미국 관세협상 팩트시트 “한국 농축·재처리 지원”
원전 수출 시 ‘원전+연료 공급 패키지’ 제안 가능
미국 동맹관계 깊어졌지만, 북·중 핵무장 견제 커져
핵잠수함 승인 이어 핵연료 자립 군사적 위상 확대
재처리·농축 시설 등 새로운 방사능 물질 관리 필요
▲고리1호기의 사용후핵연료 저장수조. 연합뉴스
미국이 한·미 관세협상 관련 팩트시트에서 “한국의 민수용 우라늄 농축 및 사용후핵연료 재처리를 위한 프로세스를 지원한다"고 밝히면서, 그동안 봉인돼 있던 한국의 핵연료 주권 논의가 본격 개시되는 국면으로 접어들었다.
1970년대 체결된 한·미 원자력협력협정('123협정')으로 봉인돼 있던 농축·재처리가 풀릴 수 있게 된 것이다.
123협정이란 1954년 제정된 미국의 원자력에너지법 제123조에 의거해 미국의 핵물질, 기자재, 기술을 사용하려는 국가와 미국 간에 그 사용조건과 절차를 명시한 원자력협력 협정을 말한다.
제123조에 규정된 9가지 핵비확산 조건은 △이전 핵물질과 기자재는 영구 사찰 대상 △비 핵보유국은 모든 주요 원자력 시설에 대해 IAEA의 전범위 사찰 수용 △핵보유국이 아닌 경우 이전 핵물질, 기자재, 기술의 핵무기 개발 또는 군사목적에 전용 금지 △비핵보유국이 핵실험을 하거나 IAEA의 사찰규정을 어길 경우 이전물 미국에 반환 △핵물질이나 보안자료 재이전시 미국의 동의 필요 △이전 또는 생산된 핵물질, 시설은 물리적 방호 충분해야 함 △20% 미만의 농축이나 재처리시 미국의 사전 동의 필요 △20% 이상 농축이나 재처리시 새로운 협정 통한 미국의 사전 승인 필요 △상기 8개 핵비확산 조건은 핵물질, 생산시설, 이용 시설에 공히 적용 등이다.
우라늄 농축과 재처리는 에너지 안보·산업 경쟁력·대외 전략·군사 억지·환경 리스크가 한꺼번에 얽힌, 전형적인 '하이 리스크·하이 리턴' 의제다. 한국에 어떤 파장을 가져올지 영역별로 짚어본다.
산업적 측면: '연료 자립'과 원전 밸류체인 업그레이드
가장 직관적인 변화는 핵연료 공급망의 구조다. 지금까지 한국은 원전 설계·건설·운영은 세계 톱 티어지만, 연료주기(front end·back end)는 해외 의존이 컸다.
농축·재처리 허용 시 산업측 파급효과는 크게 세 갈래로 나뉜다.
먼저 연료 안보·가격 협상력 제고효과다. 우라늄 농축 능력을 확보하면 단순 연료 수입국에서 연료 제작·서비스 제공국으로 격상된다. 원전 수출 시 '원전+연료 공급 패키지'를 제안할 수 있어 UAE·체코 등 해외 시장 경쟁력도 커진다.
신규 산업·일자리 창출효과도 있다. 농축플랜트, 재처리·파이로프로세싱 실증시설, 고속/고변환로용 고농축·고성능 연료 개발 등에서 대규모 설비투자와 연구인력이 필요하다.
연관 소재·화학·계측·안전분야까지 포함하면 수천 명 단위 고급 기술 일자리가 생길 수 있다는 게 업계의 중장기 전망이다.
다만 재무·규제 부담도 만만치 않을 것으로 예상된다. 프랑스 아레바·일본 롯카쇼무라 사례처럼, 재처리 공장은 '톤당 수천억 원'이 드는 초고가 인프라에, 지연·비용 폭증 위험도 크다.
핵비확산·안전 규제가 일반 원전보다 훨씬 엄격해 사업성이 나빠질 경우 '또 하나의 공룡 적자 공기업'을 만들 수 있다는 우려도 공존한다.
즉, 산업 잠재력은 크지만 '돈·시간·규제'라는 3중 허들을 누구 책임으로 넘을지가 현실적인 쟁점이 될 전망이다.
외교적 측면: 동맹 업그레이드 vs. 비확산 체제의 경계
이번 합의는 한·미 동맹을 에너지·핵연료·방산을 망라한 전략 동맹으로 한 단계 끌어올리는 계기이기도 하다. 백악관 팩트시트는 농축·재처리 지원을 명시하면서도 “123협정과 미국 법률 틀 내에서"라는 단서를 달았다.
외교적 파급효과는 양면적으로 작용할 것이란 게 전문가들의 분석이다. 우선 동맹 내 '신뢰 업그레이드' 효과가 기대된다. 미국이 동맹국에 농축·재처리 가능성을 공식적으로 열어준 사례는 극히 드물다. 이는 한국을 고급 전략 파트너로 인정한 신호라는 해석이 나온다.
미국 입장에서도, 반도체·조선·원전 등 핵심 공급망에서 한국의 역할이 커진 만큼, 연료주기까지 포괄하는 장기 파트너십을 선택했다는 평가다.
핵비확산 논란과 이웃 국가의 경계도 필연적으로 이어질 전망이다.
핵연료 농축·재처리는 모두 핵무기용 물질 생산에 전용 가능한 기술이라, IAEA(국제원자력기구)와 NPT 체제는 항상 민감하게 본다. 일본이 이미 재처리 시설을 보유하고 있는 상황에서, 한국까지 연료주기를 확장할 경우 중국·북한 등은 '핵무장 잠재력 증가' 프레임으로 공격할 가능성이 크다.
1992년 남북한이 체결한 '한반도 비핵화 공동선언'은 농축과 재처리를 모두 금지하고 있어, 이 선언의 사실상 효력 문제도 다시 불거질 수 있다. 실제 공동선언 준수 여부 논란은 이미 수년 전부터 제기돼 왔다.
반면 새로운 협상 의제 탄생의 계기가 될 것이란 분석도 나온다. 미국·일본·EU와의 사용후핵연료 공동 관리, 다자 농축시설 참여, 지역내 연료은행(LEU Bank) 논의가 활발해질 수 있다.
반대로, 중국·북한은 한·미·일의 '핵주기·잠수함·미사일 방어'를 하나의 패키지로 보고 견제 수위를 높일 가능성이 있다. 동맹의 신뢰는 강화되지만, 역내 신뢰는 시험대에 오른다고 볼 수 있다.
국방력 측면: 핵잠수함 연료 추진...북핵 억지와 '잠재적 핵능력' 논쟁
이번 팩트시트가 특히 주목받는 이유는, 미국이 한국의 핵추진 공격잠수함(SSN) 건조 승인 의사를 함께 밝힌 대목 때문이다.
핵잠수함용 연료는 통상 고농축(HEU) 또는 특수 설계된 저농축(LEU)이 쓰인다. 미국은 “123협정과 자국법 범위 내" 지원을 명시했기 때문에, 당분간은 연료 공급·연료주기 관리를 미·영 모델에 가깝게 엄격히 통제할 가능성이 크다. 그럼에도 한국이 농축 인프라·핵연료 설계 능력을 키우면, 장기적으로는 연료 일부 국산화·연료관리 자율성 확대를 노릴 수 있다.
북한의 전술핵 위협이 고도화되는 상황에서, 원전·핵연료 기술력 자체가 장기적으로 전략 억지에 기여한다는 논리가 힘을 얻을 수 있다.
반면 미국과 국제사회는 한국이 핵무기 보유로 선을 넘지 않도록 IAEA 추가의정서·실시간 감시·재처리 플루토늄 전량 계량 등 강도 높은 투명성을 요구할 가능성이 크다.
핵잠수함·연료·연료주기 논의가 본격화되면, '군사 핵과 발전용 등 민수 핵의 분리'를 얼마나 철저히 제도화하느냐가 국방·외교의 관건이 될 전망이다. 실질적으로는 한국이 핵무장은 하지 않되, 핵기술 강국·동맹의 핵우산을 토대로 전략적 발언권을 키우는 방향으로 갈 가능성이 크다.
국방 측면에서는 '실제 전력 강화'보다 '전략적 옵션 확대'의 의미가 더 크지만, 그만큼 관리 실패 시 외교적 비용도 커진다는 점이 핵심이다.
원전산업 측면: 사용후핵연료 해법 vs. 또 다른 난제
에너지 업계에서 농축·재처리 논의가 반갑게 받아들여지는 이유 중 하나는, 한국이 수십 년째 안고 있는 사용후핵연료(고준위 폐기물) 포화 문제 때문이다.
먼저 폐기물 부피 감소·자원 재활용 가능성이 커진다. 재처리는 사용후핵연료에서 우라늄·플루토늄 등을 화학적으로 분리해 다시 연료로 사용하는 방식이다. 이론상으로는 폐기물 부피를 줄이고, 고가의 우라늄 자원을 재활용해 자원·공간 효율성을 높일 수 있다.
그러나 '폐기물 삭제'가 아니라 '형태 변경'일 뿐이라는 지적도 있다. 프랑스·일본 사례에서 보듯, 재처리를 해도 고방사능 액체폐기물·유리화폐기물 등 고준위 폐기물이 새롭게 발생한다.
결국 어느 시점엔 심지층 처분장(지하 수백m 영구처분장) 건설이 불가피하다는 점은 바뀌지 않는다. 재처리는 폐기물 총량·독성의 시간 분포를 조정하는 기술이라는 한계가 있기 때문이다.
이와는 별개로 재처리는 SMR·고속로·수출산업과의 시너지가 기대된다. 장기적으로 파이로프로세싱·고속로가 결합한 '폐쇄형 연료주기'가 가능해지면, 한국형 SMR·고속로 수출 시 경쟁력이 크게 붙는다.
'원전+연료주기+폐기물 관리 패키지'를 제시할 수 있는 국가는 현재 사실상 프랑스·일본 정도에 그친다. 한국이 이에 합류하면 글로벌 원전 패키지 시장의 구조가 바뀔 수 있다.
결국 원전산업 입장에선, 농축·재처리는 사용후핵연료 문제를 유예·관리 가능한 수준으로 바꾸는 도구이자, 수출·기술 고도화의 레버'가 될 수 있다. 다만 사회적·정치적 수용성이 이를 따라갈지가 관건이다.
환경·사회적 측면: 탄소 저감 vs. 새로운 위험의 관리
마지막으로 환경 관점이다. 농축·재처리는 기본적으로 온실가스 감축에는 유리하지만, 방사능 리스크의 종류를 바꾸는 선택이다.
탄소중립·NDC 이행에 기여가 가능할 전망이다. 농축·재처리를 통해 연료를 효율적으로 활용하면, 동일한 탄소 예산 안에서 더 많은 원전 전력을 생산할 수 있다.
특히 한국처럼 신규 석탄발전 축소·재생에너지 변동성 보완에 원전이 중요한 역할을 하는 구조라면, 연료주기 자율성은 탄소중립 전략의 중요한 변수다.
다만 지역 환경·안전 리스크는 불안요소다. 재처리·농축 시설은 방사성·화학성 액체 폐기물, 플루토늄·고농축 우라늄 등 고위험 물질의 장기 관리를 필요로 한다.
시설 입지 지역의 방사능 누출 우려, 해양·지하수 오염 가능성, 운송 중 사고 위험 등은 주민 수용성의 최대 논점이 될 수 있다. 일본 후쿠이현, 프랑스 라아그 지역에서 벌어졌던 수십 년간의 사회 갈등이 한국에서도 재현될 수 있다는 우려가 제기된다.
농축·재처리는 국민 입장에서 “핵무장 잠재력, 초고위험 물질, 세대 간 책임"을 상징한다. 따라서 IAEA 실시간 공개, 주민·시민단체 참여형 모니터링, 사고·오염 데이터 투명 공개 등이 전제가 되지 않으면 환경 논쟁은 끝나지 않을 것이다.
'핵연료 자립'은 에너지 전략의 게임 체인저…정치·사회 합의가 숙제
한·미 공동 팩트시트는 “민수용 농축·재처리를 위한 프로세스를 지원한다"는 방향성을 제시했다. 이제 공은 한국 사회로 넘어왔다.
산업계는 원전 수출·핵연료 자립·SMR·핵잠수함 등 '기회 리스트'를 앞세울 것이고, 환경·시민사회는 폐기물·안전·비확산을 이유로 '위험 리스트'를 들이밀 것이다.
관건은 이 논쟁을 “핵무장 vs 반핵" 이분법이 아니라 “에너지 안보·탄소중립·산업경쟁력·동맹관리·환경보호를 어떻게 조합할 것인가"라는 장기 전략의 문제로 끌어올리느냐다.
농축·재처리 논의는 이제 시작이다. 선택의 크기만큼, 정치·외교·사회적 설명 책임도 그만큼 커졌다는 사실을 잊지 않는 것이 한국 에너지 정책의 첫 단추가 될 것이다.
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