원자력과 전기

민병철 (한국폴리텍대학 창원캠퍼스 에너지환경과 교수)

우리나라는 최초로 원자력발전소에서 생산한 전기를 가정에 공급하기 시작한 때가 1978년이다. 그 당시 부산 인근 바닷가인 고리지역에 원자력 발전소를 건설하였기에 지역이름을 붙여서 ‘고리원전 1호기’라고 부르고 있다. 필자는 그 당시 흑백브라운관 TV에서 전해졌던 ‘원자력 불빛’이라는 뉴스 첫소식을 아직도 기억하고 있다. 백열전구 옆에 달려 있는 검정색 전기스위치를 돌리며 ‘원자력전기가 뭐가 다르지?’ 라는 생각을 했던 그 시절, 세계에서 21번째, 아시아에서 4번째로 원자력전기를 생산하게 되었던 우리나라는 현재 한국형 원전을 독자적으로 개발하여 원전설비를 수출할 정도로 비약적인 발전을 하고 있다.

인류가 원자력을 평화적으로 이용할 수 있었던 것은 미국의 핵물리학자인 페르미가 1942년 핵분열 연쇄반응을 제어할 수 있는 실험을 성공적으로 마쳤기 때문에 가능한 과학적 산물이다.

원자력에서 반드시 거론되는 물질이 있다. 바로 우라늄이다. 우라늄은 대표적인 방사성 물질로써, 자연상태의 천연우라늄에는 대체로 무게가 상이한 두가지 종류의 우라늄이 존재한다. 이를 우리는 동위원소라고 한다. 즉 원자번호(원자가 갖고 있는 전자수 또는 양성자수)는 같으나 원자 핵속에 들어 있는 중성자수가 서로 상이해서 물질의 성질이 서로 다른 것을 동위원소라고 한다. 우라늄은 무게 238이 99.3% 그리고 무게 235가 0.7% 정도로 자연계에 존재하는데, 원자력 발전소의 원료로는 무게 235를 약 2~5%정도로 농축해야만 사용이 가능하다. 물론 원자로가 경수로이면 이 원료를 사용하지만, 중수로타입에서는 천연우라늄을 사용하기도 한다,

한편 원자로에서는 우라늄이 핵분열 연쇄반응을 일으키게 되는데, 이때 핵분열시 발생하는 열을 이용하여 스팀을 만들고, 이 스팀이 터빈을 회전시켜 전기를 생산하는 것이 원자력 발전소이다. 우리나라는 현재 21기의 원자로를 보유하고 운용 중에 있다. 국내 전체 전기생산량의 약 32% 정도를 차지할 정도로 전기생산 의존도가 높은 것이 원자력이다.

어찌보면 이러한 내용만 보면 석유 에너지자원 고갈 그리고 환경오염 문제를 해결할 수 있는 대체에너지로써의 원자력발전의 가치는 충분하다 할 수 있으나 사용 후 핵 폐기물 처리 및 원자력 발전설비의 안전문제 등은 아직도 해결해야 하는 난제이기도 하다. 원자력의 선진국이라고 하는 일본만 하더라도 작년에 발생한 원전사고로 인하여 아직도 피해복구를 위해 엄청난 재정과 시간을 투자하여야만 가능할 거라고는 예측만 하고 있을 뿐, 그 해답은 기약이 없다.

우리는 ‘에너지’와 ‘인류번영과 안녕’을 동시에 고려하여야만 하는 시대를 살아가고 있다.

/한국폴리텍대학 창원캠퍼스 에너지환경과 교수

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