나가사키 악몽을 500번 이상 재현할 수 있는 양의 플루토늄이 생산될 현장
본격 가동을 앞두고 있는 일본의 핵연료 재처리시설 로카쇼무라를 가다
▣ 로카쇼무라· 도쿄= 글 김창석 기자 kimcs@hani.co.kr
▣ 황자혜 전문위원 jahye@hanmail.net
▣ 사진 류우종 기자 wjryu@hani.co.kr
제2차 세계대전이 한창이던 1940년 말 미국 캘리포니아대학 버클리 실험실. 시보그·케네디·왈루 등 세 명은 우라늄의 원자핵에 입자 가속기로 고속의 중양자(보통의 수소원자핵의 2배 무게를 가진 수소핵)를 충돌시키는 실험을 되풀이했다. 한순간 그때까지 전혀 알려지지 않았던 새로운 원소가 발견됐다. 시보그는 1941년 2월23일부터 이틀 동안 이뤄진 실험을 통해 이 새 원소를 최종 확인했다. 자연에 없던 원소가 인공적으로 합성된 이 순간, 과학의 역사는 코페르니쿠스적 전환을 이뤘다. 원소의 이름은 ‘플루토늄’으로 결정됐다.
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세계 최대의 핵복합단지
자연에 존재하는 원소는 원자번호 92인 우라늄까지다. 이것에 인공적으로 양자나 중성자를 더해 만들어진 새 원소 1호의 이름은 넵투늄(93번)이다. ‘우라늄(천왕성 ‘Uranus’에서 유래)의 바깥쪽’이라는 뜻으로 넵튠(해왕성)에서 이름이 붙여졌다. 94번 원소는 순서대로 명왕성(플루토)에서 이름이 지어졌다. 플루토는 원래 ‘저승(지옥)왕’이라는 뜻이었다. 그리고 정말 지옥은 얼마 가지 않아 현실로 나타났다.
1945년 8월10일 미국과 전쟁을 치르던 일본의 나가사키에 핵폭탄이 떨어졌다. 플루토늄을 원료로 사용한 최초의 핵폭탄이었다. 폭탄에는 6.3㎏의 플루토늄이 쓰였다. ‘저승왕’이 바로 ‘나가사키 지옥’의 주역이 된 것이다. 플루토늄 폭탄 ‘팻맨’(Fat Man)은 순식간에 2만여 명의 목숨을 앗아갔고, 20만 명에 가까운 이들이 평생 치유할 수 없는 원폭병 환자가 됐다.
그런데 세계 유일의 플루토늄 폭탄 피해국인 일본이 최근 ‘지옥왕의 재림’을 꿈꾸고 있어 전세계적인 우려가 높아가고 있다. 핵무기의 재료 물질인 플루토늄을 일본 국내에서 대량 생산해 국내에 쌓아두는 체제로 이미 접어들고 있기 때문이다.
일본의 악몽이 현실화하고 있는 아오모리현 로카쇼무라에 <한겨레21> 취재진이 도착한 것은 지난 1월28일 오후였다. 인천공항을 출발한 비행기가 2시간 반을 날아 아오모리현 공항에 내렸다. 아오모리현은 한국에는 온천으로 이름난 관광지 정도로만 알려져 있지만, 에너지와 관련한 국가 핵심시설들이 밀집해 있다. 국가의 전략적 요새인 셈이다. 특히 핵복합단지가 있는 로카쇼무라 근처에는 국가 석유비축 기지와 미 공군기지, 풍력발전 연구센터 등이 반경 50~100km 안에 모두 모여 있다.
아오모리현에서 동쪽으로 한 시간 정도 기차를 타고 가자 노헤지라는 작은 마을역이 나왔다. 우리나라로 치면 읍이나 면사무소 소재지 정도의 마을이다. 여기서 버스나 승용차를 이용해 다시 고불고불한 좁은 아스팔트 길을 1시간 정도 헤쳐나가야 로카쇼무라가 나온다. 최근 몇 년 사이 가장 많은 눈이 내렸다는 길은 양옆으로 2m 이상씩 쌓아올린 눈 때문에 폭을 넓히고 경사를 낮춘 봅슬레이 경기장처럼 보였다.
로카쇼무라 핵시설은 광대한 규모로 취재진을 압도했다. 세계 최대의 핵복합단지로 일본 최대 섬인 혼슈의 동북쪽 끝인 시모키타반도 어귀에 있는 로카쇼무라 핵복합시설 단지의 면적은 100만 평이 넘는다. 도쿄에서 700km 북쪽에 있으며, 위도로는 북한의 신의주와 비슷하다. 어느 한 곳에서 시설을 전체적으로 조망하기 어려울 정도로 넓은 규모였다. 주변에 높은 곳이 없는 지형적인 조건에 더해 일반인들의 접근을 원천적으로 막아놓은 보안 시스템 때문에 중요 시설은 홍보센터에 놓인 자료를 통해서만 구체적인 모양새를 확인할 수 있었다.
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한국은 핵폐기장에만 관심 쏟았으나…
이곳에는 우라늄농축 공장, 고준위 방사성폐기물 저장관리센터, 사용후 핵연료 재처리 공장, 중·저준위 방사성폐기물 매설센터 등 이른바 ‘핵연료 사이클’의 주요 시설이 모여 있다. 일본은 건설을 위해 21조4천억원이라는 천문학적인 돈을 쏟아부었다. 시설 한가운데에 서 있는 150m짜리 배기 굴뚝 2개는 각각 우라늄농축 공장과 고준위 방사성폐기물 저장관리센터와 연결돼 있다.
최근 재처리 공장의 본격 가동을 앞두고 이곳에 쏠리는 세계적인 관심이 부담스러운지 일본원연(주) 쪽에서는 취재진의 접근에 상당히 민감한 반응을 보였다. 정문에서 사진 취재가 시작되자마자 정문 경비를 맡은 경비원들이 취재진에게 달려왔다. 홍보센터에서도 1990년대 초·중반 중·저준위 폐기물 시설의 안전성과 선진성에 초점을 맞춰 호의적인 취재를 한 한국 언론을 대하던 태도와는 사뭇 달랐다. 홍보센터의 직원 한 명이 “전망대에서 보는 것은 괜찮지만 취재는 곤란하다”고 난색을 표했다. 취재가 이뤄진 바로 전날인 1월27일 미국 민주당 의원 6명은 미국 주재 일본 대사인 로죠 가토를 통해 일본 정부에 보낸 서한에서 “핵무기로 전용될 수 있는 플루토늄을 계속 추출하는 로카쇼무라의 재처리 공장 가동은 국제안보와 핵 비확산에 중대한 위협이 될 것”이라고 주장했다. 비록 야당이라고는 하지만, 미국의 반응은 일본으로서는 첫 번째 고려사항이 될 수밖에 없다.
그동안 한국 내 관심은 주로 로카쇼무라의 중·저준위 방사성폐기물 매설시설에만 쏠려 있었다. 이곳 중·저준위 핵폐기물 매설센터는 우리나라가 건설하려는 것과 다른 방식인 ‘공학적 천층처분 방식’을 쓰고 있다. 일본 전역의 54기 원자력 발전소에서 배로 운송돼오는 중·저준위 핵폐기물을 200ℓ들이 드럼통에 담아서 지하 12m의 땅속에 콘크리트로 만든 저장고에 채운 뒤 그 위에 점토와 흙을 각각 2.4m 깊이로 덮는 식이다.
그러나 환경적·군사적인 측면에서 중·저준위 방사성폐기물 매설센터와 비교할 수 없을 정도로 중요하고도 위험한 것이 사용후 핵연료 재처리 공장이다. 세계의 이목이 쏠리는 것도 앞으로 일본이 이곳에서 사용후 핵연료의 대규모 재처리 과정을 통해 대량의 플루토늄을 생산해 차곡차곡 쌓아나갈 것이기 때문이다. 일본은 올해 상반기부터 2007년 5월까지 이곳에서 430t의 사용후 핵연료를 재처리해 4.3t의 플루토늄을 생산하겠다고 밝힌 상태다. 국제원자력기구(IAEA)의 기준(핵폭탄 1개를 만드는 데 드는 플루토늄 양은 8㎏)에 따라 계산하면 무려 500개 이상의 핵폭탄을 만들 수 있는 분량이다.
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북한 플루토늄은 새발의 피?
그동안 로카쇼무라 핵복합단지의 운영주체인 일본원연 쪽에서는 이 공장에서 열화우라늄을 사용한 핵 재처리 시험가동을 해왔다. 그러나 이제 곧 미무라 아오모리현 지사, 하시모토 로카쇼무라 촌장, 고지마 일본원연 사장 사이에 ‘안전협정’이 체결되고 현 의회의 청문회가 끝나면 본격적인 가동, 즉 실제 사용후 핵연료가 대규모로 재처리되기 시작한다. 일본 쪽에서는 이를 본격 가동에 앞선 ‘시험가동’(‘액티브 시험’이라는 표현을 쓰기도 함)이라고 부르지만, 2007년 이후 계획 중인 연간 사용후 핵연료 처리량이 ‘시험가동’의 2배인 800t임을 고려해보면 올해 이뤄질 재처리 절차는 본격 가동이나 마찬가지다.
비핵(무기보유) 국가로는 최초의 상용 재처리 시설을 가동하는 일본은 지난해 말 기준으로 이미 43.1t(국내 5.7t, 영국·프랑스 37.4t)의 플루토늄을 확보하고 있는 ‘플루토늄 보유 대국’이다. 재처리 공장이 가동되면 ‘보유대국’에서 ‘최대 생산국이자 보유국’으로서 그 위상과 영향력을 높이게 된다. 북한이 40㎏ 정도의 플루토늄을 보유하고 있는 것으로 추정되는 데 비해, 일본은 이미 4만3천㎏의 플루토늄을 보유하고 있고 앞으로도 매년 8천㎏ 이상의 플루토늄을 생산하게 되는 것이다. 북한이 보유하고 있는 플루토늄의 양이 동북아시아를 들썩이게 하기에 충분하다면, 일본이 생산하게 될 플루토늄의 양은 그야말로 지구를 들썩이게 하기에 충분하다. 그런데도 일본은 한국이 실험 과정에서 우라늄 0.2g을 분리하고 80mg의 플루토늄을 추출했다는 사실이 알려지자 다른 나라들처럼 과민반응을 보인 바 있다.
플루토늄급 핵무기가 실제 만들어지더라도 순도가 높지 않기 때문에 실제 위협적이지도 실용적이지도 않다고 주장하는 일부 전문가들이 있다. 그러나 일본 국립 과학학술원 보고서는 이와 관련해 이렇게 결론 내린다. “실제 플루토늄은 동위원소를 어떻게 조합하더라도 핵무기를 제조할 수 있다. 원자로급 플루토늄은 ‘조기 점화’의 가능성이 매우 높으며 조기 점화는 폭발력을 크게 줄일 수 있다. 이는 조기 점화에 의해 핵폭탄이 분산 폭발돼 연쇄 핵분열 반응이 약화될 수 있기 때문이다. 그러나 계산에 따르면 최악의 조기 점화가 발생한다 하더라도 나가사키 원폭과 유사한 아주 간단한 장치에의한 폭발력도 수천t에 이른다.” 로스앨러모스에서 핵무기를 설계한 칼슨 마크 역시 “가장 간단한 형태로 핵무기를 제조할 때 핵무기급 플루토늄과 원자로급 플루토늄에는 기능상의 차이가 없다”고 밝힌 바 있다.
일본을 ‘준핵국’으로 분류하라
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이 때문에 일부 전문가들은 일본을 ‘사실상의 핵무기 보유국’ 또는 ‘준핵국’으로 분류해야 한다고 주장한다. 원료·능력·기술·자본·경험 등 핵무기를 만드는 데 필요한 모든 것을 갖췄기 때문이다. 1994년 미국 상원군사위원회 샘 넌 위원장(민주당)은 일본의 핵무장 가능성에 대해서 “일본은 능력과 기술과 플루토늄을 갖고 있다”며 “핵무기를 매우 신속히 개발할 수 있다”고 말했다. 나카소네 전 일본 총리는 2004년 펴낸 회고록 <자성록 - 역사 법정의 피고가 되어>에서 일본방위청 장관 시절인 1970년대에 이미 일본의 핵무장 가능성을 연구한 결과 “5년 안으로 당시 가격으로 2천억엔이면 가능하다는 결론을 얻었지만 현실적으로 국토가 좁아 핵실험장을 만들 수 없기 때문에 불가능하다”고 밝힌 바 있다. 그는 또 “만일 미국이 일본을 핵으로 지켜주지 않는다면 얘기는 다르다”면서 “일본의 핵무장 가능성도 검토해야 한다”고 덧붙였다.
일본은 핵무기를 만들 수 있는 조건 가운데 ‘정치적 계기’를 얻지 못했을 뿐이다. 1974년 ‘비핵 3원칙’ 발표로 노벨평화상을 받은 사토 에이사쿠 총리는 한편에서 핵무장 가능성을 검토하는 비밀 보고서를 만들었다. 일본의 군사 전문가 에바타 겐스케 역시 “핵무기 개발의 마지막 족쇄인 지도자의 의지라는 것은 언제 바뀔지 모른다”고 털어놓은 적이 있다. 그린피스의 숀 버니 반핵정책국장이 “북한의 핵 위협보다 더 위험한 것이 일본의 핵 위협”이라고 주장한 것도 이런 맥락과 닿아 있다.
재처리의 규모가 커져 플루토늄을 전용하는지를 감시하는 시스템이 허술해질 수 있다는 분석도 있다. 일본은 대외적으로는 ‘사찰의 모범국’이라고 평가받고 있지만, IAEA의 안전조치는 1% 정도의 플루토늄을 측정 오차 범위에 둔다. 다시 말해 사용후 핵연료 800t을 재처리해 추출되는 플루토늄 8t의 1%, 즉 80kg이 어디로 사라지더라도 IAEA는 검증하기 어렵다는 것이다. 미 의회 기술평가국(OTA)는 1995년 7월 공개한 ‘핵 안전관리와 IAEA’라는 보고서에서 “연평균 100t 안팎의 핵연료가 재처리될 경우에는 한계에 봉착한다”면서 “로카쇼무라에 건설되는 핵재처리 설비가 재처리할 수 있는 용량이 너무 큰 것이 문제”라고 지적했다. 실제로 사라진 예도 있었다. 일본 문부과학성은 2003년 1월18일 연구시설급 규모인 도카이재처리시설에서 플루토늄 206㎏이 행방불명됐다고 발표했다.
핵 재처리에 쓰겠다는 말은 환상
이런 군사적 위협론에 대해 일본 정부는 “플루토늄 생산은 에너지 공급을 위한 발전용”이며 “잉여 플루토늄이 생기지 않도록 플루토늄이 생기는 수준에 맞춰 사용하겠다”는 플루토늄 소비 계획을 내놓고 있다. 무기를 만들기 위한 것이 아니라 핵 재처리 과정에서 모두 쓰기 위한 것이라는 설명이다. 그러나 이런 설명 역시 탁상공론일 뿐이다. 일본이 플루토늄을 주요 연료로 해서 운용하겠다고 밝혔던 이른바 ‘꿈의 원자로’인 몬주 고속 증식로는 1994년 4월에 가동을 시작했지만 95년 12월 나트륨 누출 사고가 생겨 가동이 중단된 뒤로 10년 이상 가동을 못하고 있다. 일본은 아직도 고속 증식로의 상용화·상업화 주장을 세계에서 유일하게 고집하고 있다. 2030~2050년 상용화 시점도 들쭉날쭉이다.
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고속 증식로에 대한 연구는 50년이 지났지만 언제 연구가 끝날지 모르는 상태다. 연구 과정에서 냉각재인 나트륨 관련 사고가 자주 일어나는 점과 경제성이 떨어진다는 점 등 때문에 다른 나라들은 이미 계획 자체를 포기한 상태다. 특히 화재와 폭발 사고가 많았다. 프랑스는 ‘슈퍼스닉스’라는 세계 유일의 실증로를 건설하고 실용화의 선두에 섰으나 고장으로 1990년 7월 이후 운전을 중지했다. 미국은 1970년대에 이미 포기해 사용후 핵연료를 영구 처분해왔다. 고속 증식로 상용화가 요원해진 뒤로 일본은 플루토늄·우라늄의 혼합 핵연료인 ‘목스’(MOX)를 경수로에 쓸 수 있도록 하겠다고 공언해왔지만, 경수로 운전 허가 문제 등에 막혀 언제 시작할 수 있을지 알 수 없다.
재처리로 플루토늄을 생산하는 방식은 농축 우라늄을 수입하는 것과 비교해볼 때 비용이 6배나 많이 든다. 사용후 핵연료 100t을 재처리했을 때 우라늄과 플루토늄을 회수한 뒤 죽음의 재인 핵분열 생성물이 2t이나 생겨난다. 이는 환경에 재앙적 수준의 방사능 피해를 불러올 것이라는 게 환경 전문가들의 지적이다. 친환경적이지도 않고 경제적인 효율성도 떨어지는 플루토늄 생산과 축적을 고집하는 일본의 속내에 대한 세계적 차원의 문제 제기가 여기저기서 불거져나올 가능성이 높아지고 있다.
일본의 핵군비 확산은 남북한은 물론이고 베트남·대만·필리핀 등 아시아 각국의 핵군비 확산으로 이어질 가능성이 높다. 동북아 핵경쟁의 뇌관이 터지고 있는 셈이다. 한국의 보수세력은 로카쇼무라의 가동으로 생겨나는 핵 위협에 대해서 “이에는 이로 대응해야 한다”고 주장하고 나설 공산이 크다. ‘핵 도미노 현상’이 현실화하고 있는 셈이다.
1993년 2월23일은 플루토늄의 52번째 생일이었다. 미국 캘리포니아주 버클리 시의회는 ‘플루토늄이 없는 세계를 지향하는 버클리 결의’를 채택했다. 비정부기구(NGO) 그룹 ‘플루토늄 프리 퓨처’의 청원을 받아들인 결과였다. 이 결의에 따라 버클리 시내에서는 영원히 군사·민간 부분을 통틀어서 플루토늄을 생산하거나 이용할 수 없게 됐다. ‘자기의 땅에서 유배당한 자’의 숙명을 지닌 플루토늄이 태평양을 건너 아시아에 죽음의 그림자를 드리우고 있다.
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