원자력발전소(이하 원전)는 전기만 생산하는 게 아니다. 방사성 폐기물이라는 부산물도 쏟아낸다. '사용후핵연료'로 불리는, 방사능 수치가 가장 높은 폐연료봉부터 원전 작업자들이 사용한 장갑에 이르기까지 종류도 다양하다. 이런 방사성 폐기물들은 방사능 수치에 따라 고준위, 중준위, 저준위로 나뉘어 원전 내부에 있는 거대한 수조나 건식저장시설, 경주 방사성폐기물처분장(이하 경주 방폐장) 등에 보관한다. 잘 알려진 이야기다.

잘 알려지지 않은 이야기도 있다. 원자력연구원(이하 원연)이 방사성 폐기물의 '핵종 분석'을 잘못했다는 것이다. 지난해 10월 원연은 원자력안전법 위반 사례를 발표했다. 이중에는 지난 2015년~2017까지 경주 방폐장으로 보낸 방사성폐기물 2600드럼(200ℓ 기준) 중 40%에 달하는 945드럼의 핵종 분석에 오류가 있다는 내용도 포함됐다. 쉽게 말해, 원연이 방사성 폐기물 안에 방사선을 내뿜는 물질이 무엇이고 얼마나 들어 있는지 검사를 해왔는데 이걸 잘못했다고 인정한 것이다. 즉, 원연이 '가'라고 분석한 핵종이 나중에 확인해 보니 '나'였다는 것이다.

하지만 한병섭 원자력안전연구소장(원자력공학 박사)은 이를 두고 '진실한 고백'이 아니라고 주장한다. 핵종 분석 오류가 단순히 '가'와 '나'의 존재를 확인하고 수정하는 데 그치지 않는다는 것이다. 그 이면에는 원자력 공학의 기초를 무너뜨리고, 국민의 안전을 위협하는 진실이 감춰져 있다고 한다. 그를 만나 자세한 이야기를 들어봤다.

"원자력연구원 방사성 폐기물 분석 잘못됐다"
 

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▲  한병섭 원자력안전연구소장
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- 방사능과 방사선, 핵종의 차이는 무엇인가?
"방사능은 원자핵이 붕괴하면서 방사선을 방출하는 것을 말하는 걸로, 쉽게 말해 방사선의 세기다. 방사선은 원자핵이 다른 원자핵으로 바뀔 때 방출하는 알파(α), 베타(β), 감마(γ) 등 에너지를 말한다. 핵종은 원자의 종류를 말한다. 예를 들어 원전에서 방사능 100베크렐(Bq)이 누출됐다고 치자. 이때 '100'이 방사선의 세기로 방사능이다. 각각의 방사선 알파와 베타, 감마 등을 합친 값이다. 핵종은 방사선을 방출하는 우라늄이나 플라토늄을 말한다."

- 핵종 분석을 잘못하면, 어떤 문제가 발생하는가?
"방사선을 내뿜는 원자핵이 어떤 물질이고 얼마나 사용됐는지 모르게 돼 국민 안전이 위협받는다. 일례로 과자를 살균할 때도 방사능을 쐬는데, 핵종분석이 잘못되면 소비자가 과도하게 방사능 처리된 제품을 먹을 수도 있게 된다는 것이다.

암 치료제로 요오드 종류의 핵종을 먹기도 한다. 그런데 핵종 분석에 오류가 있으면, 0.1밀리그램(mg)을 먹어야 하는 환자가 1그램(g)을 복용하게 될 수 있다. 자칫하면 환자가 사망하게 된다. 그래서 핵종분석은 정확해야 한다는 거다.

이뿐만이 아니다. 원자력 공학의 기초도 무너진다. 원전에서 1MW의 전기를 생산하려면, 여기에 걸맞은 열이 발생해야 한다. 열은 원자핵을 태우는 양에 따라 결정된다. 그런데 핵종 분석을 잘못하면, 전기 생산에 필요한 것보다 열이 더 높거나 낮게 발생한다. 이러면 생산되는 전기가 그때그때 달라진다. 원전이 통제 불가능한 연료가 되는 것이다."

- 핵종 분석 오류와 방사성 폐기물은 어떤 관계가 있나?
"산업화의 시작은 표준이고, 표준을 만드는 건 분석이다. 원자력 공학의 기초도 핵종 분석이 정확해야 표준을 만들고 산업에도 적용할 수 있다. 방사성 폐기물의 방사능 농도도 핵종 분석을 정확하게 해야 측정할 수 있다.

문제를 하나 내겠다. 200ℓ 드럼에 방사성 폐기물이 들어 있다. 여기에 있는 방사성 폐기물의 방사능은 어떻게 측정할까? 가장 쉬운 방법은 직접 뚜껑을 열고 방사능을 측정하는 것이다. 하지만 위험 부담이 크다. 때문에 간접적으로 방사능을 측정하거나 대표 측정값을 적용하는 방식을 취하고 있다.

원자, 즉 핵종을 분석해 방사능을 간접적으로 측정하는 거다. 이를 통해 어떤 방사선이 얼마나 나오는지 알 수 있다. 핵종 분석 오류는 방사성 폐기물의 방사능 측정 오류를 뜻한다.

이게 다가 아니다. 경주 방폐장을 건설할 때, 벽의 두께와 시설의 모든 기준을 드럼에 보관된 '방사능'에 맞추어 설계했다. 핵종 분석에 오류가 있다는 건, 방사성 폐기물의 운영과 관리, 이송, 보관까지 모든 게 잘못됐다는 것을 말한다."

"경주방폐장 방사성 폐기물 전수조사 해야"

- 어떤 근거로 원자력연구원의 핵종 분석이 잘못됐다는 것인가?
"원연은 지난 2004년부터 최근까지 약 3500개의 시료를 가지고 척도인자를 개발했다. 척도인자는 그 값이 알려진 방사성 핵종의 농도를 이용해 직접 측정이 어려운 다른 미지의 핵종 농도를 유추하는 데 적용하는 핵종 간 존재비 또는 상관계수를 말한다.

예를 들어 밀폐된 용기에 쌀과 보리, 밀이 들어있다고 가정하면, 외부에선 용기 안에 뭐가 얼마나 있는지 모른다. 하지만 쌀에서 방출되는 특정한 방사선이 있다면, 용기를 열지 않아도 쌀이 있는지 확인할 수 있다. 또, 용기 안에 쌀과 보리, 밀이 반드시 일정한 비율로 있다면, 쌀에서 방출되는 방사선만 확인해도 나머지 보리와 밀이 있는지, 비율은 어떻게 되는지 추정할 수 있다. 이때 쌀과 보리, 밀의 비율을 척도인자라고 한다. 방사성 폐기물 안전 관리 기준의 중요한 잣대다.

그런데, 원연에서 척도인자를 개발하면서 작성한 자료를 확인해 보니, 분석에 상당한 오류가 있었다. 자료를 보면, 시료를 분석한 측정값이 도표에서 세 개씩 한 지점에 뭉쳐 다닌다. 이건 3개 시료를 분석한 측정값을 모두 입력했다는 걸 보여준다. 하지만 통상적으로 시료를 분석해 측정값을 입력할 때는 3개 시료를 분석한 측정값의 평균을 입력해야 한다.

또, 척도인자를 개발하기엔 시료를 분석한 측정값이 부족하다. 일반적으로 최소 30개의 시료를 분석한 측정값 중 평균 10개 값을 입력해야 한다. 하지만 원연이 도표로 만든 자료를 살펴보면, 측정값이 최소 30개는 커녕 15개 밖에 없다. 이렇게 측정값이 적으면, 척도인자를 개발할 수 없다. 수학적으론 통계를 낼 수 없는 숫자를 가지고 통계 값을 낸 것이다."

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▲  한병섭 원자력연구소장은 원자력연구원(이하 원연)이 핵종 분석한 자료에 오류가 있다고 주장한다. 통상적으로 핵종 분석을 할 때는 3개 시료의 측정해 평균값 1개를 입력해야 하는데, 3개 모두를 측정값으로 입력했다는 것이다. 이런 근거로 한 소장은 "원연이 핵종을 분석한 자료"라며 도표를 제시했다.
ⓒ 한병섭	관련사진보기

 

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▲  한병섭 원자력안전연구소장 "원연의 핵종 분석 자료를 살펴보면, 1차 연도엔 분석 측정값이 기준치보다 최대 70배 높게 측정됐다. 2차 연도에는 기준보다 6~7배 낮게 측정됐다. 3차 연도도 기준치 보다 낮게 측정됐는데, 이후에 원연이 보정했다. 이렇게 측정값이 큰 편차를 보이는 건, 분석 오류라고 밖에 볼 수 없다."
ⓒ 한병섭	관련사진보기

 
- 척도인자를 개발할 수 있는 측정값이 적다는 것만으로 핵종 분석에 오류가 있다고 할 수 있나. 더 구체적인 근거가 있는가?
"척도인자를 개발하면서 사용한 시료의 핵종 분석을 잘못했다. 앞서 말했듯이 방사선은 원자핵이 다른 원자핵으로 바뀔 때 내뿜는 알파(α), 베타(β), 감마(γ) 등의 에너지를 가리킨다. 핵종은 원자의 종류다.

알파(α)를 방출하는 핵종은 법으로 규명해야 한다. 플라토늄같이 위험한 물질이 알파(α)을 내뿜는 핵종이기 때문이다. 그런데 원연에서 분석한 자료를 보면, 알파를 내뿜는 핵종의 분석 측정값이 극과 극을 달린다.

(도표를 보여주며) 1차 연도엔 분석 측정값이 기준치보다 최대 70배 높게 측정됐다. 2차 연도에는 기준보다 6~7배 낮게 측정됐다. 3차 연도도 기준치 보다 낮게 측정됐는데, 이후에 원연이 보정했다. 하지만 이렇게 측정값이 큰 편차를 보이는 건, 분석 오류라고밖에 볼 수 없다. 시료는 아니지만 원연이 핵종 분석에 오류가 있었다고 스스로 인정하기도 했다."

- 원연이 핵종 분석 오류를 인정한 건, 2600드럼(200ℓ 기준) 중 945드럼(200ℓ 기준)뿐이다. 하지만 경주 방폐장에 보관된 방사성 폐기물은 2만 여 드럼(200ℓ 기준) 이상이다. 핵종 분석을 잘못한 방사성 폐기물이 추가로 발견될 가능성은 없는가?
"추가 조사로 경주 방폐장에 있는 2만여 드럼(200ℓ 기준)을 모두 조사해야 한다. 원연이 핵종 분석 오류를 발견한 945드럼(200ℓ 기준)은 지난 2000년도에 발생한 방사성 폐기물을 시료로 사용했다. 이때 분석한 측정값을 기준으로 방사성 폐기물을 처리했다. 근데, 40%에 해당하는 오류가 발견된 거다. 적어도 2600드럼(200ℓ 기준)은 전수조사를 해야 한다.

방사성 폐기물은 2000년 이전에도 발생했다. 하지만 2000년 이전에 발생한 방사성폐기물은 아무런 기준도 없이 드럼통에 넣고 대충 처리했다. 경주 방폐장에 보관 중인 약 2만여 드럼은 2000년 이후에 발생한 방사성 폐기물이다. 2000년 이전에 발생한 약 6~7만 드럼의 방사성폐기물은 각 원전에서 보관돼 있는데, 이건 손도 못 대고 있다. 이것도 조사해야 한다. 지금처럼 최근 3년 사이에 원연이 경주 방폐장에 보낸 2600드럼의 방사성폐기물만 조사해선 안 된다."

- 한수원과 원연, 원안위는 핵종 분석을 '보수적'으로 적용해서 문제가 없다고 한다. 어떻게 생각하는가?
"말은 바로 하자. 분석은 정확하게 하고, 적용을 보수적으로 했다면 말이 된다. 분석을 보수적으로 했다는 말은 거짓말이다. 예를 들어 내 몸무게를 쟀는데, 100kg이 나왔다. 근데, '보수적'으로 계산해서 95kg 또는 105kg 나왔다고 하면 말이 되는가. 체중계에 표시된 정확한 무게를 기록해야 하는 것이다. 보수적으로 분석했다는 말은 정확한 분석이 아니라고 스스로 인정하는 것이다.

경주 방폐장 지하동굴에는 상대적으로 방사능 수치가 높은 중준위 폐기물을 보관해야 한다. 지상에는 작업자가 사용한 장갑이나 작업복 등 방사능이 낮은 저준위 폐기물들을 보관해야 한다.

하지만 한수원과 원연에 물으니 '방사능이 낮은 저준위를 지하동굴에 보관하고 있으니 문제가 없다'고 주장한다. 방사능이 상대적으로 높은 중준위 폐기물이 들어갈 자리에 저준위 폐기물이 들어가 있는 것이다. 이렇게 되면 나중에 중준위 폐기물을 보관할 공간이 없어지게 된다. 그럼 어떻게 될까. 다른 곳에 또 방폐장을 만들어야 한다고 말할 것이다.

경주 방폐장을 짓는데 1조 5000억 원 이상이 사용됐다. 이 과정에서 발생한 사회 갈등은 돈으로 따질 수도 없다. 무엇보다 금고를 만들어 놓고 코 푼 휴지만 잔뜩 집어넣고선 안전하다고 말하는 격이다. 나중에 진짜 귀중품을 넣을 곳이 없어지게 된다."

경주 방폐장은 원전과 병원 방사능 시설 등에서 사용한 장갑이나 부품 등 방사성 물질 함유량이 적은 중저준위 폐기물을 처분하는 시설이다. 지난 2015년 1조 5436억 원을 들여 건설됐으며, 최대 10만 드럼의 중저준위 폐기물을 저장할 수 있는 규모다.

"다른 원전도 위험하다"
  

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▲ 경주 방폐장 경주 방폐장의 하역동굴 모습
ⓒ 한국원자력환경공단	관련사진보기

- 경주 방폐장에 있는 방사성 폐기물의 핵종 분석이 잘못됐다면, 다른 원전에서 방출하는 방사성 폐기물은 안전할까. 박재호 더불어민주당 의원이 지난 2016년 한수원에서 제출받은 자료에 따르면, 12년간(2004~2015년) 각 원전에서 대기나 바다로 배출한 방사성 폐기물의 방사선량이 6739조 베크렐(Bq)이라고 한다. 
"핵종 분석에 오류가 있다면, 다른 원전에서 발생하는 방사성 폐기물의 핵종 분석도 잘못될 수 있다. 왜냐면 핵종 분석은 각 원전에서 하는 게 아니라 원연에서 연구하는 것이다. 각 원전에서 경주 방폐장으로 보내는 방사성 폐기물도 원연에서 연구한 핵종 분석을 토대로 한다. 각 원전에서 대기나 바다로 방사성 폐기물을 배출할 때도 방사능 농도를 측정해서 기준에 어긋나지 않게 해야 한다. 

예를 들어 진한 커피에 물을 타서 희석하면 색깔과 맛이 달라진다. 물의 양에 따라서 커피 색이 연해지고 맛도 싱거워진다. 각 원전에서 배출하는 방사성 폐기물도 이런 식으로 대기와 바다로 배출한다. 그렇다면, 방사성 폐기물의 종류와 농도를 알 수 있는 가장 기초가 되는 핵종 분석을 정확하게 해야 한다. 그렇지 않으면, 위험한 우라늄이나 플라토늄같은 위험한 핵종이 고농도로 배출될 수 있다."

- 대책은 무엇인가?
"국가 연구기관도 3자 검증을 해야 한다. 해외 여러 나라들은 국가 연구기관도 3자 검증을 하고 있다. 하지만 우리나라는 없다. 우리 국가 기관도 끊임없이 자기 검증을 해야 하고, 교차 검증으로 신뢰성을 확보해야 한다.

예를 들면, 외국에 어떤 제품을 수출하고자 한다. 우리나라에선 'KS' 마크가 있으면, 믿을 수 있는 제품이라고 생각한다. 하지만 외국 업체가 우리나라에서 만든 제품을 수입한다면, 'KS' 마크가 붙어 있어도 신뢰하기 힘들다. 유럽 사람들이 제품에 'KS' 마크가 있다고 신뢰하고 구입하지는 않듯이 말이다. 그래서 국제 공인인증기관을 통해 인증을 받는 방식으로 3자 검증을 한다. 독일 글로벌 기술인증기업 TUV 라인란드(TUV Rheinland), 스위스에 본사를 둔 세계 최대 글로벌 인증 전문기관인 SGS(Société Générale de Surveillance) 등이 여기에 속한다. 국내로 들어오는 제품들도 이렇게 3자 검증을 통해 수입하고 있다.

지난 40년간 우리나라 원전은 우리끼리 검증해 왔다. 연구자들도 틀릴 수 있는데, 교차 검증 없이 안일하게 해 왔다. 그 결과, 원자력 공학의 기초가 무너지고, 국민안전을 위협하는 일이 벌어졌다."

- 끝으로 하고 싶은 말은?
"정말 화가 나는 건, 대책을 말해줬는데도 한수원이나 원연, 원안위가 가만히 있는 것이다. 지금까지 원연에서 3500개의 방사성 폐기물 시료를 가지고 핵종 분석을 했다고 한다. 근데, 이 시료를 누가 분석했는지 확인할 수 있는 자료가 없다. 킨스(KINS 한국안전기술원)도 원연이 방사성 폐기물 시료를 가지고 핵종 분석할 수 있도록 허가를 해주면서 이런 기초자료도 확인하지 않았다.

그래서다. 이들 기관에 3500개 시료 분석한 게 '다 사기다'라고 비판해도 할 말이 없을 정도로 무책임하게 일을 해왔다. 하다못해 은행도 전표는 모아놓는다. 방사성 폐기물 시료 1개를 핵종 분석하는데 400만 원이 든다. 천문학적인 세금을 들여 연구했는데, 기초 자료의 원본이 없다. 원자력계의 안일함과 도덕 불감증이 세금 낭비로 이어졌고, 결국 국민의 안전을 위협하고 있는 꼴이다."
 

원연 "협의 및 승인 과정 거쳤다"... 한수원·원안위 "규정에 맞게 처리했다"

한 소장의 주장에 대해 원연은 "원전 중저준위 폐기물 시료 자체의 불균질성 등 다양한 이유로 방사성폐기물 내 알파 핵종 농도의 편차는 상당히 크다"라며 "원안위 고시(제2017-65호)에 명시된 모든 알파 방사능 분석법은 이러한 미량의 방사능 측정불확도(측정 결괏값에 포함된 오차로 인하여 측정값이 가지는 오차의 크기)가 비교적 높은 편이므로 분석 결과의 편차가 매우 클 수 있다"라고 밝혔다. 이어 "척도인자 산출에 사용된 분석 자료는 시료 샘플링에서부터 전처리, 측정까지 이르는 모든 분석과정에서 독립적으로 수행되었기 때문에 독립적 개별 자료이다"라며 "원연이 분석해 제공한 핵종별 방사능 자료와 이를 활용해 원전 사업자가 척도인자를 산출하는 과정 및 결과 등의 모든 관련 사항은 원전 사업자, 규제 기관 등 유관 기관들의 협의 및 승인 과정을 통해 방폐물 처분에 활용한 것으로 알고 있다"라고 했다. 한수원은 "원자력안전위원회고시 '중저준위 방사성폐기물 인도규정'에 따라 04~08년도 척도인자 개발 시 모든 알파 방사능 농도는 보수적으로 산출됐다"라며 "09~16년 주기적 검증 시 확인한 값이 척도인자 개발 당시 인허가 값의 범위에 있어 통계처리에 필요한 시료수와 값의 신뢰도는 충분히 확보된 상태이다"라고 밝혔다. 원안위는 "원연과 한국원자력안전기술원(KINS)이 원연의 방사성폐기물 전체 및 핵종 분석 결과 관리프로그램에 대해 검사를 진행하고 있다"라며 "검사 완료 후 진행 경과 및 결과를 발표할 계획이며, 진행 중인 검사에서 필요사항이 확인될 경우 특별검사를 확대하는 가능성을 열어두고 있다"라고 했다. 덧붙여 "한수원이 스스로 과대평가해 핵종 농도가 높게 나타나는 척도인자 값을 사용하도록 보수적으로 설정하는 것은 '중저준위 방사성폐기물 인도규정'에 부합한다"라며 "주기적 검증에서 6~7배 낮게 분석된 것도 정상적인 변동범위에 포함됨을 확인했다"라고 밝혔다.