核강국 일본의 核 ‘JAEA’가보니
일본은 원자력 산업의 대국이다. 핵무기 비보유국으로는 유일하게 산업재처리시설과 상업농축시설, 원자력발전소를 구비한 나라이다. 따라서 일본은 부인하고 있지만 핵무기를 만들 수 있는 기술과 원료(플루토늄)를 갖고 있는 핵기술 대국으로도 불린다. 일본의 원자력과 핵기술의 현 주소를 알아보기 위해 최근 일본 원자력의 발상지 이바라키현 도카이무라의 일본 원자력 연구개발기구(JAEA)를 둘러봤다.
｜도카이무라(일본 이바라키현) 이춘규특파원｜1999년 핵연료 가공회사인 JOC의 임계(臨界)사고 때 방사능 누출사고로 2명의 사망자가 발생한 이후 일본 원자력 연구개발기구 도카이연구소의 안전조치는 강화됐다. 현재 거대한 양자가속기가 건설되고 있다. 연구용 원자로, 핵사찰기술능력을 인정받은 고도환경분석연구동 등도 눈길을 끌었다.
●바닷가에 10리 터널공사
도카이연구소에서는 2008년 1차완공을 목표로 중성자 연구 분야를 포함한 세계 최첨단 시설 J-PARC(Japan Proton Accelerator Rese arch Complex·대 강도 양자가속시설) 건설이 진행되고 있다. 이 가속기는 앞으로 ‘세계최대·최강의 현미경’ 같은 기능을 하게 된다.
해안가 부지에서는 3.6㎞가량의 거대한 터널공사가 진행 중이다. 도카이연구소는 고에너지 가속기 연구기구와 공동으로 터널공사를 하고 있다. 지하 15m의 터널파기공사는 완성단계에 있다. 현재 공정률은 70%선이라는 게 J-PARC 나가미야 쇼지 소장의 설명이다.
이 가속기는 선형(線型)가속기라고 불리는 직선코스(약 330m)와 두 개의 원형가속기(둘레길이 350m와 1600m)를 연결,3단계로 가속한다. 이렇게 해서 광속과 거의 같은 속도까지 양자의 속도를 올린 뒤 금속의 원자핵에 충돌시켜 중성자를 포함한 다양한 입자를 발생시킨다.
입자들을 빔라인에서 일반 현미경의 빛을 대신해서 연구에 활용하는 것이다. 후지이 야스히코 양자빔응용연구부문 부부문장은 “23개의 빔에서 대학과 기업의 연구자를 포함한 연구자들이 산업이나 의료부분 등의 기초 및 응용연구를 하게 된다.”고 소개했다. 자동차엔진연소 모양을 관찰하고 싶은 자동차회사나 제약회사 등의 관심이 높다.
이 연구는 ▲고밀도반도체소자 발견(정보기술) ▲수소연료전지의 개발(환경기술) ▲고온초전도물질의 개발(수송·에너기기술) 등에 응용된다는 것이 후지이 부부문장의 설명이다. 암 등 난치병 극복을 위한 치료약 개발이나 초소형 의료기기 개발 등에도 이용된다.
●미국·일본의 연구개발경쟁 치열
일본의 가속기는 세계 최고 수준이라는 것이 나가미야 소장의 얘기다. 미국도 일본측과 거의 같은 규모로 테네시주에 ‘SNS’란 양자가속기를 건설하고 있다. 일본보다 1년쯤 빠르다.
미국과 일본은 가속기 건설 경쟁은 물론 원자력산업 관련 연구개발 경쟁을 치열하게 벌이고 있다. 도카이연구소는 우주생성의 비밀을 밝힐 수 있는 뉴트리노(중성 미자) 발생 실험 시설도 2004년부터 부지 내에 건설 중이다.
2000억엔(약 1조 7000억원)이 드는 뉴트리노 생성 실험시설은 당초 예정보다 3년 앞당겨 건설을 시작했다. 미국과 유럽 여러 나라의 연구 실적에 뒤지지 않기 위한 노력으로 풀이됐다. 뉴트리노는 우주생성의 비밀을 풀어줄 것으로 기대된다. 우주에 무수히 존재하지만 탐지가 어려운 유령 같은 입자로 알려졌다.
연구소는 또 사용후 핵연료(고수준 방사성폐기물)는 반감기가 길어 수만년간에 걸쳐 격리보관하도록 되어 있는 현실을 개선키 위해 ‘핵변환기술’을 이용한 반감기 단축 기술을 개발해 격리기간을 수백년으로 단축하는 계획도 진행, 세계의 이목을 끌고있다.
●핵사찰 기술도 보유한 핵강대국
일본은 원칙적으로 핵무기의 보유·제조·반입을 일절 하지 않는다는 비핵 3원칙을 1968년 선언, 지금까지 준수하고 있다고 강조한다.1995년 제정된 ‘원자력 기본법’에는 핵무기의 제조 및 보유금지가 규정돼 있다.
하지만 세계로부터 의혹의 시선을 받는다. 핵무기 제조 기술과 원료를 갖고 있다는 것이다.40t의 플루토튬을 보유한 데다 55기의 원자력발전소, 우라늄농축시설, 재처리공장, 고속증식로원형로(原型爐) ‘몬주’ 등이 있어 기술도 갖고 있는 것으로 비쳐진다.
이에 대해 일본 원자력 연구개발기구 구보 미노루 홍보부장 등은 “법에 정한 대로 우리는 핵무기 관련 기술을 개발하지도 않고 있다.”고 해명했다. 평화적 이용에만 전념하고 있다는 것이다. 핵의 파수꾼이라는 주장이다.
아울러 국제원자력기구(IAEA)의 사찰도 적극 받아 문제가 없다고 했다. 또 몰래 군사목적으로 핵을 이용한 의심이 있을 경우 1조분의1g의 우라늄이나 플루토늄까지 측정하는 ‘핵사찰기술’도 보유,2년 전 IAEA의 시료분석을 의뢰받기 시작했다.2005년 10월에는 관련시설인 ‘핵비확산 과학기술센터’를 설치했다.
세계적인 감시망도 두텁다고 한다. 세계에 170곳의 지진파측정소, 방사능측정소 80곳, 수중음향탐지소 11곳, 미세기압진동관측소 60곳 등을 통해 365일,24시간 국제감시체제가 가동 중이기 때문에 새로운 핵보유 움직임이 철저히 감시된다는 것이다. 일본 내에도 10곳에 관련시설이 있다.
아울러 도카이연구소 등 원자력 관련 연구시설을 해외의 연구자들에게도 개방, 세계에 열린 연구거점임을 강조하고 있다. 실제 일본 원자력 연구개발기구 도카이연구소의 환경·원자력 미량연구그룹의 한국 출신 이치규(재료공학) 박사는 4년째 연구원으로 활동 중이다.
이 박사는 “한국인 연구원이 한, 두 명 더 있는 것으로 안다.”면서 “원자력연구는 장치산업으로 돈과 아이디어가 중요한데 이 연구소는 세계최고 수준”이라고 평가했다.
taein@seoul.co.kr
■ 나가미야 JAEA 시설소장 인터뷰
｜도카이무라(일본 이바라키현) 이춘규특파원｜대형 양자가속시설인 J-PARC(대 강도 양자가속시설)센터의 나가미야 쇼지 소장은 기자회견을 통해 “10년 뒤에는 본격적인 성과가 나오도록 노력하고 있다.”고 앞으로의 사업목표에 대해 설명했다.
▶거대한 투자사업인데 성과는.
-J-PARC 전체는 순수과학이 많다. 경제적 성과는 당장은 적다. 하지만 중성자를 이용하는 과학은 산업계에 혜택을 가져다 줄 것이다. 신산업도 창조될 것으로 보인다. 경제효과는 지금 즉시 나오는 것은 아니다.
▶안전문제는 없는가.
-1999년의 임계사고 뒤 안전조치가 매우 강화했다. 주민들은 당초에는 연구시설들에 대해 반대가 없었으나 그 사고가 있은 뒤로는 반대운동이 일고 있다. 하지만 현재로서는 안전문제에 큰 문제가 없다.
▶이 지역은 지진이 많은데.
-규모 4∼5까지는 이 시설들이 안전하다. 거대 지진이 오면 시설안전이 위협받을 수 있다. 일본 어느 지역도 마찬가지다. 이 연구소는 해안가에 있기 때문에 거대한 쓰나미가 오는 것이 무엇보다 우려된다.(이에 대해 다른 관계자는 도카이무라에는 역대로 거대 쓰나미가 온 적이 없고, 만(灣)의 안쪽에 위치한 지역의 특성상 10m급의 거대 쓰나미는 올 가능성이 낮다고 부연설명했다.)
▶한국과도 협력하는가.
-그렇다. 이곳의 연구팀과 한국의 연구팀(서울대)은 중성미자 검출실험을 공동으로 실시한다.
▶왜 이곳에 연구소가 설치됐나.
-후지산의 산록 등지와 경합이 있었으나 이바라키현 도카이무라에 들어섰다. 도쿄에서 가까운 점 등이 작용한 것으로 보인다. 그리고 쓰쿠바 학습도시와도 가깝지 않은가.
▶이 연구소의 또다른 지향점은.
-(이하는 배석자들도 보충해서 설명)차세대의 에너지 연구다. 에너지원 개발이다. 석유나 우라늄 등은 매장이 한정돼 있다. 고갈될 수 있다. 그 이후 상황에 대비, 새로운 에너지원을 이 연구소에서 개발하려고 한다.
▶제약산업 발달이 기대된다고 하는데 외국의 제약회사들도 관심이 있는가.
-직접 파악은 못했다. 많은 해외기업들이 우리 연구 진행에 주목하고 있을 것이다. 일본 기업들의 관심도 갈수록 높아지고 있다.
▶기업들이 이용할 경우 비용 징수는.
-현재 연구시설을 이용할 기업들에 비용을 물리는 방법에 대해서 정해진 원칙이 없다. 여러 관계자들과 상담, 정하려고 한다. 현재는 이바라키현 관내 기업들이 이용하고 있다. 앞으로는 국내, 해외의 기구, 연구자에게도 개방된다.
▶일반인이나 외국인의 시찰은.
-다른 나라도 마찬가지지만 연구시설은 상당한 보안이 필요하다. 이 연구소는 안전문제도 있다. 따라서 (허가 등의)제약이 있다. 외국인 시찰은 매우 적은 편이다.
▶예산은 어떻게 조달되나.
-최근 국립연구소들의 법인화가 거의 끝났는데 일본 원자력 연구개발기구도 독립행정법인이 됐다. 하지만 예산은 국가에서 나온다. 다만 철저히 감독된다.(국가기관에)연구계획서를 제출, 진척 상황도 보고하고 점검받는다.
taein@seoul.co.kr
■ 한해 예산 2조원 육박
일본원자력 연구개발기구는 지난해 10월 ‘일본원자력연구소(1956년 설립)’와 ‘핵연료사이클기구(1998년)’를 통합, 발족했다. 직원은 4386명이다. 박사만도 700여명이다.2005년도 예산은 2094억엔(약 1조 8000억원)으로 방대하다.
원자력산업의 발상지인 도카이무라와 아오모리·기후현, 간사이지방 등 일본 전국 10개 지구에 연구개발거점들이 산재해 있다. 주력은 도카이무라다.3개의 연구소가 있는 이바라키현에 3300여명의 연구인력이 집중돼 있다. 그 중에서도 2500여명이 도카이무라의 각종 연구시설들에 집중 배치돼 있다.
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