는그이상의파이로공정시설과복수의 SFR 건설부지가필요합니다. 직접처분시필요한고준위직접처분장은면적이매우크고그관리기간도매우길기때문에이에따른사회적비용에대한고려가필요할것입니다. 한편파이로공정-SFR 연계시스템을통해사용후핵연료를처리하는경우, 복수의부지 ( 수백년의관리가필요한작은면적의직접처분장부지, 파이로공정및 SFR 부지, 추가로필요할수도있는중저준위폐기물처리장부지 ) 에대한사회적비용발생이예상됩니다. 어느방식이사회적비용측면에서유리할지현재로서는명확하게판단하기어렵습니다. 양측모두미래의기술적불확실성을고려해야하는데, 어느쪽이든주요한관건은기술발전이고일반적으로기술발전은연구개발을통해이루어집니다. 현재로서는수십 ~ 수백년후의미래기술발전수준에대해서는누구도단언하기어렵다고판단됩니다. 이런상황에서는여러가지가능성을염두에두고다양한기술탐색과기초원천연구수행등미래불확실성에대비하는여러가지기술적옵션을갖추기위한체계적인준비가필요합니다. 따라서처분장관련연구개발과파이로공정-SFR 연계시스템관련연구개발, 그리고그외다양한기술적가능성을내포하고있는연구개발에대해현시점에서섣불리의사결정을내리고어느한쪽에전적으로의존하는것은바람직하지않다고판단됩니다

87 4. 한미공동연구우리나라의핵연료처리관련기술은한미원자력협력협정의범위안에서가능합니다. 동협정에서제시하는국내원자력관련연구및활용의범위는한미공동연구를통해우리나라에긍정적인방향으로개정되어왔습니다. 현재의협정 ( 15.11) 에따르면플루토늄분리가상대적으로용이한습식재처리대신건식재처리의일종인파이로공정만한미공동연구의틀안에서가능하도록하고있습니다. 신 ( 新 ) 한미원자력협력협정하에서의연구가능범위에대해서는 2020년한미공동연구가마무리된후에최대한한미공동연구의성과가국내연구진에의해확보될수있는구체적인방안이제시되어야합니다. 또한한미공동연구를통해보다적극적으로우리나라의입장이관철되도록노력해야할것으로보입니다. 이를위해서는우선적으로파이로공정기술의기술성, 경제성, 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 을검증하기위한한미공동연구를성공적으로마무리한이후, 이를바탕으로파이로공정기술의향후발전방안등사용후핵연료처리기술의실현가능성을검토할필요가있습니다. 또한한미원자력협력협정에긍정적으로반영될수있도록범정부적인노력도필요하다고판단됩니다. 핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 이슈에대해서는, 원자별깁스자유에너지값의차이를이용해분리를하는파이로공정상이값들의차이가매우작기때문에파이로공정을통한순수한플루토늄의분리가능성은습식재처리에비하여현실적으로매우낮다고판단됩니다. 하지만향후국내에서실제사용후핵연료를활용하여파이로공정의전 ( 全 ) 과정을실시하게된다면핵비확산성 ( 또는핵확산저항성 ) 에상응하는규범적, 기술적장치를구체적으로마련해야할것입니다

88 5. 사업단운영및향후계획파이로공정의기술적실현가능성에있어서, 파이로공정연구는국내및한미공동연구를통하여파이로공정의실험실수준기초 ( 기반 ) 기술, PRIDE 실험시설 ( 모의핵연료사용, 용량 50 kg/batch) 구축및운영, 폐기물처리기술등의개발을목표로하고있는것으로파악되었습니다. 파이로공정의핵심기술은한미공동연구를중심으로개발되고있으며국내연구는공학규모실험을위한연구와공정개선을위한핵심요소기술개발에집중되고있는것으로파악됩니다. 파이로공정의목표달성및완성도확보를위해서는경수로사용후핵연료를이용한연구자료확보가필수적이나, 현재국내 외상황에따라혼합산화물 ( 국외 ) 또는모의핵연료사용 ( 국내 ) 등으로대체되고있는상황입니다. 또한각공정단계별 ( 전처리, 전해환원, 전해정련, 전해제련 ) 로확보된기술수준이상이하고실제사용후핵연료를직접이용하는전처리및전해환원기술에대한요소기술개발도필요한것으로판단됩니다. 따라서파이로공정개발은 2020년까지의한미공동연구를통한기술성의집중적인확인이필요하며이와함께안전성, 경제성, 핵확산저항성등에대한지속적인검토및보완도필요합니다. SFR의기술적실현가능성에있어서, SFR 기술은원형로특정설계의안전성에대한특정설계안전성분석보고서 (SDSAR) 및핵심기술에대한특정기술주제보고서 (TR) 를작성한것으로확인되었습니다. 또한소듐열유체시험시설 (STELLA-1) 을구축하였고금속연료제조기술개발을진행하고있는것으로파악되었습니다. 그동안진행된 SFR 관련기술개발의목표달성과안전성이슈에대한종합적인평가를위해서는국내공인규제기관을통한 TR 인증이필수적이라고판단되기때문에파이로공정에대한한미공동연구결과평가와함께 TR 인증결과를통한종합적이면서도객관적인기술가치평가가필요합니다

89 실증 단계를 상용화기술의축소판 으로정의한다면, 현재까지구축된실제핵물질을포함하지않은모의핵연료를이용하는파이로공정과원자로를포함하고있지않은열수력루프이용 SFR은실증단계가아니라엔지니어링설계에대한기초연구수준이라고판단됩니다. 그러므로향후 3년간연구가추진된다면, 2020년까지파이로공정연구는한미공동연구에집중하고, 국내에서는한미공동연구에필요한파이로공정기술의기초및원천기술개발을진행하는것이바람직합니다. SFR 연구의주요성과물인 TR 10종에대한인증은열수력의검증과다양한수단을통해서완결지을필요가있다고판단됩니다. SFR 기술안전성증대를위한연구개발필요성도타당한것으로판단됩니다. 파이로공정및 SFR 기술검증을위한사용후핵연료를이용한실증규모파이로공정시설및원형로구축등의결정은국내상황을고려할때추후장기간의논의및국민적합의가필요한상황입니다. 사업단연구성과의기술적파급효과에대해서는, 파이로공정연구개발을통하여획득된화학공정의금속, 희토류등의생산및재활용기술에대한연관효과는기대할수있으나, 현재확보된기술내용으로는직접적인영향및활용성의파악이아직은어려운실정입니다. 국내관련산업현황및미래산업방향과의종합적인고려를통한직 간접적인영향및파급효과검토가추후필요할것으로판단됩니다. 한편 SFR 기술의유관원자력발전분야및타발전관련설계, 시스템분야로의활용가능성은있는것으로판단됩니다. 지진에대비한시스템면진기술에대한기술기여도함께기대할수있습니다. 다만, 향후파급효과를예측하기위해서는현재확보된 SFR 기술수준의검증이요구됩니다. 소듐관련냉각기술의타분야활용도에대해서도추가적인평가가필요한상황입니다

90 사업형태의적정성및투입대비성과의적정성에대해서는, 1997년부터경수로사용후핵연료처리를위한파이로공정-SFR 연계시스템개발을진행해오고있으며, 그동안파이로공정연구는기술개발사업형태로약 3,524억, SFR 연구는사업단형태로약 3,240억원을각각투입하여수행되었습니다. 기투자된연구비를통해파이로공정을위한 PRIDE와 SFR 연구를위한 STELLA-1을포함한시설구축및 SFR 설계인허가를위한준비단계수준까지도달한것으로파악되었습니다. 그러나파이로공정-SFR 연계시스템기술에대한투입성과 ( 기술성, 경제성, 핵확산저항성등 ) 의검증은기술성숙도단계를고려할때아직은종합적인판단이어려운실정입니다. 따라서최종성과물의적정성판단은 2020년한미공동연구결과및 TR 10종에대한인증등을통해서이루어져야할것입니다

91 Ⅴ 재검토위원회최종권고 재검토위원회는사용후핵연료처리기술연구개발사업 ( 파이로공정 -SFR 연계시스템연구 ) 의타당성을검토하기위하여, 그동안의연구개발추진경과, 연구성과, 향후연구계획, 전력수급계획및국내 외연구동향등을종합적으로고려하여검토하였습니다. 지난 4개월간의치열한논의및검토결과에근거하여다음과같이권고합니다. 첫째, 사용후핵연료처리기술연구개발사업은사용후핵연료성분중장반감기독성물질의분리를가능하게하는 파이로공정 사업과분리된독성물질을소각하기위한 소듐냉각고속로 사업으로구성되어있습니다. 두사업중어느하나의기술만사용해서는사용후핵연료처리기술의궁극적목표를달성하기어렵다고판단됩니다. 따라서파이로공정연구개발사업과소듐냉각고속로연구개발사업중어느하나만을지속시키는것은무의미합니다. 사용후핵연료처리기술연구개발사업에대해평가가이루어지는 2020년까지두가지사업을함께지속할것을권고합니다. 둘째, 연구개발추진방향과관련하여파이로공정연구는 2020년까지한미공동연구를중심으로핵심원천및요소기술확보에주력하고, 특히신 ( 新 ) 한미원자력협력협정에서허용하는사용후핵연료전처리 / 전해환원기술및파이로공정의안전성향상을확보하는연구를중심으로수행할것을권고합니다. 소듐냉각고속로연구는열수력종합효과실험자료확보및핵연료 / 피복관노내실험등핵심기술개발을통한특정기술주제보고서 10종에대한규제기관인증과소각성능향상및소듐현안극복기술개발에주력할것을권고합니다

92 셋째, 2018년정부예산안및추후 3년간연구계획을검토한결과, 앞서언급한내용에따라향후 3년간의한미공동연구, 파이로공정및 SFR 핵심기술개발, SFR 특정기술주제보고서인증등을위한연구개발목표를달성하기위하여연도별예산은 2018년국회에서확정한예산수준으로향후 3년간지속적으로지원할것을권고합니다. 넷째, 파이로공정-SFR 연계시스템연구개발사업추진에있어국민이우려하는방사성배기가스포집및소듐-물반응방지기술등안전성을확보할수있는연구에도중점을두어추진하는한편, 개발된연구성과는일반에적극적으로공개하는등국민수용성제고를위해노력할것을권고합니다. 다섯째, 사용후핵연료처리또는처분의기술적, 경제적불확실성을 감안하여직접처분과파이로공정 -SFR 연계시스템연구이외의다른 기술적옵션도다양하게확보할것을권고합니다. 여섯째, 파이로공정 -SFR 연계시스템연구개발사업의 2020 년이후 지속추진여부에대해서는한미공동연구결과등을바탕으로기술 성숙도단계진전에따라 2020 년이후에다시판단할것을권고합니다. 마지막으로, 정부는국내 외상황변화및한미공동연구의중요성등을고려하여사용후핵연료처리기술의사업목표, 추진방법, 인력활용, 사업비구성등의연구전반에걸친효율성증진및대외연구신뢰도향상을위해다양한노력을경주할것을권고합니다

93 Ⅵ 맺음말 재검토위원회를마치며 사용후핵연료처리기술연구개발사업재검토위원으로위촉을받은저희위원 7명은물리, 화학, 화공, 기계, 재료, 에너지, 과학기술정책등과학기술계전문가입니다. 파이로공정과소듐냉각고속로에대해서는관련분야의전문가만큼상세하게알지못하는비원자력계전문가로서, 뜨거운논란속에있는사용후핵연료처리기술연구개발사업의추진여부를어떻게해야합리적으로잘판단할수있을까걱정이앞섰던것이사실입니다. 생소한용어들, 기술의빠른흐름, 그동안진행과정의복잡한상황을들으며위원회활동초기에는복잡하고혼돈스런세계로빠져드는느낌이었습니다. 그가운데에서왜원자력계에서조차서로다른사실들이이야기되고있을까라는의문을갖게되었습니다. 검토과정을통해저희가발견한일반과학기술계와원자력계가다른한가지사실은, 원자력계의정책은과학기술의사실을통한판단뿐만아니라일반국민의수용성문제가중요하다는것이었습니다. 또한사용후핵연료처리에대한이슈는현재세대뿐만아니라미래세대에대해서도지대한영향을미친다는사실을심각하게인식하였습니다. 사용후핵연료의직접처분과파이로공정 -SFR 연계처리라는두가지정책방향을현재또는미래세대중누가결정해야하는지에대한판단, 과학기술의발전및차후국내 외환경변화등을고려하면매우어렵고힘든결정이라는사실또한인식하게되었습니다

94 그래서현재파이로공정-SFR 연계시스템을둘러싼다양한이슈및쟁점에대한사실관계를과학적으로확인하여정부, 연구자및일반국민에게보다정확한정보를제공하는것이필요하다는결론에다다랐습니다. 비원자력분야의과학기술전문가로서생소한분야에대한검토가쉽지는않았지만, 최소한의전문성을확보하기위해방대한양의문헌을검토하고관련연구자로부터설명을듣는한편, 연구현장을직접방문하여확인하고치열하게고민하고상호논의하는등다양한형태의검토과정을수행하였습니다. 이를통해파이로공정-SFR 연계시스템연구에대해세밀하게검토하고사업의향후방향에대해제언을찾고자노력하였습니다. 비록 4개월간의길지않은검토기간이었지만재검토위원들의집중적이고헌신적인노력으로도출한보고서및권고안은우리나라원자력분야의향후방향설정에머무르지않고국민안전과미래세대의안녕을위한소중한노력가운에하나가될것을기대합니다. 동보고서는원자력계전문가뿐만아니라다양한분야의연구자및일반국민도비교적쉽게이해할수있도록하기위해가급적평이한용어를사용하려고노력하였습니다. 또한보고서에서양측주장부분에기재된문구는서면질의서에대한답변서등에근거하여최대한그대로인용하고자노력하였습니다. 사용후핵연료처분또는처리문제는현재및미래세대가결코회피할수만은없는, 심각하고중대한난제이나, 반드시해결해야할문제입니다. 각집단및개인의이해관계그리고각분야간이해관계의충돌, 이에따른양비론, 회피론그리고무사안일의대책으로는해결할수없고반드시중장기적인국가목표를수립해서해결해야하는문제입니다. 비록매우어렵고힘든길이지만, 정부부처, 관련전문기관, 학회, 여러시민단체는각자의이해관계득실을떠나국가적으로중요한

95 문제인사용후핵연료처분또는처리를국민이납득할수있도록과학적이고합리적인근거에기반을둔중장기목표를수립하여체계적으로추진할것을당부드립니다. 직접처분시방대한면적의처분장을마련하는과정에서국민을납득시켜야하는어려움, 재처리후처분시에도피할수없는국민의수용여부, 사용후핵연료의연구허용여부및관련예산확보, 그리고외국및국제기구등의동의여부불확실성등모든단계마다고되고힘든과정에부딪힐수밖에없을것입니다. 사용후핵연료와관련한각계는각자의이해관계에서벗어나이난제를현명하게해결해나갈것을기대합니다

96 Ⅶ 붙임자료목록 [ 붙임 1] 재검토위원회서면질의서 (1~4 차 ) [ 붙임 2] 참고문헌목록

97 [ 붙임 1] 재검토위원회서면질의서 (1~4 차 ) 사용후핵연료처리기술에대한서면질의서 (1 차 ) 사용후핵연료처리기술연구개발사업 재검토위원회

98 1 기술성분야 1-1. 파이로및 SFR과관련하여그간과장홍보된것은아닌지? 본기술이과연경제적이고안전하며, 과연우리가생각하는만큼후대에방사능피해를줄일수있는지, 폐기물부피를 1/10~1/20 정도로줄일수있는혁신적인기술인지에대한질의 ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱은사용후핵연료양을 1/20로, 처분장면적은 1/100로, 방사성독성은 1/1000로줄일수있는기술이라고홍보되고있습니다. 각각의수치에대한명확한기준은무엇인지용액을포함한모든핵폐기부산물을고려한것인지정량적인수치를근거로답변해주시기바랍니다. 또한제시된목표치가얼마나실현가능한것인지에대한근거도함께제시해주십시오. 문헌근거가있다면전문을제출해주시기바랍니다. 논문, 특허, 보고서등근거가나타나있는페이지 / 문단위치제시요망 ( 반대측에질문 ) 파이로프로세싱은사용후핵연료양을 1/20로, 처분장면적은 1/100로, 방사성독성은 1/1000로줄일수있는기술이라고홍보되고있지만, 반대측에서는이수치들이과장된것이라고주장하고있는것으로알고있습니다. 반대측에서제시한근거는무엇인지, 그리고각각의수치에대한명확한기준은무엇인지정량적인수치를근거로답변해주십시오. 특히문헌근거가있다면전문을제출해주시기바랍니다. 논문, 특허, 보고서등근거가나타나있는페이지 / 문단위치제시요망 1-2. 중수로사용후핵연료문제에대한국내외연구동향 ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱은경수로사용후핵연료와관계된대책입니다. 중수로사용후핵연료문제에대한국내외연구동향은무엇입니까?

99 ( 반대측에질문 ) 파이로프로세싱은경수로사용후핵연료와관 계된대책입니다. 중수로사용후핵연료문제에대한국내외연구 동향은무엇입니까? 1-3. 파이로-SFR 기술은중수로에서나오는사용후핵연료는처리하지못하는반쪽짜리기술이므로경제적측면에서이득이낮다는주장 ( 반대측에질문 ) 경수로폐기물만이라도재처리를통해부피와독성을줄일수있다면경제성을떠나환경과안전성을고려할때가치가있다고볼수도있는데, 중수로폐기물도줄일수있는기술이발견된다면받아들일수있는것인지? 또한, 에너지전환정책에따라향후원자력발전을줄이더라도핵폐기물은연간 100톤내외의규모로 50년이상발생하므로폐기물처리기술은꼭필요한것이아닌지? 이에대해답변해주시기바랍니다. 재처리를통해고속로의연료를만들어태워야부피가실질적으로줄어들기때문에안전과환경에대한효과가나타는것이므로이를단순히경제성으로만판단하기어려운측면이있음 그동안의사업단개발성과및국내사업단의기술개발수준 ( 찬성측에질문 ) 국내원자력연구계가개발한세계적수준의원자력기술은어떤것이있는지? 외국의기술적협조없이도 ( 또는최소한의기술적협조하에 ) 파이로-SFR을자체적으로개발가능한것인지연구역량과인프라현황에대한자료를제공해주시기바랍니다. 본사업에투자된현재까지의금액을고려할때현재원자력연구원이가지고있는역량을확인할수있는근거 ( 그간의성과등 ) 가미비하여향후사업의성공을가늠하기어려움. 파이로공정과 SFR의중요성과가치를인정받는다고해도이를국내연구진의역량으로개발하는것이가능한지를판단하는것과는별개의문제임. 오히려선진국에서기술을구매하는것이비용측면에서더유리한전략일수도있겠다는의견에따른질문임

100 1-5. 당초계획된사업기간내 (2020년까지), 그리고그이후 (2028년까지 ) 국내사업단이도달가능한기술적수준 ( 찬성측에질문 ) 고속로의경우프랑스, 일본, 미국등에서는실패했고러시아, 인도에서는성공하였다고주장하고있음. 실패한국가들과성공한국가들사이의고속로에대한기술적차이는무엇이며각국가간성공, 실패의원인은무엇인지설명해주시기바랍니다. 또한각국가에서개발을진행하였거나계획하고있는고속로의기술수준 ( 방식, 용량등지표 ) 은무엇인지답변해주시기바랍니다. ( 찬성측에질문 ) 프랑스, 일본, 미국이러시아나인도에비하여원자력기술력이뒤쳐진다고생각되지않는데원자력선진국에서도현재까지해결하지못하는기술적인난제는무엇인지파악된내용이있다면답변해주시기바랍니다. 단순한기계적누출수준인지아니면근본적인결함을극복할수없는것인지등에대한확인목적 ( 찬성측에질문 ) 현재까지개발된그리고향후 3년동안추가적으로개발하려는고속로기술개발내용및수준을선진국기술과비교하여제시해주시기바랍니다. 그리고다른국가에서개발하고있는기술과의차별성및독창성에대해서답변해주시기바랍니다. 차별성이없는기술이라면기술도입추진등을통해빠른기술습득및과도한연구비소비를막을수도있을것으로보임 ( 찬성측에질문 ) 현재고속로의일부모사로진행중인스텔라의제원및현재진행상황에대한정보를제공해주시기바랍니다. 기존설명자료로는 Na 냉각제순환장치정도로만파악되어투입개발비에대한정당성을확인하기어렵습니다. ( 찬성측에질문 ) 국회공청회및찬성측에서도이미 Na 고속로이외의대안들이제시되고있는상황에서, 10여년전에수립한

101 계획에따라계속추진되어야하는지, 아니면제시되고있는대안들로연구방향및미래전략을수정해야하는지연구진의의견을제시해주시기바랍니다. ( 찬성측에질문 ) 실험로, 원형로, 실증로, 상용로의규모 (MWe) 및건설비그리고구축계획 ( 구제적인연도 ) 을제시해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 원자력연구원에서진행중인파이로프로세싱및 SFR 관련한기술결과를검토해본적이있는지답변바랍니다. 자료를보거나검토한적이있다면현재개발된기술수준을선진국대비어느정도로판단하는지의견을제시해주시기바랍니다. 만일, 없다면자료제공을거부당한것인지아니면요구한적이없는지답변해주시기바랍니다 실증로를하지않고사이즈를줄여서실험로및원형로수준에서연구를진행할때의문제점은? ( 찬성측에질문 ) 현재진행중인 10년간의연구를통하여획득가능한파이로프로세싱과 SFR 기술의기술수준 ( 규모측면 ) 확인이필요합니다. 논의내용으로보면, 3년이후의연구기간을거쳐도실증로수준의연구단계로진입하기에는많은기술적, 환경적어려움이있을것으로예상됩니다. 기술확보수준과더불어실증로를건설할수있는부지확보등의실질적문제를단기간에해결하기에는어려울것으로보입니다. 따라서본사업이추후에계속진행된다면실증로이전의연구용 ( 또는소형원형로 ) 수준의연구단계를거치는것이바람직한것으로판단되는데, 이에대한찬성측의견은어떠한지제시해주시기바랍니다. 또한연구용원형로가진행된다면그규모나연구비수준은어느정도인지제시해주십시오

102 1-7. 파이로프로세싱 -SFR 과제에대한단계별평가결과에따른조치사항 ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱 -SFR 과제의단계별평가결과에 따른조치사항을아래양식에맞게제시하여주시기바랍니다. 평가단계및연구연차 소요예산및기간 주요지적사항 지적사항에대한조치결과 ( 계획서반영내용 ) 비고 ( 논문, 특허등 ) 2 안전성분야 2-1. 직접처분과관련하여, 과거에는지나치게낙관적으로안전성을생각하고있었고지금은너무많은질문이제기되어각나라에서원래정책이표류하고있다는주장 ( 찬성측에질문 ) 직접처분하는경우와재처리하여처리하는경우에있어서지진등재난에의한매몰안정성을비교한자료가있는지? 300년으로반감기가줄어든다면한반도에서이러한재난에의해문제가발생할확률은현저하게줄어드는지? ( 반대측에질문 ) 직접처분하는경우와재처리하여처리하는경우에있어서지진등재난에의한매몰안정성을비교한자료가있는지? 향후 300년으로반감기가줄어든다면한반도에서이러한재난에의해문제가발생할확률은현저하게줄어드는지? 만년후인체독성차이에대한이슈. 재처리를하나재처리를하지않으나그 10만년후의독성은같다는주장 ( 찬성측에질문 ) 사용후핵연료를재처리하나재처리를하지않으나 10만년후에실질적인인체독성은차이가없는가? 독성을줄이는연구가과연필요한가? 독성의기준은반감기, 방사

103 선방출량, 인체피폭위험률등다양한기준이있을것으로생각되는데이에대한구체적인기준과비교가필요합니다. ( 반대측에질문 ) 사용후핵연료를재처리하나재처리를하지않으나 10만년후에실질적인인체독성은차이가없는가? 독성을줄이는연구가과연필요한가? 독성의기준은반감기, 방사선방출량, 인체피폭위험률등다양한기준이있을것으로생각되는데이에대한구체적인기준과비교가필요합니다. ( 반대측에질문 ) 앞에서도 독성 의의미에대해서논의하였으나, 재처리를하는경우와직접처분을하는경우의독성은차이가있을수있다고판단됩니다. 10만년후에도독성이같다고하는것은재난에대해서궁극적으로위험이같다는의미인지? 아니면, 원자핵에너지가표출되는양과시간이같다는것인지과학적인근거에기반하여설명해주시기바랍니다 파이로공정에서발생하는고독성배기체방출을막을수가없나? ( 찬성측에질문 ) 파이로공정의모든화학적과정을기술적데 이터로제공해주시기바랍니다. 특히, 분진형태로발생하는방 사능물질의종류와대책을구체적으로설명해주시기바랍니다. 이에대한실험적인검증이없다면파이로공정자체에대한안정성신뢰가떨어지게됨 파이로프로세싱 -SFR 연구의안전사고와관련하여, 파이로가사고시피해규모가원자력발전소보다훨씬큰가? ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR 연구의안전사고시뮬레이션연구를수행한적이있는지설명해주시기바랍니다. (HAZOP; Hazard and operability study 등 ). 파이로사고시피해규모가원자력발전소보다훨씬큰가에대해설명해주시기바랍니다

104 2-5. 파이로로재처리하더라도핵비확산성문제에봉착할수있다는주장 ( 찬성측에질문 ) 반대측전문가가프레시안에기고한글에따르면... 파이로프로세싱방식에의한재처리는플루토늄의단독추출이불가능한것처럼소개되고있다. 그러나상대적인곤란성을의미할뿐이며 1개월정도면재처리시설을개조하여충분한양의플루토늄생산이가능하다는연구도있다 고주장하고있습니다. 여기에서언급한연구는어떤연구인지구체적인논문 ( 및구체적인문단위치등 ) 을제시하고이주장에대한찬성측의반론은무엇인지밝혀주십시오. ( 반대측에질문 ) 반대측전문가가프레시안에기고한글에따르면... 파이로프로세싱방식에의한재처리는플루토늄의단독추출이불가능한것처럼소개되고있다. 그러나상대적인곤란성을의미할뿐이며 1개월정도면재처리시설을개조하여충분한양의플루토늄생산이가능하다는연구도있다 고주장하고있습니다. 여기에서언급한연구는어떤연구인지구체적인논문 ( 및구체적인문단위치등 ) 을제시하고 1개월정도에재처리시설개조를통한충분한양의플루토늄생산가능성에대해알려주기바랍니다. 또한충분한양의플루토늄이란어느정도의양인지정량적인수치를제시해주시기바랍니다. 3 경제성분야 3-1. 재처리비용대비직접처분의경제성비교 ( 찬성측에질문 ) 2011년국회긴급토론회에서발표된반대측전문가의발표자료에따르면재처리비용이직접처분의비용보다더비싸다고주장하고있습니다. 또한, 프레시안에기고한글에따르면재처리가직접처분보다 4배의비용이든다고주장

105 하고있습니다. 이에대한찬성측의입장은무엇입니까? 이에동의하지않는다면정량적인수치를사용해서근거를제시해주기바랍니다. 예를들어 1톤당비용이재처리의경우얼마가들고직접처분의경우얼마가드는지제시해주기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 2011년국회긴급토론회에서발표된반대측전문가의발표자료에따르면재처리비용이직접처분의비용보다더비싸다고주장하고있습니다. 그자료에는재처리비용은톤당얼마인지제시되어있으나직접처분비용은톤당얼마인지숫자가제시되어있지않아재처리비용이직접처분비용보다비싸다는주장을수용하기어렵습니다. 1톤당비용이재처리의경우얼마가들고직접처분의경우얼마가드는지제시해주기바랍니다. 2010년에프레시안에기고한글에따르면일본의경제산업성의비공개자료를언급하며재처리가직접처분보다 4배의비용이든다고주장하고있습니다. 이는원본자료에대해간접적으로언급한것으로보다구체적인자료를제시해주기바랍니다. ( 찬성측에질문 ) 원전수명연장을고려하지않을경우, 경수로에서 27,000t, 중수로에서 13,000t의사용후핵연료가축적될것으로예상됩니다. 상기비용을추정할때, 중수로사용후핵연료의처리 / 처분까지고려한추정치도있다면제시해주시기바랍니다. 다시말해, 다음의 2가지대안에대한비용추정결과도제시해주시기바랍니다. ( 대안1) 27,000t은 SFR+ 파이로프로세싱, 13,000t은직접처분, SFR+ 파이로프로세싱연계시스템에서최종산출되는고준위폐기물의직접처분, SFR+ 파이로프로세싱에서최종산출되는중저준위폐기물의처분, ( 대안 2) 경수로 + 중수로 40,000t 전체의직접처분. 구체적인추정치가없을경우어느대안이더경제적인지의견을제시해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 원전수명연장을고려하지않을경우, 경수로

106 에서 27,000t, 중수로에서 13,000t의사용후핵연료가축적될것으로예상됩니다. 상기비용을추정할때, 중수로사용후핵연료의처리 / 처분까지고려한추정치도있다면제시해주시기바랍니다. 다시말해, 다음의 2가지대안에대한비용추정결과도제시해주시기바랍니다. ( 대안1) 27,000t은 SFR+ 파이로프로세싱, 13,000t은직접처분, SFR+ 파이로프로세싱연계시스템에서최종산출되는고준위폐기물의직접처분, SFR+ 파이로프로세싱에서최종산출되는중저준위폐기물의처분, ( 대안 2) 경수로 + 중수로 40,000t 전체의직접처분. 구체적인추정치가없을경우어느대안이더경제적인지의견을제시해주시기바랍니다 경수로대비 SFR의 kw 당건설비이슈 ( 찬성측에질문 ) 2011년국회긴급토론회에서발표된반대측전문가의발표자료에따르면 kw 당건설비가 SFR의경우경수로에비해최소 11배비싸다고주장하고있습니다. 이에대한찬성측의입장은무엇입니까? 이에동의하지않는다면정량적인수치를사용해서근거를제시해주기바랍니다. 만약동의한다면, 파이로와연계된핵연료재처리라는목적말고단순히 kw 당건설비즉전기료측면에서만본다면 SFR보다는경수로원전을건설하는것이더경제적이라고보는것인지의견을제시하기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 2011년국회긴급토론회에서발표된반대측전문가의발표자료에따르면 kw 당건설비가 SFR의경우경수로에비해최소 11배비싸다고주장하고있습니다. 이에대한정량적인수치를사용해서근거를제시해주기바랍니다 파이로 -SFR 상용화후구체적인규모에대한질문 ( 찬성측에질문 ) SFR- 파이로프로세싱기술이상용화된다면, 경

107 수로, SFR, 파이로프로세싱시설로구성된전체순환구조에서 SFR 1기의발전용량, 총필요 SFR 기수, 파이로프로세싱시설의필요규모는얼마입니까? ( 반대측에질문 ) SFR-파이로프로세싱기술이상용화된다면, 경수로, SFR, 파이로프로세싱시설로구성된전체순환구조에서 SFR 1기의발전용량, 총필요 SFR 기수, 파이로프로세싱시설의필요규모는얼마입니까? 3-4. 상용화이후발전원가, 비중및장기계획 ( 찬성측에질문 ) 상용화이후 SFR로부터생산되는전력의발전원가추정결과와전체발전에서차지하는비중에대한장기계획은무엇인지설명해주시기바랍니다 원형로및상용로건설비용 ( 찬성측에질문 ) 150 MWe 규모의 SFR 원형로와파이로프로세싱시설의건설비용은얼마로추정하고있으며, 본격상용화이후 SFR(600 MWe 또는그이상?) 건설비용과상용파이로프로세싱시설의건설비용은얼마입니까? 이가운데 SFR 상용로건설비용은앞의관련질문, 경수로대비 SFR의 kw당건설비 항목의답변으로갈음해도무방합니다. ( 반대측에질문 ) 150 MWe 규모의 SFR 원형로와파이로프로세싱시설의건설비용은얼마로추정하고있으며, 본격상용화이후 SFR(600 MWe 또는그이상?) 건설비용과상용파이로프로세싱시설의건설비용은대략적으로얼마정도로추산하고계십니까? 3-6. 처분해야하는고준위중저준위물질의종류와총량 ( 찬성측에질문 ) SFR- 파이로프로세싱연계시스템의모든물질 순환구조에서, 최종적으로직접처분 ( 또는폐기 ) 해야하는고준

108 위뿐아니라중저준위물질의종류와총량은어떠합니까? 그것들의처분및처리비용은어떠합니까? 예를들어, 파이로프로세싱에사용되는용융염은영구적으로사용할수있습니까, 아니면주기적으로교환해야합니까? ( 반대측에질문 ) SFR-파이로프로세싱연계시스템의모든물질순환구조에서, 최종적으로직접처분 ( 또는폐기 ) 해야하는고준위뿐아니라중저준위물질의종류와총량은어떠합니까? 그것들의처분및처리비용은어떠합니까? 예를들어, 파이로프로세싱에사용되는용융염은영구적으로사용할수있습니까, 아니면주기적으로교환해야합니까? 3-7. SFR에서나오는사용후핵연료의양및처리방안 ( 찬성측에질문 ) SFR상용로가건설되고성공적으로가동된다는가정하에서 SFR 자체에서나오는사용후핵연료는없는것인지, 나온다면그양은어느정도이고그사용후핵연료를처분하기위한비용은고려가된것인지답변바랍니다 파이로프로세싱시설의부산물총량및비용에대한질문 ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱시설에서가스, 분진그밖의다양한형태의부수적인산출물의종류는무엇이고총량은얼마나되는지예측한결과가있는지설명해주시기바랍니다. 또한, 부수적인산출물의처분및처리비용은별도로필요합니까, 아니면전체시설운영비용에포함되어있습니까? 별도로필요하다면필요비용은얼마입니까? ( 반대측에질문 ) 파이로프로세싱시설에서가스, 분진그밖의다양한형태의부수적인산출물의종류와총량에대해서예측한결과가있는지설명해주시기바랍니다. 또한, 부수적인산출물의처분및처리비용은별도로필요합니까?

109 3-9. 직접처분, 파이로프로세싱등사용후핵연료처리 / 처분과관련한대안사이의경제성분석 ( 찬성측에질문 ) 직접처분, 파이로프로세싱등사용후핵연료처리 / 처분과관련한대안들사이의경제성분석결과는무엇입니까? ( 반대측에질문 ) 직접처분, 파이로프로세싱등사용후핵연료처리 / 처분과관련한대안들사이의경제성분석결과는무엇입니까? SFR-파이로프로세싱이외의고속로-사용후핵연료재처리기술의다른대안여부 ( 찬성측에질문 ) SFR-파이로프로세싱이외의고속로-사용후핵연료재처리기술의다른대안은존재합니까? 예를들어, TWR (traveling wave reactor) 기술도대안으로고려할수있습니까? 그러한여러대안들사이의경제성분석결과는무엇입니까? ( 반대측에질문 ) SFR-파이로프로세싱이외의고속로-사용후핵연료재처리기술의다른대안은존재합니까? 예를들어, TWR (traveling wave reactor) 기술도대안으로고려할수있습니까? 그러한여러대안들사이의경제성분석결과는무엇입니까? 중간저장시설관련질문 ( 찬성측에질문 ) 직접처분한다하더라도처분장건설이전에중간저장시설이필요할수도있는데, SFR-파이로프로세싱연계시스템을도입한다하더라도중간저장시설을건설해야합니까? 건설해야한다면, 필요용량과비용은어떠합니까? ( 반대측에질문 ) 직접처분한다하더라도처분장건설이전에중간저장시설이필요할수도있는데, SFR-파이로프로세싱연계시스템을도입한다하더라도중간저장시설을건설해야합니까? 건설해야한다면, 필요용량과비용은어떠합니까?

110 4 원론적이슈 4-1. 정부의에너지전환계획에도불구하고사용후핵연료재처리기술인파이로프로세싱 -SFR 연구에지속적인투자를하는것에관한질의 #1 ( 찬성측에질문 ) 현재의우리나라원전은경수로와중수로원전이며, SFR은미래형원전입니다. 미래형원전이꼭필요한이유는무엇입니까? 다르게말하면미래형원전을개발하는대신, 현재의경수로및중수로원전기술을계속향상시켜서사용하게될경우어떤문제가생기는것입니까? 특히에너지전환정책으로인해원전산업을축소하는방향이지속될가능성이있는현상황에서는추가원전이필요하더라도미래형원전보다는기존원전의안전성을계속높여서건설하는것이합리적이지않을까하는의견도있습니다. 다시말하면에너지전환정책에도불구하고파이로프로세싱, SFR에계속투자해야하는타당성을경제성면이나기술적면에서각각수치를제시하여대답해주시기바랍니다 정부의에너지전환계획에도불구하고사용후핵연료재처리기술인파이로프로세싱 -SFR 연구에지속적인투자를하는것에관한질의 #2 ( 찬성측에질문 ) 원전을완전폐기하더라도앞으로 50년후에종료될사항이므로재처리를통한폐기물관리 / 처리는중요한사항입니다. 해결방법으로파이로공정과 SFR이유일한대안으로서지난 10여년간투자가이루어져왔고연구성과에대한검증도원자력연구계가책임을갖고해야합니다. 연구개발의당위성은이미충분히제시된만큼지난 20년간의국내외상황, 국민의식, 환경및기술변화에따른기술적성숙도와가능성그리고연구개발목표의현실화및로드맵조정이필요하다면이에대한의견을제시해주시기바랍니다

111 4-3. 지금탈파이로를논의하는것은적절하지않고 3년뒤에탈파이로를할것이냐말것이냐를결정하는것이효율적이라는주장 ( 반대측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR 연구는 2020년까지계획되어있고그때까지의연구결과를바탕으로그연구를계속할것인지다시검토하도록계획되어있습니다. 그런데도지금당장이연구를중단하는것이합리적이라고보는근거는무엇입니까? 4-4. 파이로연구는초보단계이기때문에실현가능성을지금예측할수없다는점과기술의완성에대한불투명성 ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱만을고려하는경우이미관련기술이상당히성숙된상태로존재하는것으로판단됩니다. 찬성측의의견 (11월국회공청회의견진술서중 ) 에는이미사용후핵연료관련한파이로프로세싱은실험실규모의연구가진행되어기술성을입증하였다고하였습니다. 이는어느정도기본적인관련기술이기확보되었다고해석될수도있다고판단됩니다. 또한파이로프로세싱은연산 6천만톤의알루미늄을생산할수있는안정성과경제성이입증된기술이라고하였습니다. 이는파이로프로세싱이미래적인기술이라기보다는현재이미상용화되어활용되고있는기술이라고판단될수도있습니다. 현재사용후핵연료이외의금속관련파이로프로세싱국내외기술수준은어느정도인지설명해주시기바랍니다. ( 찬성측에질문 ) 만약알루미늄등의금속관련파이로프로세싱기술이국내에있고이를충분히활용할수있다면현재원자력연구원에서진행하고있는파이로프로세싱기술의차이점과독창성은무엇인지그리고지난연구기간을통하여확보한파이로프로세싱연구수준 ( 핵심특허확보, 노하우, 처리량등 ) 이어느정도인지근거자료를제출해주기바랍니다. 지금의연구비수준대비현재확보된그리고향후 3년뒤에확보될수있

112 는기술적지표제시도필요합니다. ( 반대측에질문 ) 파이로프로세싱의국내 / 외기술수준자료가있다면제공해주기바랍니다. 파이로프로세싱을이용한사용후핵연료처리와기존금속전해환원및전해회수기술간의기술적차이가있는지, 있다면현재투입되고있는연구비수준이적정한지에대한의견을제시해주기바랍니다 왜파이로공정을해야되느냐? ( 찬성측에질문 ) 1) 퓨렉스 ( 습식재처리 ) 와파이로 ( 건식재처리 ) 의기술적인차이는핵확산의문제가있는플루토늄외에다른문제점은없는지답변을제시해주시기바랍니다. 2) 공정중에고준위, 중준위핵위험부산물 ( 용매등 ) 이생산되는양은어떤지요? 3) 파이로공정의용도나목적은 SFR 외에다른공정은없는지요? 예를들어파이로공정을거친후바로매장하면직접처분에비해독성의강도와반감기가줄어든다든지등입니다. 4) 파이로공정만의기술적인중요성과가치를과학적인근거를통해입증해서설명해주시기바랍니다 사용후핵연료에서플루토늄을제거하지않는것은후대에지구적인재앙을초래한다는것이사용후핵연료재처리기술을반대하는논리가되는지? ( 반대측에질문 ) 사용후핵연료에플루토늄이포함되는것은파이로공정과 SFR을하지않더라도원자력발전이가지는한계입니다. 그러므로이는원자력발전반대의이유는될수있으나파이로공정과 SFR을반대하는사유로는적절하지않다고봅니다. 파이로공정과 SFR를통해서플루토늄의양이증가하는것은아니기때문입니다. 이에대한의견을제시해주시기바랍니다

113 4-7. 고속로기술. 소듐원전뿐만아니라납으로냉각하는더안전한임계식원전, 토륨을사용하면불과수기로이문제를단기간에해결할수있는획기적인기술이맞는지? ( 찬성측에질문 ) 1) 국내 / 외에서 (1) 소듐냉각고속로원전 (2) 납냉각고속로원전 (3) 토륨원전 (4) TWR의연구개발현황에대한자료가필요하며, 기술적으로각방식에대한장단점을객관적인자료를통해설명이필요합니다. 2) 현재어느방식도상용화에이르지못한바, 현재 SFR에만집중하는것은위험하지않은지이에대한설명이필요합니다. 3) 각방식에서연료의공급은각각어떻게이루어지고핵폐기물의양과독성등은기존의경수로 / 중수로방식과어떻게다른지자료가필요합니다. 4) 각방식들이기존의원전이감당하던설비기준 / 발전기준전력생산량을감당할수있으려면어느정도의신규원전의규모 ( 비용, 부지, 기간 ) 가필요한지자료가필요합니다. ( 반대측에질문 ) 1) 국내 / 외에서 (1) 소듐냉각고속로원전 (2) 납냉각고속로원전 (3) 토륨원전 (4) TWR의연구개발현황에대한자료가필요하며, 기술적으로각방식에대한장단점을객관적인자료를통해설명이필요합니다. 2) 현재어느방식도상용화에이르지못한바 1개의방식에만집중하는것은위험하지않은지이에대한설명이필요합니다. 3) 각방식에서연료의공급은각각어떻게이루어지고핵폐기물의양과독성등은기존의경수로 / 중수로방식과어떻게다른지자료가필요합니다. 4) 각방식들이기존의원전이감당하던설비기준 / 발전기준전력생산량을감당할수있으려면어느정도의신규원전의규모 ( 비용, 부지, 기간 ) 가필요한지자료가필요합니다. 사용후핵연료재처리기술개발의필요성이전혀없다면본질문은생략합니다

114 4-8. 납고속로는굉장한부식력이있기때문에배관의부식문제가생기고, 납 비스무스가폴로늄이라는독성기체를발생시킨다는주장 ( 찬성측에질문 ) 납 (Pb) 고속로에는필연적으로비스무스 (Bi) 가불순물로포함되는것인지? 납고속로에서의방사능에의한변성및폴로늄 (Po) 생성과정을과학적인근거를통해설명해주시기바랍니다. 소듐고속로에서는이러한핵반응에의한변성내용이어떤지설명해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 납 (Pb) 고속로에는필연적으로비스무스 (Bi) 가불순물로포함되는것인지? 납고속로에서의방사능에의한변성및폴로늄 (Po) 생성과정을과학적인근거를통해설명해주시기바랍니다. 소듐냉각고속로에서는이러한핵반응에의한변성내용이어떤지설명해주시기바랍니다 파이로를거치지않고직접처분할경우예상되는가장큰문제는? ( 찬성측에질문 ) 1) 파이로공정은경수로폐기물만을처리하는기술인지설명해주시기바랍니다. 2) 중수로폐기물에대해서는직접처분외에는독성과부피를줄이기위한다른방법은없는지설명해주시기바랍니다. 3) 파이로공정을도입하지않으면직접처분을하기위한공간은계속확보가가능한지설명해주시기바랍니다. 4) 파이로공정을반대하는의견은원자력발전을완전히종료하자는의견과같은의미인지설명해주시기바랍니다. 5) 파이로 +SFR을하지않고직접처분할경우어떤문제점이있는것입니까? 현재까지의토론회등에서나온의견으로는처분량이너무많다는것, 반감기가 10만년이라너무길다는것, 500미터에묻어놓으면향후도굴기술등의발전등등으로도굴될가능성을배제하기힘들다는점등이거론되었습니다. 처분량이많다는이슈에대해서는일단여기에서는제외하겠습니다. 파이로 +SFR에는 2050년이후상용화및실

115 제건설과운용에소요될예산은천문학적인데차라리그비용을 500미터보다더안전한장소를확보하고 10만년이상안전할수있는시스템을개발하는연구에사용하는것에대해서는어떻게생각합니까? 이대안대비성공가능성이불투명한파이로프로세싱-SFR 연구에투자해야할타당성에대해서구체적인수치로답변해주십시오. ( 반대측에질문 ) 1) 파이로공정은경수로폐기물만을처리하는기술인지설명해주시기바랍니다. 2) 중수로폐기물에대해서는직접처분외에는독성과부피를줄이기위한다른방법은없는지설명해주시기바랍니다. 3) 파이로공정을도입하지않으면직접처분을하기위한공간은계속확보가가능한지설명해주시기바랍니다. 4) 파이로공정을반대하는의견은원자력발전을완전히종료하자는의견과같은의미인지설명해주시기바랍니다 직접처분시, 처분장면적을둘러싼사실관계 ( 찬성측에질문 ) 11월 7일국회에서진행될공청회시발언 ( 혹은국회공청회의견진술자료 ) 에따르면파이로공정없이직접처분할경우아래와같이발언하였습니다. 즉 그런데지난 10월 14일신고리 5.6호기공론화시민대표참여단종합토론회에서 KAERI측발표내용에따르면, 신고리 5, 6호기건설되더라도전체사용후발생량은약 38,000톤으로하나의국내부지에처분가능하다고밝히고있습니다. 즉 KAERI의처분연구결과인지하 500m 이하약 4 km 2 암반층에국내사용후핵연료전량이처분가능하다는의미다 라고주장하였습니다. 이주장이사실인지, 사실이아니라면어떤부분이사실이아닌지밝혀주기바랍니다. 또한사실이라면반대측전문가가직접처분을주장하는것도타당성이있다고보이는데이부분에대한찬성측

116 입장을정량적인수치와함께밝혀주기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 11월 7일국회에서진행될공청회시발언 ( 혹은국회공청회의견진술자료 ) 에따르면파이로공정없이직접처분할경우아래와같이발언하였습니다. 즉 그런데지난 10월 14일신고리 5.6호기공론화시민대표참여단종합토론회에서 KAERI측발표내용에따르면, 신고리 5, 6호기건설되더라도전체사용후발생량은약 38,000톤으로하나의국내부지에처분가능하다고밝히고있습니다. 즉 KAERI의처분연구결과인지하 500m 이하약 4 km 2 암반층에국내사용후핵연료전량이처분가능하다는의미다 라고주장하였습니다. 4 km 2 부지면충분하다고했는데이수치에대한구체적인근거를제시해주기바랍니다. 또한파이로 +SRF의비용이직접처분보다더많이들것이라고주장했는데이에대한구체적인수치를제시해주기바랍니다. 5 한미공동연구분야 5-1. 한미공동연구진행사항점검 ( 찬성측에질문 ) 미국아이다호국립연구소와공동으로연구를수행하기로하였는데, 당초에는경수로사용후핵연료를사용하는것으로계획했지만, 실제로는 MOX를사용한이유에대해서자세하게설명해주시기바랍니다. ( 찬성측에질문 ) 미국아이다호국립연구소등은여러가지기술적인옵션에대한연구를동시에진행중이고그중하나의연구주제로파이로프로세싱을연구하고있는데, 우리나라에서는오직파이로프로세싱만채택하여추진하는이유를설명해주시기바랍니다

117 ( 찬성측에질문 ) 한미공동연구의현재진행상황은무엇이문제점 이며, KPI/FPI 누구인지, MOU 는실존하고있는지등등의세부사 항에대해서명확하게제시해주시기바랍니다 한미공동연구가미치는한미협력및국내외영향 ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR 연구중단혹은규모축소시원자력관련연구및사업에대한한미협력 ( 외교적문제 ) 에미치는영향을제시해주시기바랍니다. ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR 연구가계속진행될경우, 앞으로 3년후평가시미국의핵비확산정책측면에서파이로프로세싱-SFR 공정에대해서동의할가능성이얼마나된다고판단하시는지, 또는동의하지아니할경우에대한대책을제시해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR 연구중단혹은규모축소시원자력관련연구및사업에대한한미간협력 ( 외교적문제 ) 에미치는영향을제시해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 원자력연구개발사업비중 70% 를차지하는파이로프로세싱-SFR 연구중단시한미국제공동연구및기타사업에대한협조에부정적으로미칠경우에도국내에관련연구및사업에미치는영향은없습니까? 이영향에구체적근거를제시해주시기바랍니다 미국및국제사용후핵연료재처리기술연구동향 ( 찬성측에질문 ) 최근 20년간미국내사용후핵연료재처리연구동향과주요지원기관별예산현황은? 확보할수있는기간이짧다면동사항을병기해주시기바랍니다. ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱및 SFR 관련해서최근 5년간국내 / 외학술지및특허목록을제시해주시기바랍니다. 국내

118 연구진실적은별도로표기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 사용후핵연료재처리기술에대한연구가혹시필요하다면, 반대측에서생각하는바람직한사용후핵연료재처리기술의예를들어주시기바랍니다. 6 해외사례분야 6-1. 러시아에서이미실증로형태로거의성공한사실이있다는주장 ( 찬성측에질문 ) 러시아실증로의운영상황에대한자료를제시해주시기바라며, 현재연구진행상황을근거자료를가지고설명해주시기바랍니다. ( 예 : 사양, 발전량, 경제성, 환경문제, 기술적문제점등 ) 6-2. 다국적으로재활용처리를하면좋은데그렇지못할경우에우리나라가막대한돈을들여서재처리기술개발을추진해야하는가? 사용후핵연료문제는전세계적인문제이므로대응방안에대한 R&D는필요하다. 그런데그 R&D를한정된경제력과한정된 R&D 역량을가진우리나라가선도적으로해야되는것인가? 경제적실익이있는가? ( 찬성측에질문 ) 위사항과관련하여, 우리나라가선도적으로재처리기술을개발해야하는이유를구체적으로설명해주시기바랍니다 소듐냉각고속로가 60년간 100조원투입하고성공사례가전무하고그래서실패한사업이라는주장 ( 반대측에질문 ) 현재까지 29기의고속로가미국, 영국, 프랑스, 독일, 일본, 인도, 러시아등에서운영된경험이있고, 현재도 7기

119 ( 실험로 4기, 원형로 2기, 실증로 1기 ) 가운영중이라는데, 성공사례가전무하다고주장하는이유는무엇입니까? 정확한사실과문헌자료에근거하여답변해주시기바랍니다. ( 찬성측에질문 ) 연구개발과관련해서는기술적및경제적불확실성을고려한의사결정 ( 옵션을고려한의사결정 ) 이필요합니다. 지금으로부터 30년후기술적 ( 안전문제포함 ), 경제적 ( 사용후핵연료처리 / 처분 + 폐로비용포함발전단가 ) 으로파이로프로세싱-SFR 시스템이성공할것으로예상합니까또는실패할것으로예상합니까? 기술, 경제항목별로상세히근거를제시해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 연구개발과관련해서는기술적및경제적불확실성을고려한의사결정 ( 옵션을고려한의사결정 ) 이필요합니다. 지금으로부터 30년후기술적 ( 안전문제포함 ), 경제적 ( 사용후핵연료처리 / 처분 + 폐로비용포함발전단가 ) 으로파이로프로세싱-SFR 시스템이성공할것으로예상합니까또는실패할것으로예상합니까? 기술, 경제항목별로상세히근거를제시해주시기바랍니다 영국은원전복귀와함께사용후핵연료재활용방향을확고히하고있으며, 미국은유카산사업이중단된후사용후핵연료재활용이재조명되고있다는주장 ( 찬성측에질문 ) 사용후핵연료를재활용하는것은전세계많은나라들이지향하는정책인지? 영국의원전복귀와재활용정책을확고히한다는것에대한자료를제시해주십시오. 그외미국에서사용후핵연료재활용을재조명한다는것에대한증빙자료를제시해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 사용후핵연료를재활용하는것을포기하고직접처분하는방향이세계많은나라들이지향하는정책인지? 만일

120 그렇다면입증할만한구체적자료를제시해주시기바랍니다. ( 찬성측에질문 ) 직접처분을하더라도, 영구폐기를지향하는가, 또는언젠가재활용할수있는여지를남겨두는가에따라기술성, 경제성, 핵비확산성이슈가달리제기될수있습니다. 어떤것을지향하는것이바람직하다고판단하는지근거 ( 기술, 경제, 핵비확산성 ) 와함께구체적으로답변해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 직접처분에도영구폐기를지향하는가, 또는언젠가재활용될여지를남겨두는가에따라기술성, 경제성, 핵비확산성이슈가달리제기될수있습니다. 어떤것을지향하는것이바람직하다고판단하는지근거 ( 기술, 경제, 핵비확산성 ) 와함께구체적으로답변해주시기바랍니다. 7 기타사항 7-1. 파이로프로세싱-SFR 이외의다른대안에대한 R&D 지원대책 ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR 연구가현재우리나라에서할수있는원전관련 R&D 중에서가장최선책이라고생각하는지? 만일그렇다면그이유는무엇인지밝혀주십시오. ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR에소요되는연구비를그대로 KAERI에서다른 R&D에사용할수있다고가정할경우, 다른대안 ( 가령연구주제등 ) 은무엇인지설명해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 만약파이로프로세싱-SFR 연구를중단한다면, 대안은무엇인지요? 다른더좋은 R&D 대안이있기때문에반대를하는것인지, 아니면원전과관련된 R&D 전반에대해서총체적으로반대를하는것인지구체적으로밝혀주십시오. ( 반대측에질문 ) 국내에서핵재처리기술관련연구및연구인력은국내에서불허하는입장입니까? 만일그렇다면, 추후핵재

121 처리기술이필요할경우에대한대책에대해설명해주시기바 랍니다 미래형원자로에대한방향 ( 로드맵 ) 재검토필요성에대한질의 ( 환경변화반영및대안제시고려 ) ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR 사업은미래형원자로를향한로드맵상에있는것으로알고있습니다. 이연구를처음시작할때와작금의에너지전환정책등외부환경변화를고려할때, 이로드맵을재검토할필요는없는지에대한의견을제시해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 원자력에너지발전및관련연구사업 ( 증식로및융합로연구사업, 핵연료폐기물처리기술사업, 기타원자력관련기술사업등 ) 에대한반대측의견은무엇입니까? 찬성또는반대의견에대한이유를구체적으로설명해주시고그에대한근거자료를인용해주시기바랍니다 경수로 / 중수로현기술의지속성 ( 찬성측에질문 ) 현재우리나라원전은경수로와중수로원전이주를이루고있으며, SFR은미래형원전입니다. 미래형원전연구개발이꼭필요한이유는무엇입니까? 다르게말하면, 미래형원전을개발하지않고현재의경수로 / 중수로원전기술을계속향상시켜사용할경우어떤문제가생기는것입니까? 경제성측면이나기술적측면에서각각수치를제시하여대답해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 경수로 / 중수로등현재원자력발전기술과관련된국내산업계및연구계의국제적연구수준에대한반대측의평가의견과그의견에대한근거를구체적으로제시해주시기바랍니다

122 7-4. 연구성과의타분야활용가능성및부수적효과 ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR 연구가원래계획했던소기의목적을달성하지못할경우, 그간의연구성과가타분야에활용될가능성이있거나부수적인효과를기대할수있는점이있으면구체적인예를가능한많이제시해주기바랍니다 예산구조조정으로인한연구역량및연구인력영향및대안 ( 찬성측에질문 ) 18년예산은원래예산보다삭감되어있는상황이고그이후의예산상황도보장되어있지않는상황입니다. 만약파이로프로세싱-SFR 연구가완전중단된다면 KAERI 측의대안은무엇입니까? 특히연구역량및연구인력측면에서의영향및대안에대해서구체적으로제시해주기바랍니다. ( 찬성측에질문 ) 당초계획에따르면, 파이로프로세싱-SFR 연구는 2020년까지계획되어있고그때까지의연구결과를바탕으로연구를계속할것인지다시검토하도록되어있습니다. 계획에따라파이로프로세싱-SFR 연구가계속되더라도 2020년에단계평가를통해연구중단이결정될가능성도있는데, 이에대한대비책은무엇인지요? 즉, 파이로프로세싱-SFR 연구에투입되어온연구인력의재배치문제에대해설명해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 만약파이로프로세싱-SFR 연구가완전중단된다면관련연구역량및연구인력영향에대한의견및구체적대책을제시해주시기바랍니다 장수명핵종의안정또는단수명핵종으로의변환및소멸에대한대안 ( 찬성측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR 연구가중단될경우, 장수명핵종의안정또는단수명핵종으로의변환및소멸에대한대안은없는지답변바랍니다. 2010년프레시안에기고된글

123 에는고속로대신레이저및가속기의개발에집중적으로 R&D 투자가이루어져야한다고주장하고있습니다. 이에대한의견을구체적으로제시해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 파이로프로세싱-SFR 연구가중단될경우, 장수명핵종의안정또는단수명핵종으로의변환및소멸에대한대안은없는지답변바랍니다. 2010년프레시안에기고된글에는고속로대신레이저및가속기의개발에집중적으로 R&D 투자가이루어져야한다고주장하고있습니다. 이에대한의견을구체적으로제시해주시기바랍니다 최종처리장기간문제 ( 찬성측에질문 ) 2013년프레시안기고문에따르면직접처분을하든재처리를하든결국최종처리장은반드시필요하다는점을강조하며, 최소 10만년간사용후핵연료를보관할장소가필요하다고주장하고있습니다. 이는파이로프로세싱을통해 300 년수준으로기간을줄일수있다는주장과상반됩니다. 이에대해구체적인수치를통한반론이가능하다면제시해주시기바랍니다. ( 반대측에질문 ) 2013년프레시안기고문에따르면직접처분을하든재처리를하든결국최종처리장은반드시필요하다는점을강조하며, 최소 10만년간사용후핵연료를보관할장소가필요하다고주장하고있습니다. 이는파이로프로세싱을통해 300 년수준으로기간을줄일수있다는주장과상반됩니다. 이에대해구체적인수치를제시해주시기바랍니다 파이로프로세싱 -SFR 연구가에너지전환정책을가속화시키는방 식으로서의대안이될가능성 ( 찬성측에질문 ) 원래계획했던영구주기로서의파이로프로세싱

124 -SFR이아니라영구탈원전주기를앞당기기위한방식으로사용후핵연료를다태워버리는방식으로서사용할가능성 ( 약간의설계변경을통해 ) 에대해서의견을제시해주십시오. ( 반대측에질문 ) 원래계획했던영구주기로서의파이로프로세싱 -SFR이아니라영구탈원전주기를앞당기기위한방식으로사용후핵연료를다태워버리는방식으로서사용할가능성 ( 약간의설계변경을통해 ) 에대해서의견을제시해주십시오

125 사용후핵연료처리기술에대한서면질의서 (2 차 ) 사용후핵연료처리기술연구개발사업재검토위원회

126 1. 핵비확산성의문제핵비확산성의문제가우선정리되어야한다. 2009년미국의국립연구소들은파이로프로세싱을포함한여러핵연료재처리방법을검토한결과이러한것들이기존의습식재처리 (PUREX) 에비해핵확산위험을줄이는데아주미미한개선을보였고, 그미미한개선마저도 non-state actors에게만해당된다고결론을내렸다. 따라서이에대하여파이로프로세싱찬성진영에서구체적으로반박하지못한다면, 아무리경제성과안전성을얘기해봐야무용지물이다. 즉우리나라입장에서보면 NPT를탈퇴하지않고서는해당기술을상용화하는것은물론연구개발을정상적으로수행하는것조차불가능하다는결론에도달한다. 다음은보고서원문의결론부분이다. This evaluation found only a modest improvement in reducing proliferation risk over existing PUREX technologies, and these modest improvements apply primarily for non-state actors. This study reinforces the importance (1) limiting reprocessing activities to a small number of states with strong nonproliferation credentials and (2) developing effective and transparent international safeguards for any reprocessing technologies selected for use in a comprehensive program. 1) 파이로프로세싱이핵비확산의효과가미미하다는첨부 1. 의결론에대해서원자력연구원 ( 또는파이로프로세싱추진진영 ) 은어떤반론을제기할수있는지? 2) Pu 추출이근원적으로불가능하다는것을기술적으로입증할수있는가? ( 이것을입증하지못하면핵비확산성에대한것을넘기어려울것임 ) 3) 2020년까지핵비확산성의문제를해결할수있다고주장하고있는데, 어떤방법으로가능한지? 참고로항간에떠돌기로, 기술적으로는핵비확산성을보증하지못하기때문에미국 ( 또는 IAEA) 이직접시설을관리하는방식 에대해서언급하기도하는데이것은한국이배제됨을기정사실화하는것이기때문에대안이될수없음

127 2. 한미공동연구의한계파이로프로세싱은위와같이이미핵비확산성을담보하지못하기때문에, 한미공동연구를하더라도주요공정 ( 전해정련, 전해제련등 ) 의대부분은한국연구진의참여가근원적으로배제되어있다고알려져있다. 결국기술이개발완료되고경제성과안전성에대한타당성이통과된다고가정하더라도, 그핵심기술은한국이소유할수없고, 한미공동연구임에도불구하고, 공유조차할수없다는것은충분히예측가능하다. 그래서지난국정감사에서모의원이 파이로프로세싱연구는미국의호구역할만하고있다 고맹비난한것도과장된표현이아닐것이다. 1) 파이로프로세싱과관련된모든기술, 특히전해정련, 전해제련, TRU 핵연료제조등의핵심기술이 100% 한국으로이전또는공유가능한가? 아니면전체공정중에한국으로이전또는공유가능한기술은몇 % 정도이며, 어떤공정의어떤종류의기술인가? 2) 파이로프로세싱과고속로에대한실증계획을살펴보면, 상용화를목표로하고있다는것을쉽게예상할수있다. 그렇다면한미공동연구과정에서개발된기술의소유권과관련하여어떤내용으로계약을맺었는지, 계약사항이공개되어야한다. 공개적으로밝힐수없다면존재하는지여부정도는확인되어야한다. 왜냐하면기술에대한소유권조차명확하게하지않으면서실증시설을전액국민의세금으로 3조 6천억을들여건설하겠다는발상은범죄에가까운행위라고할수있다. 3) 핵심공정은미국에서만가능하기때문에실제한국에서는모의핵연료를이용하여한두번정도실험한것밖에없어서, 도대체연구개발비용은어디에썼는지모르겠다. 는의혹을시민단체들이제기해왔다. 이런의혹을불식하기위해서는, 한국 ( 원자력연구원 ) 이독자적으로수행한실험은어떤것들이있는지, 그실험은어떤공정에해당되는지, 그리고기술적수준은어느정도인지, 지금까지의실험한내용을제시해서한국에서도독자적으로연구가이루어졌음을입증할필요가있다. 파이로프로세싱과관련한연구내용을공개하라고요구할때, 한미협정,

128 보안등을이유로공개하지않는데, 그렇다면공개하지않아도되는사유를밝혀야할것임. 한국원자력연구원이매번이런핑계로핵심적인질문을피해왔음 3. 파이로프로세싱의기술개발수준의문제 파이로프로세싱에대한핵비확산성의문제가해결이되지않는다면기술개발의상용화수준을따지는것은무의미하다. 다음에언급하는모든질문은핵비확산성의문제가해결됐다고가정한질문들이다. 정부는 30톤 /yr 규모의파이로프로세싱실증시설을계획한바있다. 그러나파이로프로세싱은아직상용화를하기에는기술적으로경제적으로많이부족하다는주장이있는데, 이에대한해명이필요하다. 1) 파이로프로세싱한미공동연구를하고있는미국 INL(Idaho National Lab) 의기술은현재어떤규모인가? 예를들면? 톤 /yr, 공정마다기술적완성도가다르다고알려져있는데공정별로밝혀주기바란다. 2) 현재기술로 30톤 /yr로규모의파이로프로세싱시설을설계할수있는가? ( 시설규모를증가시켜설계할때는타당성평가를위해합리적인계산근거가필요하다. 설계에사용했던자료로입증해주기바람 ) 3) INL은 1년에 5톤을해결하겠다고약속했지만, 1년에평균 0.25톤정도밖에처리를하지못했다. 실제로파이로프로세싱이연구자들이주장하는것과다르게예상치못한문제점들이발생한다는증거이다. 이러한문제는왜발생했고, 이러한문제들은어떻게처리했는지? 또한비용과폐기물이예상보다훨씬많이나왔는데, 구체적인자료와이에대한해명이필요하다. 4. 파이로프로세싱의기술개발기획의문제정부는 `16년계획되었던 10톤공학규모파이로시설건설을취소하고, 바로 `25년 30톤규모의시설건설계획 을기획하고있는데, 이에대한구체적인해명이필요하다

129 1) 현재의기술력과안전성등을고려해볼때, 10톤공학규모의시설도쉽지않을것이라예상되는데, 30톤규모의실증시설을건설한다는기획이과연적절한것인지를객관성있는자료로설득필요 2) 2017년국감당시유승희의원실에서과기정통부에확인한바에따르면, 상용시설에대한계획은검토한바없음 (` 질의서 ) 상용시설건설에대한구체적인실행계획을수립한것은없음 (` 질의서 ) 이라고답하고있다. 통상적으로실증이란, 말그대로, 상용시설구축을목표로거의같은용량과규모로구성해서기술적 경제적문제등을최종점검하기위한시설 인데, 파이로프로세싱이상용에대한계획수립도없이대체뭘실증한다는것인지? 3) 고속로건설에대해서는원자력안전위원회에제출할인허가계획이함께명시가되어있다. 표준설계인가신청은 2019년에건설허가신청은 2022년으로계획하고있다. 그러나파이로프로세싱시설은사용후핵연료를다루는위험시설임에도불구하고인허가계획이전혀없다. 단지 2021년기본설계를마치고 25년에완공하겠다는계획만있다. 파이로프로세싱시설은원자력안전위원회에별도의인허가신청없이도건설가능한것이라고판단하고있는지? ( 인허가절차없이해당시설을건설할수있다면관련근거를제시하기바람. TRU 연료제조시설에대해서도마찬가지임.)