숨겨진 시한폭탄, 사용후 핵연료 저장수조 냉각 문제
도쿄전력의 후쿠시마 원전 안전성 조작
MOX 연료 사용의 위험성
일본 후쿠시마 핵발전소 폭발사고가 악화일로로 치닿고 있다. 제1원전의 1,2,3,4호기 모두 폭발된 상태이며 이로 인한 방사선량이 2호기와 3호기의 사이에서 30밀리시버트, 3호기 부근에서 400밀리시버트,, 4호기 부근에서 100밀리시버트가 검출되었다고 한다.
이 수치는 원전노동자의 연간 선량한도(20밀리시버트)를 많게는 20배 초과하는 것으로 현재 후쿠시마 원전의 안전을 위해 노력하는 노동자와 공무원, 자위대군인의 안전이 매우 우려된다. 자칫 잘못하면 방사선 과다피폭으로 인한 사망자가 발생할 수도 있는 지경에 이르렀다.
녹색연합은 현재 후쿠시마 핵발전소 폭발 사고와 관련해 간과되고 있거나 언급되지 않고 있는 몇가지 문제 - 사용후핵연료 저장수조 냉각문제, 후쿠시마 원전 관리감독문제, MOX(플루토늄이 섞인 핵연료, 혼합산화물) 연료의 위험성 - 에 대해 지적하고자 한다.
특히 4호기 폭발과정에서는 사용후핵연료 수조가 있는 건물 5층 지붕에 손상이 확인됐는데 이는 보도자료를 통해 알리고자 했던 사용후 핵연료 저장수조의 문제가 현실로 나타난 것이다.
원자로뿐만 아니라, 사용후 핵연료 저장수조의 문제까지 지금 일본 정부가 해결할 사항은 매우 다급하다. 이미 최악의 상황이 발생했지만 더 이상 사태가 악화되지 않도록, 일본 정부가 사태를 진정국면으로 이끌기를 간절히 바랄 뿐이다.
우리 정부도 더 이상 바람의 방향이나 발생한 방사선량이 미비하다는 말을 되풀이 해서는 안 된다. 만약의 사태에 대비한 국민 행동 지침을 시민들에게 알려야 할 것이다.
잊혀진 시한폭탄 : 후쿠시마 원전의 사용후핵연료 저장수조 냉각문제
이번 일본 후쿠시마 원전의 노심냉각 실패와 관련하여 일본정부 및 도쿄전력에 의해 은폐된 또 다른 문제는 사용후핵연료를 보관하는 저장수조의 냉각문제이다. 사용후핵연료는 비록 원전 연료로 수명을 종료했다 하더라도 핵분열에 따른 열이 발생하기에 원자로 노심에서 꺼내어진 후 수십 년간 냉각 보관해야 한다.
따라서 사용후핵연료 저장수조 역시 냉각수를 정기적으로 냉각시키고 순환시키기 위해 전원이 필요하지만 후쿠시마 원전의 경우 비상디젤발전기들이 손상된 이후 이와 관련하여 어떤 정보도 제공되지 않고 있다.
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건식 캐스크는 별도의 냉각장치가 필요없는 공냉방식이기 때문에 비교적 안전한 것으로 보이며, 공동 저장수조를 보호하는 건물 역시 쓰나미로부터 특별한 피해를 받은 것으로 보이지는 않는다.
그러나 각 원자로 격납 건물내 담겨진 총 600톤(U-ton) 가까운 사용후핵연료가 격납건물이 차례로 수소폭발에 의해 붕괴됨에 따라 커다란 위험에 노출되어 있다.
만약 사용후핵연료들이 제1원전 6기의 원자로 격납건물에 균등하게 배분되어 있다면, 지금까지 총 2기의 원자로 격납건물이 붕괴되었으므로 약 200톤의 사용후핵연료를 담은 저장수조가 외부 공기에 노출되어 있는 것으로 예측된다.
지난 2006년 미국 하원의회의 요청에 따라 작성된 <사용후핵연료 저장수조의 안전성에 관한 보고서(Safety & Security of Commercial Spent Nuclear Fuel Storage: Public Report)>는 사용후핵연료 저장수조의 냉각에 실패할 경우, 약 100시간(약 4일)이 지나면 지르코늄 피복 화재로 이어질 위험이 있다고 경고하고 있다.
보고서는 사용후핵연료 피복관이 발화할 경우 사용후핵연료 내에 있던 각종 방사성물질이 화염과 함께 대기중으로 급속하게 확산되기 때문에 이미 격납건물이 붕괴된 원전의 경우 대형 방사능오염을 일으킬 수 있다고 경고하였다.
따라서 일본 정부와 도쿄전력은 이와 같은 상황에 대해서도 일본 국민들에게 상세히 설명해야 할 것이다.
도쿄전력의 후쿠시마 원전 안전성 은폐, 현 사태를 초래한 또 다른 원인
일본에서는 지난 2002년 8월, 이번에 폭발사고가 발생한 후쿠시마 제1원전 1, 2, 3호기를 포함한 도쿄전력이 보유한 17기 원전의 안전성 검사가 축소·은폐 조작되었다는 사실이 폭로되었다.
2002년 8월 29일 경제산업성 산하 원자력안전원(NISA)은 도쿄전력이 자발적 안전성 검사보고서를 조작하였으며, 수년간 이러한 사실을 은폐해왔다고 발표하였다.
원자력안전원에 따르면, 도쿄전력은 안전성검사 기록을 조작하였으며, 17기 원전중 13기에서 원자로 용기상부(reactor vessel shroud)에서 발생한 균열을 은폐하였다고 발표하였다.
공동조사 결과, 핵연료안내구조물·제트펌프·access hole cover·주급수 spurger·노심계측기 등 도쿄전력 원전의 원자로압력용기의 각 부위 안전성 검사과정에서 29건의 조작사례가 있었다는 점이 밝혀졌다.
은폐사례의 구체적 사례로 핵연료안내구조물의 균열, 냉각재 재순환 배관시스템의 문제, 격납용기의 누설률 조작 등이다. 이에 따라 다른 전기사업자들에 대한 조사 요구가 일본 내에 팽배했다. 이에 따라 원자력안전원의 요청에 의해 각 전기사업자들이 유사한 문제들에 대한 각자의 보고서를 제출하였다.
하지만 이 보고서들은 오직 과거 3년치의 자발적 검사기록만을 담고 있었다. 원자력안전원은 3년 이전에 벌어진 자발적 검사기록 또는 검사회사들에 의한 시험기록, 주기적 검사결과들에 대해서는 더 이상 추궁하지 않았다.
그러나 다수의 정보원에 따르면 당시 통상산업성이 전력회사들에게 안전사고 사례들을 은폐하라고 지침을 내렸던 것으로 보인다.
원자력안전원은 오직 도쿄전력만을 문제삼았을 뿐, 통상산업성 자체의 부조리행위에 대해서는 조사하지 않았다. 도쿄전력 스캔들은 빙산의 일각만을 보여주었다. 일본 원전과 관련한 전력회사와 관료간의 유착과 부조리에 대해서는 거의 밝혀진 바가 없다.
또한 원자력안전원은 규제의 실패가 도쿄전력 스캔들의 주요원인임에도 불구하고 오히려 원전 안전규제를 완화해왔다.(출처: 일본 시민원자력정보실, “끝없는 원전손상 은폐사례들의 폭로” 2002년)
혹시 이 같은 도쿄전력의 후쿠시마 원전 안전성 은폐 시도와 원자력안전원의 부실한 관리 감독이 오늘의 참사를 불러온 것은 아닌지 따져봐야 할 것이다.
이는 한국에도 시사하는 바가 크다. 한국도 1999년 원자력안전기술원 책임연구원의 울진 1호기 불법 용접 증언이 있었다. 당시 핵발전소 가동을 멈추고, 전면 재조사해야 한다는 반핵운동단체의 주장은 무시되며, 샘플링 조사를 통해 다른 곳은 불법용접이 없다며 무마되었다.
이 과정에서 이미 1993년과 1994년에 걸쳐 영광 핵발전소의 3, 4호기 불법용접 배관이 확인되어 건설 기간 중 교체되었다는 사실도 드러났다. 뿐만이 아니라 2002년 울진 4호기에서 발생한 세관파단사고는 증기발생기의 재질인 인코넬(Inconel)-600의 결함 때문이라는 것이 당시 반핵운동의 주장이었으나 단순 고장으로 넘어갔다.
평상시에는 사소한 차이가 안전에 큰 영향을 미치지 않지만, 만약 이웃 일본처럼 예측하지 못한 상황이 발생한다면 사소한 차이가 엄청난 재앙이 될 수 있음을 깨닫고 우리 정부도 이에 대한 꼼꼼한 점검이 필요할 것으로 판단된다.
후쿠시마 제1원전 3호기와 MOX 연료의 안전상 문제
우리에게 알려지지 않은 MOX 연료의 위험성이 후쿠시마 원전 근처의 중성자 검출로 증폭되었다. MOX 연료의 문제점은 다음과 같다.
MOX 안전상의 문제
● 물리화학적 특성
- 융점이 낮아진다.(40~70도) → 연료의 용융 파손
- 열전도율이 낮아진다
- 미사용 MOX 는 질산에 녹기 쉽다 → 핵확산상의 문제
- 비활성기체(FP, α→He)의 방출률이 올라간다 → 피폭 위험성 증가
● 핵적 특성
- 중성자를 흡수하기 쉽다 → 제어봉, 붕소의 기능이 낮아짐
- 요오드, 트리튬의 생성량 증가함
- 악티니드 계열 핵종(Am-241: 알파선, 반감기 약437년, Cm-242 알파선 반감기 163일,
Cm-244: 알파선 반감기 18.1년)의 생성량이 5~10배정도로 증가 → 사고시 피폭 영향 증대
● 방출 방사선
- 알파입자, 중성자 증가
- 주요 핵종 : 비활성가스(크립톤, 키세논 등), 아이오다인(I), 세슘(Cs), 텔루리엄(Te),
바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 루테늄(Ru), 지루코늄(Zr) 니오비엄(Nb), 세륨(Ce), 플루토늄(Pu)
→ 원자로압력용기의 약화
→ 노동자의 피폭 증대
→ 사용후 연료의 발열량 증대
→ 사용후 연료, 폐기물 관리의 곤란
● 사고시 MOX 연료 사용 핵발전소의 피폭선량과 피해 범위(일반 핵연료 사용 핵발전소와 비교)
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<출처 : 일본 원자력자료정보실>
윤기돈 녹색연합 사무처장
윤기돈 @
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